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图形学中的噪声：从原理到实践（中）

前端

导言

图形学中噪声是一种极其强大的工具，可用于在场景中添加现实主义、复杂性和随机性。在上一篇文章中，我们探讨了噪声的基本概念和一维噪声函数。在本篇文章中，我们将深入研究二维和三维噪声函数，并展示如何在图形学应用中使用它们。

二维噪声函数返回一个介于 0 到 1 之间的浮点值，输入为两个参数：x 和 y 坐标。与一维噪声类似，二维噪声函数也具有伪随机性，这意味着它们在给定输入时总是产生相同的值，但它们又具有随机性，使得生成的图案看起来像是随机的。

Perlin 噪声： Perlin 噪声是一种经典的二维噪声函数，由 Ken Perlin 开发。它是一种分形噪声，这意味着它在不同的尺度上具有自相似性。这使其非常适合创建自然界中常见的有机纹理，例如云彩和水。

三维噪声函数返回一个介于 0 到 1 之间的浮点值，输入为三个参数：x、y 和 z 坐标。与二维噪声类似，三维噪声也具有伪随机性和分形性。

沃罗诺伊噪声： 沃罗诺伊噪声是一种基于将空间划分为一组不重叠单元格的三维噪声函数。这些单元格的边界形成一个噪声图案，非常适合创建岩石和地形的破碎表面。

简单噪声： 简单噪声是一种专为 GPU 优化的高性能三维噪声函数。它使用简单的数学运算来生成噪声，使其计算非常高效。这使其非常适合在实时图形应用中使用，例如游戏和虚拟现实。

噪声在图形学中有着广泛的应用，包括：

  • 纹理生成： 噪声可用于生成各种纹理，例如云彩、岩石和水。
  • 地形生成： 噪声可用于生成逼真的地形，例如山脉、山谷和河流。
  • 程序动画： 噪声可用于为动画对象添加随机性，例如火焰和烟雾。
  • 视觉效果： 噪声可用于创建各种视觉效果，例如爆炸和烟雾。

噪声是图形学中一种重要的工具，可用于创建逼真、复杂和随机的视觉效果。通过使用二维和三维噪声函数，图形艺术家可以生成广泛的图案和纹理，为其场景增添生机和真实感。

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