Всем привет, в 3D графике помимо решения задач тени/света, и примитивов, а так же физики и возможно каких-то базовых задач, которые сегодня могут заменить библиотеки по математике, стоит отметить генерацию поверхностей. Какие-то поверхности впуклые, какие-то поверхности выпуклые, поверхности можно комбинировать. Как это влияет на процесс в графике? Например иммерсив - погружение. Влияет следующим образом, конечно все вкусы учесть невозможно. Задаём какие-то характеристики, которые характеризуют площадь поверхности и далее если она "подходит" в целом по ощущениям и по логике, её можно использовать как декорацию, возможно оптимизировав - если постараться, или оставить как есть. В этой статье хочу продемонстрировать как удалось добиться генерации пещер, конечно при помощи открытых источников. Все источники будут указаны в конце обзора, гит.
Начинается генерация с идеи, что вся поверхность выставлена на базовую высоту, и далее начинается сам процесс генерации. Если не проинициализировать память или высоту, могут быть неопределенные поведения. Если об этом забыть можно подумать, что ничего не работает и долго искать ошибку! Не во всех языках это замечено. Но имеет место быть.
Так же, есть в API или в движках возможность оптимизированной прорисовки, в Opengl это например PRIMITIVE_RESTART****, в движках Unity/Unreal/Godot и т.д. Надо смотреть какие апи используются и смотреть документацию API, если есть интерес разобраться как организовать такую технику отрисовки. Можно рисовать и в простом режиме треугольников это должно всегда работать, надеюсь читатель знает как сгенерировать горизонтальную поверхность в нужном шаге сетки на нужной высоте.
Итак приступим
Буду использовать Linux, gcc 14.2(из репозитория), glfw(из репозитория) - только пк, lua(5.3 (cd src; make liblua.a)) - мечта организовать конфиг из файла таблицы lua, stb_image, assimp(из репозитория) - перечислил все основные зависимости моего микро-проекта на данный момент, читатель может заметить нету математики, за место всей математики, можно воспользоваться cglm.
Алгоритм генерации
Алгоритм подогнан под задачу, на текущем этапе пока присматриваюсь к нему, мне нравится.
//c ***
void generateCaverns(Heightmap1 *heightmap,
int rows, int columns,
int numHills,
int hillRadiusMin, int hillRadiusMax,
float hillMinHeight, float hillMaxHeight){
for (int i = 0; i < numHills; i++)
{
int hillCenterRow = random1(0,(rows-1));//random от до
int hillCenterCol = random1(0,(columns-1));
int hillRadius = random1(hillRadiusMin,hillRadiusMax);
float hillHeight = random1(hillMinHeight,hillMaxHeight);
for (int r = hillCenterRow - hillRadius; r < hillCenterRow + hillRadius; r++)
{
for (int c = hillCenterCol - hillRadius; c < hillCenterCol + hillRadius; c++)
{
if (r < 0 || r >= rows || c < 0 || c >= columns)
{
continue;
}
int r2 = hillRadius * hillRadius;
int x2x1 = hillCenterCol - c;
int y2y1 = hillCenterRow - r;
float height = (float)(r2 - (x2x1 * x2x1) - (y2y1 * y2y1));
if (height < 0.0f)
{
continue;
}
float factor = height / r2;
heightmap->heighData[r][c] += hillHeight*factor;
if (heightmap->heighData[r][c] > 1.0f)
{
heightmap->heighData[r][c] = 1.0f;
}
}
}
}
}может показаться что тут нет ничего особенного мол всё тривиально, вставим *(200,200,125,10,20,1,3) затем применим Scale(400,50,400) - если верить точкам в блендере будет 40 тысяч вершин
https://github.com/richKirl/TestDSAOpenglWorld
ресурсы
youtube.com/watch?v=qChQrNWU9Xw - подробная вводная по террейнам от ThinkMatrix
libnoise.sourceforge.net/noisegen/index.html - вводная библиотеки либнойс
libnoise.sourceforge.net/glossary/index.html#perlinnoise
https://www.mbsoftworks.sk/tutorials/opengl4/016-heightmap-pt1-random-terrain/ - вводная в сам подход ***