代码本色0章——Perlin噪声生成起伏地形

此博文依据代码本色第0章中的随机数与Perlin噪声运用写成，并观看了丹尼尔希夫曼关于perlin噪声的讲解，https://www.youtube.com/watch?v=D8UgRyRnvXU，大家可以看一看

参考案例

效果图

Perlin噪声

一个好的随机数生成器能产生互不关联且毫无规律的随机数。跟我们前面看到的一样，一定程度的随机性有利于有机体和生命活动的建模。然而，单独把随机性作为唯一指导原则是不够的，它并不完全符合自然界的特征，Perlin噪声将这一点考虑在内了，此算法可用于生成各种自然特效，包括云层、地形和大理石纹理。
Perlin噪声算法表现出了一定的自然性，因为它能生成符合自然排序（“平滑”）的伪随机数序列。
processing内置了Perlin噪声算法的实现：noise()函数。noise()函数可以有1~3个参数，分别代表，一维，二维，三维的随机数。

图（a）
图（b）
图（a）为noise函数，图（b)为random函数可见noise函数更为光滑，没有图（b）中小球跳跃的感觉，可见，noise函数可以是的图形更加平滑和连续。

void setup(){   size(400, 400); }
float t=3;
void draw(){   background(255); translate(100,100);    float n=map(noise(t),0,1,-100,100);   ellipse(n,180,16,16);  t+=0.1; }

此代码看起来很简单，但是切记需要用，map（）函数来约束noise的范围，关于map函数可以在官网reference找到，这里就不解释了。

地形绘制

首先观察上面的图，会发现一下规律：
1.起伏的地形由很多三角形组成，且三角形大小相同；
2.地形起伏随机；
从图上我们只能看出这么多信息。下面我们来实践

三角形区域创建

//

首先，第一步，我们先生成多个小网格，首先就会想到用rect()函数，于是生成了上面，但是我们发现，如果是这样，生成三角形就会有困难，因为效果图中绘制的三角形并不在直线上，因此我们想到processing自带的vertex（）函数，于是图形又成了这样

int cols,rows;int density=20; void setup() {    size(600, 400);    int w=600;    int h=800;    cols=w/density;    rows=h/density;}  void draw() {    background(0);   stroke(255);    noFill();    for(int x=0;x<cols;x++)    {      beginShape(TRIANGLE_STRIP);     for(int y=0;y<rows-1;y++)      {        vertex(y*density,x*density);        vertex(y*density,(x+1)*density);      }      endShape();    }
}

完成上面的步骤之后，我们会发现这还只是在二维平面上的，我们要怎么样转成三维的呢？其实只要在size（）里面加入P3D这个参数即可，所以图形又变成了这样。

///
这个地方要注意的是，成为三维图形之后，需要调整角度，即用rotate()函数将图形转一转，同时还需要调整图形显示的地方才可以看见，不然就是一条线或者一片黑。同时随时改变三角形的顶点，即可生成如下效果。

/

//
为了使用方便我们新建一个二维矩阵，存储变化的点。
代码如下：

  float[][] terrain;  void setup() {    size(600, 600,P3D);    cols=w/density;    rows=h/density;     terrain=new float[cols][rows];  }    void draw() {      for(int x=0;x<cols;x++)    {      for(int y=0;y<rows;y++)        terrain[x][y]=map(noise(x,y),0,1,-50,50);    }    background(0);    stroke(255);    noFill();    translate(width/2,height/2);    rotateX(PI/4);    translate(-w/2,-h/2);    for(int x=0;x<cols;x++)    {      beginShape(TRIANGLE_STRIP);      for(int y=0;y<rows-1;y++)     {       vertex(y*density,x*density,terrain[x][y]);        vertex(y*density,(x+1)*density,terrain[x][y+1]);      }      endShape();    }
}

之后呢，我们需要让此地形起伏慢一点并且，能够运动起来，我们选择其中的因此，可知我们只需改变noise（）的x,y值即可，以y为例，我们每次绘制的时候都变化0.1（加减都可）；

jump-=0.1;
float yoff=0;
for(int y=0;y<rows;y++)
{
float xoff=jump;
for(int x=0;x<cols;x++)
{
terrain[x][y]=map(noise(xoff,yoff),0,1,-100,100);
xoff+=0.2;
}
yoff+=0.2;
}

上面的代码段加载draw函数中，这样才能动起来

至此，我们就完成了地形构造。改变其中的density可以改变地形的平缓度，改变下off，yoff，可以让地形沿着不同的方向生成，大家感兴趣可以自己试一试！
为了方便大家，以下贴出所有代码。

int cols,rows;
int density =20;
int w=2000;
int h=1600;
float[][] terrain;
float jump=0;
void setup()
{
size(600,600,P3D);
cols=w/density;
rows=h/density;
terrain=new float[cols][rows];
}
void draw()
{
jump-=0.1;
float yoff=jump;
for(int y=0;y<rows;y++)
{
float xoff=0;
for(int x=0;x<cols;x++)
{
terrain[x][y]=map(noise(xoff,yoff),0,1,-100,100);
xoff+=0.2;
}
yoff+=0.2;
}
background(0);
stroke(255);
noFill();
translate(width/2,height/2+50);
rotateX(PI/3);
translate(-w/2,-h/2);
for(int y=0;y<rows-1;y++)
{
beginShape(TRIANGLE_STRIP);
for(int x=0;x<cols;x++)
{
vertex(x*density,y*density,terrain[x][y]);
vertex(x*density,(y+1)*density,terrain[x][y+1]);
}
endShape();
}        }