Как я могу генерировать “неограниченный” мир?

То, что у вас есть, является практически единственным способом сделать это - по сути, вы создали функцию f, которая дает географические данные для f (x, y). Конечно, у вас может быть несколько функций, которые вы используете для создания ландшафта.

В дополнение к шуму Перлина, поиск фрактального ландшафта. Это может создать очень естественный рельеф местности.

Ландшафты обычно создаются с помощью фракталов.

Простым методом является алгоритм плазменного облака, также известный как алгоритм смещения средней точки . Общая идея такова:

1. Установите некоторые значения высоты для углов области.
2. Разделите прямоугольник на 4 меньших прямоугольника.
3. Вычислить высоту для новых точек как среднее значение окружающих точек и добавить к этому некоторое случайное значение смещения.
4. Рекурсивно разделите каждый прямоугольник на меньшие прямоугольники и соответственно уменьшите величину смещения.

Случайное значение генерируется с помощью генератора псевдослучайных чисел. Если вы укажете конкретное начальное число в начале, всегда будет генерироваться одна и та же последовательность чисел.

Плазменное облако автоматически генерирует плавные переходы, поэтому дополнительный сглаживающий фильтр не требуется.

Плазменное облако дает вполне реалистичные пейзажи, но со временем они приедаются. Поэтому можно дополнительно использовать более сложные алгоритмы (Perlin Noise, Ridged Perlin и т. Д.). Чтобы получить больше разнообразия, вы можете использовать один фрактал (с низким разрешением) для настройки параметров другого фрактала, который вычисляет фактические значения.

Фракталы также можно использовать для создания текстур и рельефных карт.

Хорошим примером программы, которая генерирует ландшафты с помощью фракталов и других процедурных методов, является Terragen . Terragen генерирует фотореалистичные изображения, поэтому он работает медленно, но у него есть предварительный просмотр OpenGL, который создает пейзаж на лету.

Редактировать: Проблема с Plasma Cloud заключается в том, что вы не можете создать одну точку (или небольшую область) без генерации всей области.Это связано с тем, что он обычно использует генератор случайных чисел, который зависит от предыдущего значения случайного числа.

Однако вам действительно не нужен статистически хороший генератор случайных чисел для генерации ландшафта. Таким образом, вы можете заменить функцию rand некоторой функцией, которая вычисляет случайное число по координатам X и Y вместо предыдущего значения. Примерно так (непроверено):

const int a = 0x7fffffff / 48271;
const int b = 0x7fffffff % 48271;

int displacement(int x, int y)
{
    int     seed, result;

    seed = x ^ ((y << 1) & 0x2AAAAAAA) ^ ((y >> 1) & 0x33333333);
    result = 48271 * (seed % a) - b * (seed / a);

    Return (result & 0xffff);
}

Вышеупомянутое было изменено на основе фактического генератора случайных чисел, так что начальное число вычисляется из x и y. Но, может быть, даже более простой функции будет достаточно.

Edit2 : Чтобы создать бесконечный мир , вы можете начать, например, с прямоугольника 10 км x 10 км. Используйте приведенную выше функцию смещения, чтобы установить начальные высоты для углов прямоугольника, в котором находится ваше целевое местоположение. Затем начните разбивать квадраты с помощью алгоритма Plasma Cloud. Вам нужно только разделить и вычислить те квадраты, которые вас интересуют, чтобы вы быстро достигли целевой области (это очень похоже на двоичный поиск).

Взгляните на Perlin Noise, это тип детерминированных случайных данных, названных в честь его изобретателя Кена Перлина. Если вы ищете «Perlin Noise» или «Ken Perlin», вы найдете тонну статей о процедурных текстурах и создании ландшафта.

Есть несколько статей, перечисленных здесь.

Вы упомянули Perlin Noise, и это хорошо работает, особенно если вам нужно генерировать рельеф, топологически не эквивалентный плоскости. В

The Science of Fractal Images есть раздел о спектральном синтезе, который позволяет настраивать результаты на основе желаемой фрактальной размерности. Проблема в том, что трудно генерировать рельеф, отличный от плоскости или тора.