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02-02-2023

O que é Perlin Noise e Como Funciona?

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Tipo de ruído gradiente desenvolvido por Ken Perlin.


O que é Perlin Noise?

 

O Perlin Noise foi desenvolvido por Ken Perlin em 1983 e é um tipo de ruído gradiente utilizado por artistas de efeitos visuais para aumentar o realismo em computação gráfica. São frequentemente utilizados em CGI para fazer elementos visuais gerados por computador como superfícies de objetos, fogo, fumo ou nuvens, uma aparência natural, imitando a aparência aleatória na natureza. Também é frequentemente utilizado em videogames para criar terrenos que parecem naturais.

 

Como Funciona?

 

A implementação deste algoritmo envolve três etapas: definir uma grade de vetores de gradiente aleatório; calcular o produto escalar entre os vetores de gradiente e seus deslocamentos; e a interpolação entre esses valores.

 

Definir uma grelha n-dimensional onde cada intersecção da grelha tem associado um vetor de gradiente n-dimensional fixo e aleatório, exceto no caso unidimensional em que os gradientes são escalados aleatórios entre -1 e 1.

 

Para calcular o valor de qualquer ponto candidato, há primeiro que encontrar a única célula da grelha em que se encontra o ponto e depois identificar os 2 n 2^{n} cantos dessa célula e os seus vetores de gradiente associados. De seguida, para cada canto, calcular um vetor de desvio.

 

Para cada canto, levamos o produto do ponto entre o seu vetor de gradiente e o vetor de desvio até ao ponto candidato. Este produto de ponto será zero se o ponto candidato estiver exatamente no canto da grelha.

 

A etapa final é a interpolação entre os 2 n 2^{n} produtos ponto. A interpolação é executada utilizando uma função que tem zero primeira derivada nos 2 n 2^{n} nós da grelha. Portanto, em pontos próximos dos nós da grelha, a saída aproximará o produto do ponto do vetor de gradiente do nó e o vetor de desvio do nó. Isto significa que a função de ruído passará por zero em cada nó, dando ao ruído Perlin o seu aspeto característico.

 

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