パーリンノイズはランダムデータと勾配補完から成り立ってますね?

はい、その通りです!**パーリンノイズ(Perlin Noise)**は、ランダムデータと勾配補完(グラデーション補完)を組み合わせて生成されるスムーズなノイズです。この手法は、1983年にケン・パーリン(Ken Perlin)によって開発され、コンピュータグラフィックスの分野でよく使われています。


パーリンノイズの構成要素

  1. ランダムデータ

パーリンノイズの元になるのは、格子点に配置されたランダムなベクトル(勾配ベクトル)です。

各格子点におけるベクトルの方向はランダムに決定されますが、大きさは一定です。

  1. 勾配補完(グラデーション補完)

ノイズをスムーズにするため、隣接する格子点間を補間します。

具体的には、補間関数(通常は5次のスムージング関数)を使用して、格子点間の影響を滑らかにブレンドします。

ベクトルの内積を計算し、補完でそれらを結びつけます。


パーリンノイズの生成プロセス

  1. 格子点の設定

ノイズを生成する空間を格子状に分割し、各格子点にランダムなベクトルを割り当てます。

  1. 補間関数の適用

格子点間の位置に対して、スムージング関数(通常は6t^5 - 15t^4 + 10t^3の形)を適用し、値を滑らかに変化させます。

  1. ノイズ値の計算

各格子点のベクトルと、観測点からその格子点へのベクトルとの内積を計算します。

内積の結果を補間し、最終的なノイズ値を得ます。


ランダムデータとの違い

完全なランダムノイズ
値が格子間で急激に変化し、不連続なパターンを生みます。

パーリンノイズ
勾配補完により、値が連続的に変化するため、滑らかなパターンを生成します。これは、自然界のようなリアルな見た目(雲、山、波など)を作るのに適しています。


応用例

テクスチャ生成: 自然な表面(雲、木目、地形)を生成。

アニメーション: 炎や水流などのリアルな動きを表現。

ゲーム開発: 地形生成や環境効果の作成。

パーリンノイズはランダムさと滑らかさを絶妙に組み合わせた技術で、現代のCGやゲーム開発に欠かせない手法となっています!

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