Presque tous les shémas de perlin.

This commit is contained in:
Georges Dupéron 2011-11-12 21:01:18 +01:00
parent 630d386c1d
commit 6bdceed136

View File

@ -1,14 +1,19 @@
\documentclass{beamer}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage[frenchb]{babel}
\usepackage{hyperref}
% pgf 2.10 sous ubuntu :
% https://launchpad.net/ubuntu/precise/i386/pgf/2.10-1
% http://launchpadlibrarian.net/70800349/pgf_2.10-1_all.deb
\usepackage{tikz}
\usepackage{pgfplots}
\usetikzlibrary{shapes,positioning,snakes,calc,chains}
\usetheme{Frankfurt}
\usepackage{graphicx}
\title{FMIN313 Moteurs de jeux\\ Génération de terrains}
\author{DUPÉRON Georges \and\\ BONAVERO Yoann}
\author{DUPÉRON Georges \and\texorpdfstring{\\}{} BONAVERO Yoann}
\institute{Université Montpellier II,\\Département informatique\\Master 2 IFPRU\\Encadrants~: F. Koriche et M. Moulis}
\date{Lundi 14 novembre 2011}
@ -24,53 +29,65 @@
\vskip0pt%
}
\AtBeginSection[] {
\begin{frame}
\frametitle{Plan}
\tableofcontents[currentsection]
\end{frame}
\addtocounter{framenumber}{-1}
}
% \AtBeginSection[] {
% \begin{frame}
% \frametitle{Plan}
% \tableofcontents[currentsection]
% \end{frame}
% \addtocounter{framenumber}{-1}
% }
\begin{document}
\makeatletter\renewcommand*{\figurename}{\@gobble}\makeatother
\begin{frame}
\titlepage
\end{frame}
% \begin{frame}
% \titlepage
% \end{frame}
% \section{Introduction}
\section{Génération}
\def\dohash#1#2{
\pgfmathsetmacro\hash{#1}
\pgfmathsetmacro\hashb{#2}
\pgfmathsetmacro\hash{mod((\hash+#1)*\hashb+0.37,1)}
\pgfmathsetmacro\hashb{(1+\hashb)*0.526}
\pgfmathsetmacro\hash{mod((\hash+#1)*\hashb+0.59,1)}
\pgfmathsetmacro\hashb{\hashb*0.415+42}
\pgfmathsetmacro\hash{mod((\hash+#1)*\hashb+0.23,1)}
\pgfmathsetmacro\hashb{\hashb*0.273+132}
\pgfmathsetmacro\hash{mod((\hash+#1*#1)*\hashb+0.78,1)}
\pgfmathsetmacro\hash{mod(\hash,1)}
\pgfmathrnd
\xdef\noiseseed{\pgfmathresult}
\shorthandoff{;?:}
\tikzset{
declare function={
hash_3(\a,\b)=Mod(\a*\a+\b,1);
hash_2(\a,\b)=hash_3(mod(\a*\b,1.783)+77.123,mod(\a+\b,1.843)*-0.179);
hash(\a,\b)=hash_2(mod(\a+\b,1.783)*0.417,mod(\a*\b,1.843)+42.56);
noise1D(\x)=hash(\x,\noiseseed);
sampleLeft(\x,\periode)=floor(\x/\periode);
sampleRight(\x,\periode)=floor(\x/\periode)+1;
sampleDelta(\x,\periode)=frac(\x/\periode);
linearInterpolation(\x,\a,\b)=\x*(\b-\a) + \a;
cosineInterpolation(\x,\a,\b)=(1-cos(\x*180))*0.5*(\b-\a) + \a;
octave1DLinear(\x,\periode,\amplitude)=\amplitude*linearInterpolation(sampleDelta(\x,\periode), noise1D(sampleLeft(\x,\periode)), noise1D(sampleRight(\x,\periode)));
octave1DCosine(\x,\periode,\amplitude)=\amplitude*cosineInterpolation(sampleDelta(\x,\periode), noise1D(sampleLeft(\x,\periode)), noise1D(sampleRight(\x,\periode)));
% perlin1DCosine(\x,\periode,\octaves,\persistance,\amplitude)=\lazyifthenelse{\octaves == 0}{0}{\x + perlin1DCosine(\x,\periode*0.5,\octaves-1,\persistance,\amplitude*\persistance)};
% recursive(\x)=\lazyifthenelse{\x == 0}{0}{\x+recursive(\x-1)}
}
}
\shorthandon{;?:}
\subsection{Perlin noise}
\begin{frame}
\frametitle{Perlin noise}
\begin{itemize}
\item Superposition d'octaves de bruit
\item Superposition d'octaves de bruit ($\text{seed} = \noiseseed$).
\begin{figure}[h]
\centering
\begin{tikzpicture}
\xdef\oldhash{0}
\xdef\oldi{0}
\foreach \i in {1,2,...,4}{
\dohash{\i}{0}
\draw[draw=blue] (\oldi,\oldhash) -- (\i,\hash);
\xdef\oldhash{\hash}
\xdef\oldi{\i}
}
\begin{tikzpicture}[scale=0.1,mark size=10]
\only<1->{ \path[samples at={0,16,...,64}, mark=ball] plot (\x,{octave1DLinear(\x,16,20)}); }
\only<2>{ \draw[samples at={0,16,...,64}] plot (\x,{octave1DLinear(\x,16,20)}); }
\only<3->{ \draw[samples at={0,1,...,64}, smooth] plot (\x,{octave1DCosine(\x,16,20)}); }
\only<4->{ \path[samples at={0,8,...,64}, mark=ball] plot (\x,{20+octave1DLinear(\x,8,10)}); }
\only<4->{ \draw[samples at={0,1,...,64}, smooth] plot (\x,{20+octave1DCosine(\x,8,10)}); }
\only<5->{ \path[samples at={0,4,...,64}, mark=ball] plot (\x,{30+octave1DLinear(\x,4,5)}); }
\only<5->{ \draw[samples at={0,1,...,64}, smooth] plot (\x,{30+octave1DCosine(\x,4,5)}); }
% \only<1->{ \draw[samples at={0,1,...,64}, smooth] plot (\x,{perlin1DCosine(\x,16,2,0.5,20)}); }
% \only<1->{ \draw[samples at={0,1,...,64}, smooth] plot (\x,{recursive(\x)}); }
\end{tikzpicture}
\caption{Perlin noise}
\end{figure}
@ -80,210 +97,210 @@
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Perlin noise (Variations)}
\begin{itemize}
\item Cevernes, nuages, textures, terrains : bruit $n$D et voxels.
\item Ridged Perlin Noise.
\item Midpoint displacement.
\item Simplex noise : généralisation des triangles équilatéraux à $n$ dimensions, interpolation par rapport aux coins. $d^2$ au lieu de $2^d$.
\item Bruit répétable 1D : points sur un cercle dans un espace 2D. Généralisation à $n$ dimensions : hypercercle $n$D dans un espace $2n$D.
%TODO : référence
\end{itemize}
\end{frame}
\subsection{Craters et Hills Algorithm}
\begin{frame}
\frametitle{Craters et Hills Algorithm}
\begin{itemize}
\item Craters
\begin{itemize}
\item Soustraire des cercles au terrain (z = z - f(distance au centre))
\item Sur un terrain nu
% TODO : image
\item Sur un terrain existant
% TODO : image
\end{itemize}
\item Hills Algorithm
\begin{itemize}
\item Inverse de craters : on ajoute plein de cercles
\end{itemize}
\item Stockage des cercles dans un arbre (BSP, Quadtree, arbre du LOD, \dots{}).
\end{itemize}
\end{frame}
\subsection{Érosion}
\begin{frame}
\frametitle{Érosion}
\begin{itemize}
\item Déplacement de sédiments.
\item Taux en fonction de la pente, dureté de la roche, végétation.
\item Carte de circulation des eaux.
\item Pas temps-réel.
\item Approximation : modification de la distribution des hauteurs. % TODO : schéma
\end{itemize}
\end{frame}
\subsection{Autres}
\begin{frame}
\frametitle{Autres méthodes}
\begin{itemize}
\item Chaînage d'algorithmes de bruit
\begin{itemize}
\item Ajout de couleurs, climats, végétation, relief\dots{}
\item Altération du comportement d'un algo.
\item {\tiny\url{http://www.gamedev.net/blog/33/entry-2249260-procedural-islands-redux/}}
\end{itemize}
\item Cartes polygonales. {\tiny\url{http://www-cs-students.stanford.edu/~amitp/game-programming/polygon-map-generation/}}
% TODO : voronoi etc.
\item Intégration de formes dans le terrain.
\end{itemize}
\end{frame}
\subsection{Rivières}
\begin{frame}
\frametitle{Rivières}
\begin{itemize}
\item Pathfinding {\tiny\url{http://www.umbrarumregnum.net/articles/creating-rivers}}
% Image
\item Affinage du tracé en fonction du LOD.
% Schéma sur un ou deux niveaux d'affinage.
\item Tracé arbitraire.
\item Intégration dans le terrain.
\end{itemize}
\end{frame}
% Si on utilise une méthode de coût qui favorise de passer par un petit
% bout de bruit plutôt que de le contourner, mais favorise le
% contournement pour une grosse accumulation de bruit, on pourra même
% simuler l'érosion qui efface les méandres trop petits.
\subsection{Démonstration}
\begin{frame}
\frametitle{Démonstration}
\begin{center}
{\Huge World machine}
\vspace{1em}
\url{http://www.world-machine.com/}
\end{center}
\end{frame}
\section{Rendu}
\subsection{Isosurfaces}
\begin{frame}
\frametitle{Isosurfaces}
\begin{itemize}
\item Metaballs % TODO : écran de veille / screenshot.
\item Surface 2D d'un bruit 3D.
\item Simplification de nuages.
\item Surface de l'eau.
\end{itemize}
\end{frame}
\subsection{Ray casting}
\begin{frame}
\frametitle{Ray casting}
\begin{itemize}
\item Très simple, très petit code.
% TODO : Schéma d'explication
\item Sampling
\item Très lent
\item Démonstration
\item Monte Carlo
\end{itemize}
\end{frame}
\section[LOD]{Niveau de détail}
\subsection{ROAM}
\begin{frame}
\frametitle{ROAM}
\begin{itemize}
\item Triangle bintree.
% TODO : Figure : triangle avec 2 fils.
\item Split et merge. CLOD.
% TODO : Figure : split forcé, merge d'un losange.
\item Défaut maximal visible à l'écran.
% TODO : Figure : Dessin projection pavé triangle erreur à l'écran.
\item Split queue et Merge queue.
% TODO : queues l'une au-dessus de l'autre, montrer qu'on va +- les priorités pour éviter le chevauchement.
\item Frustum culling : utilisation de drapaux.
\item Améliorations~:
\begin{itemize}
\item Triangle stripping.
\item Geomorphing.
\item Calcul différé des priorités dans les queues.
\item Temps réel.
\end{itemize}
\item $O(\text{Nb triangles mis à jour})$
\end{itemize}
\end{frame}
\subsection{Geometry clipmaps}
\begin{frame}
\frametitle{Geometry clipmaps}
\begin{itemize}
\item Carrés concentriques avec des LOD différents.
\item Comme le mipmapping de textures.
\item Utilisation forte du GPU.
\item Displacement shader.
\item Remplissage à la jointure des LOD.
\end{itemize}
\end{frame}
\subsection{Notre algo}
\begin{frame}
\frametitle{Notre algorithme}
\begin{itemize}
\item Quadtree de carrés.
% TODO : figure
% TODO : figure trous dans le mesh
\item Triangle fans.
\item LOD en fonction de la distance.
\item Mise à jour de quelques branches seulement.
\item Temps réel.
\item $O(\text{Nb triangles mis à jour})$
\end{itemize}
\end{frame}
\subsection{Streaming de scène}
\begin{frame}
\frametitle{Streaming de scène}
\begin{itemize}
\item Modèle client/serveur.
\item Tiles avec LOD maximal.
\item Qualité progressive des tiles.
\item Geometry clipmaps.
\item \texttt{/usr/lib/xscreensaver/crackberg}
\end{itemize}
\end{frame}
% \section{Conclusion}
% \begin{frame}
% \frametitle{Conclusion}
% \frametitle{Perlin noise (Variations)}
% \begin{itemize}
% \item Cevernes, nuages, textures, terrains : bruit $n$D et voxels.
% \item Ridged Perlin Noise.
% \item Midpoint displacement.
% \item Simplex noise : généralisation des triangles équilatéraux à $n$ dimensions, interpolation par rapport aux coins. $d^2$ au lieu de $2^d$.
% \item Bruit répétable 1D : points sur un cercle dans un espace 2D. Généralisation à $n$ dimensions : hypercercle $n$D dans un espace $2n$D.
% %TODO : référence
% \end{itemize}
% \end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Sources}
% Génération
% * [Différents algos]() : Ridged Perlin Noise, Hills Algorithm, Craters, Erosion.
% * [Plein d'algos](http://planetgenesis.sourceforge.net/docs15/noise/noise.html#tileworley) dont plusieurs basés sur une sorte de voronoi donc à priori trop lents.
% * Affichage avec Ogre : [forum](http://www.ogre3d.org/forums/viewtopic.php?f=5&t=67177&p=442222), [doc](http://www.ogre3d.org/docs/api/html/classOgre_1_1BillboardSet.html)
\begin{itemize}
\item http://www.gamasutra.com
\item http://vterrain.org
% \item Mojoworld generator (mojoworld.org)
\item http://world-machine.com
\item Algorithmes de bruit {\tiny http://www.sluniverse.com/php/vb/project-development/34994-automatically-generated-terrain-map.html}
\item Composition d'algorithmes de bruit {\tiny http://www.gamedev.net/blog/33/entry-2249260-procedural-islands-redux/}
\item Création de cartes polygonales {\tiny http://www-cs-students.stanford.edu/~amitp/game-programming/polygon-map-generation/}
\item Pathfinding pour créer des rivières {\tiny http://www.umbrarumregnum.net/articles/creating-rivers}
\end{itemize}
\end{frame}
% \subsection{Craters et Hills Algorithm}
% \begin{frame}
% \frametitle{Craters et Hills Algorithm}
% \begin{itemize}
% \item Craters
% \begin{itemize}
% \item Soustraire des cercles au terrain (z = z - f(distance au centre))
% \item Sur un terrain nu
% % TODO : image
% \item Sur un terrain existant
% % TODO : image
% \end{itemize}
% \item Hills Algorithm
% \begin{itemize}
% \item Inverse de craters : on ajoute plein de cercles
% \end{itemize}
% \item Stockage des cercles dans un arbre (BSP, Quadtree, arbre du LOD, \dots{}).
% \end{itemize}
% \end{frame}
% \subsection{Érosion}
% \begin{frame}
% \frametitle{Érosion}
% \begin{itemize}
% \item Déplacement de sédiments.
% \item Taux en fonction de la pente, dureté de la roche, végétation.
% \item Carte de circulation des eaux.
% \item Pas temps-réel.
% \item Approximation : modification de la distribution des hauteurs. % TODO : schéma
% \end{itemize}
% \end{frame}
% \subsection{Autres}
% \begin{frame}
% \frametitle{Autres méthodes}
% \begin{itemize}
% \item Chaînage d'algorithmes de bruit
% \begin{itemize}
% \item Ajout de couleurs, climats, végétation, relief\dots{}
% \item Altération du comportement d'un algo.
% \item {\tiny\url{http://www.gamedev.net/blog/33/entry-2249260-procedural-islands-redux/}}
% \end{itemize}
% \item Cartes polygonales. {\tiny\url{http://www-cs-students.stanford.edu/~amitp/game-programming/polygon-map-generation/}}
% % TODO : voronoi etc.
% \item Intégration de formes dans le terrain.
% \end{itemize}
% \end{frame}
% \subsection{Rivières}
% \begin{frame}
% \frametitle{Rivières}
% \begin{itemize}
% \item Pathfinding {\tiny\url{http://www.umbrarumregnum.net/articles/creating-rivers}}
% % Image
% \item Affinage du tracé en fonction du LOD.
% % Schéma sur un ou deux niveaux d'affinage.
% \item Tracé arbitraire.
% \item Intégration dans le terrain.
% \end{itemize}
% \end{frame}
% % Si on utilise une méthode de coût qui favorise de passer par un petit
% % bout de bruit plutôt que de le contourner, mais favorise le
% % contournement pour une grosse accumulation de bruit, on pourra même
% % simuler l'érosion qui efface les méandres trop petits.
% \subsection{Démonstration}
% \begin{frame}
% \frametitle{Démonstration}
% \begin{center}
% {\Huge World machine}
% \vspace{1em}
% \url{http://www.world-machine.com/}
% \end{center}
% \end{frame}
% \section{Rendu}
% \subsection{Isosurfaces}
% \begin{frame}
% \frametitle{Isosurfaces}
% \begin{itemize}
% \item Metaballs % TODO : écran de veille / screenshot.
% \item Surface 2D d'un bruit 3D.
% \item Simplification de nuages.
% \item Surface de l'eau.
% \end{itemize}
% \end{frame}
% \subsection{Ray casting}
% \begin{frame}
% \frametitle{Ray casting}
% \begin{itemize}
% \item Très simple, très petit code.
% % TODO : Schéma d'explication
% \item Sampling
% \item Très lent
% \item Démonstration
% \item Monte Carlo
% \end{itemize}
% \end{frame}
% \section[LOD]{Niveau de détail}
% \subsection{ROAM}
% \begin{frame}
% \frametitle{ROAM}
% \begin{itemize}
% \item Triangle bintree.
% % TODO : Figure : triangle avec 2 fils.
% \item Split et merge. CLOD.
% % TODO : Figure : split forcé, merge d'un losange.
% \item Défaut maximal visible à l'écran.
% % TODO : Figure : Dessin projection pavé triangle erreur à l'écran.
% \item Split queue et Merge queue.
% % TODO : queues l'une au-dessus de l'autre, montrer qu'on va +- les priorités pour éviter le chevauchement.
% \item Frustum culling : utilisation de drapaux.
% \item Améliorations~:
% \begin{itemize}
% \item Triangle stripping.
% \item Geomorphing.
% \item Calcul différé des priorités dans les queues.
% \item Temps réel.
% \end{itemize}
% \item $O(\text{Nb triangles mis à jour})$
% \end{itemize}
% \end{frame}
% \subsection{Geometry clipmaps}
% \begin{frame}
% \frametitle{Geometry clipmaps}
% \begin{itemize}
% \item Carrés concentriques avec des LOD différents.
% \item Comme le mipmapping de textures.
% \item Utilisation forte du GPU.
% \item Displacement shader.
% \item Remplissage à la jointure des LOD.
% \end{itemize}
% \end{frame}
% \subsection{Notre algo}
% \begin{frame}
% \frametitle{Notre algorithme}
% \begin{itemize}
% \item Quadtree de carrés.
% % TODO : figure
% % TODO : figure trous dans le mesh
% \item Triangle fans.
% \item LOD en fonction de la distance.
% \item Mise à jour de quelques branches seulement.
% \item Temps réel.
% \item $O(\text{Nb triangles mis à jour})$
% \end{itemize}
% \end{frame}
% \subsection{Streaming de scène}
% \begin{frame}
% \frametitle{Streaming de scène}
% \begin{itemize}
% \item Modèle client/serveur.
% \item Tiles avec LOD maximal.
% \item Qualité progressive des tiles.
% \item Geometry clipmaps.
% \item \texttt{/usr/lib/xscreensaver/crackberg}
% \end{itemize}
% \end{frame}
% % \section{Conclusion}
% % \begin{frame}
% % \frametitle{Conclusion}
% % \end{frame}
% \begin{frame}
% \frametitle{Sources}
% % Génération
% % * [Différents algos]() : Ridged Perlin Noise, Hills Algorithm, Craters, Erosion.
% % * [Plein d'algos](http://planetgenesis.sourceforge.net/docs15/noise/noise.html#tileworley) dont plusieurs basés sur une sorte de voronoi donc à priori trop lents.
% % * Affichage avec Ogre : [forum](http://www.ogre3d.org/forums/viewtopic.php?f=5&t=67177&p=442222), [doc](http://www.ogre3d.org/docs/api/html/classOgre_1_1BillboardSet.html)
% \begin{itemize}
% \item http://www.gamasutra.com
% \item http://vterrain.org
% % \item Mojoworld generator (mojoworld.org)
% \item http://world-machine.com
% \item Algorithmes de bruit {\tiny http://www.sluniverse.com/php/vb/project-development/34994-automatically-generated-terrain-map.html}
% \item Composition d'algorithmes de bruit {\tiny http://www.gamedev.net/blog/33/entry-2249260-procedural-islands-redux/}
% \item Création de cartes polygonales {\tiny http://www-cs-students.stanford.edu/~amitp/game-programming/polygon-map-generation/}
% \item Pathfinding pour créer des rivières {\tiny http://www.umbrarumregnum.net/articles/creating-rivers}
% \end{itemize}
% \end{frame}
\end{document}