Đầu ra thuật toán Diamond-Square là ngẫu nhiên và ồn ào

Tôi đã thực hiện một giải thích sơ bộ về thuật toán Diamond-Square trong C ++ để tạo ra một số địa hình fractal bán thực tế, nhưng đầu ra có vẻ giống như một giá trị y ngẫu nhiên tại mỗi điểm thay vì hình dạng đá trơn tru. Tôi đã thay đổi các tham số nhưng cảm thấy như một cái nhìn bên ngoài về mã có thể giúp tôi hiểu vấn đề. Dưới đây là ví dụ về đầu ra:

Là một bitmap (từ trên xuống) với sự thay đổi chiều cao được hạ xuống:

Những gì nó nên trông giống như (điều này được tải từ một tập tin):

Mật mã:

//Diamond-square algorithm
HeightMap::HeightMap(float maxY) {
//type = GL_POINTS; 
//type = GL_LINES;
numVertices = RAW_WIDTH*RAW_HEIGHT; //256^2 squares => 257^2 vertices
numIndices = (RAW_WIDTH - 1)*(RAW_HEIGHT - 1) * 6; //each square is 2 triangles (6 indices)
vertices = new Vector3[numVertices];
textureCoords = new Vector2[numVertices];
indices = new GLuint[numIndices];
colours = new Vector4[numVertices];

int cornerA, cornerB, cornerC, cornerD; //Identify corners
cornerA = 0;
cornerB = RAW_WIDTH - 1;
cornerC = RAW_WIDTH*RAW_HEIGHT - RAW_WIDTH;
cornerD = RAW_WIDTH*RAW_HEIGHT - 1;

//Create vertices
for (int x = 0; x < RAW_WIDTH; ++x) {
    for (int z = 0; z < RAW_HEIGHT; ++z) {
        int offset = (x * RAW_WIDTH) + z;
        float y = 0; //Start with vertices set flat
        if (offset == cornerA ||
            offset == cornerB ||
            offset == cornerC ||
            offset == cornerD) {
            vertices[offset] = Vector3(x * HEIGHTMAP_X, maxY/2, z * HEIGHTMAP_Z); //Initialise corners to mid height
            std::cout << "Corners: " << offset << std::endl;
        }

        if (vertices[offset] == Vector3(0, 0, 0)) {
            vertices[offset] = Vector3(x * HEIGHTMAP_X, y * HEIGHTMAP_Y, z * HEIGHTMAP_Z);
        }
        //  textureCoords[offset] = Vector2(x * HEIGHTMAP_TEX_X, z * HEIGHTMAP_TEX_Z);
    }
}

Vector3 tl, tr, bl, br;
tl = vertices[cornerA];
tr = vertices[cornerB];
bl = vertices[cornerC];
br = vertices[cornerD];

float roughness = 1.0f;

Square square = Square(tl, tr, bl, br);
diamondSquare(vertices, numVertices, square, roughness);

//Colour
for (int x = 0; x < RAW_WIDTH; ++x) {
    for (int z = 0; z < RAW_HEIGHT; ++z) {
        int offset = (x*RAW_WIDTH) + z;
        float shade;
        if (vertices[offset].y > 0) {
            shade = 1 - 1.0f / (vertices[offset].y / maxY * 2);
        }
        else {
            shade = 0.1f;
        }
        colours[offset] = Vector4(shade, shade, shade, 1.0f);
        //Colour any vertex that hasn't been passed over red
        if (vertices[offset].y == maxY / 2 + 100) {
            colours[offset] = Vector4(1, 0, 0, 1);
        }
    }
}

//Create indices
numIndices = 0;
for (int x = 0; x < RAW_WIDTH - 1; ++x) {
    for (int z = 0; z < RAW_HEIGHT - 1; ++z) {
        int a = (x*(RAW_WIDTH)) + z;
        int b = ((x + 1)*(RAW_WIDTH)) + z;
        int c = ((x + 1)*(RAW_WIDTH)) + (z + 1);
        int d = (x*(RAW_WIDTH)) + (z + 1);

        indices[numIndices++] = c;
        indices[numIndices++] = b;
        indices[numIndices++] = a;
        indices[numIndices++] = a;
        indices[numIndices++] = d;
        indices[numIndices++] = c;

    }
}
BufferData();

}

void HeightMap::squareStep(Vector3 vertices[], int len, Vector3 tl, Vector3 tr, Vector3 bl, Vector3 br, float mid, float roughness) {
for (int i = 0; i < len; i++) {
    Vector3 top = (tl + tr) / 2;
    Vector3 bot = (bl + br) / 2;
    Vector3 left = (tl + bl) / 2;
    Vector3 right = (tr + br) / 2;
    top.y = 0;
    bot.y = 0;
    left.y = 0;
    right.y = 0;
    if (vertices[i] == top ||
        vertices[i] == bot ||
        vertices[i] == left ||
        vertices[i] == right) {
        float y = rand() % (int)(mid/5);
        y *= roughness;
        vertices[i] = Vector3(vertices[i].x, mid + y, vertices[i].z); //Set Diamond centre points to mid height + rand
        std::cout << "Square: " << vertices[i];
    }
}

}

float HeightMap::diamondStep(Vector3 vertices[], int len, Vector3 tl, Vector3 tr, Vector3 bl, Vector3 br, float roughness) {
float avg;
float y;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        Vector3 corners = (tl + tr + bl + br) / 4;
        avg = corners.y;
        y = rand() % (int)(avg/5);
        y *= roughness;
        corners.y = 0;
        if (vertices[i] == corners) {
            vertices[i] = Vector3(vertices[i].x, avg + y, vertices[i].z);         //Set Square centre point to avg height of corners + rand
            std::cout << "Diamond: " << vertices[i];
        }
    }
return avg + y;

}

void HeightMap::diamondSquare(Vector3 vertices[], int numVertices, Square s, float roughness) {
Vector3 tl = s.tl;
Vector3 tr = s.tr;
Vector3 bl = s.bl;
Vector3 br = s.br;
float mid = diamondStep(vertices, numVertices, tl, tr, bl, br, roughness);
squareStep(vertices, numVertices, tl, tr, bl, br, mid, roughness);
roughness *= 0.75f;
if (s.width > 2 * HEIGHTMAP_X) {
    std::vector<Square> squares = s.split();
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        diamondSquare(vertices, numVertices, squares[i], roughness);
    }
}

}

Tôi nghĩ thông thường bạn sẽ bao gồm chiều cao của điểm giữa trong bước vuông (và thực hiện bước kim cương trước. Điều này) sẽ ảnh hưởng một chút đến mức độ nhọn của nó làm cho nó có độ dốc dần dần. Bạn đã thử nó với phần bù ngẫu nhiên giảm chưa?

Có vẻ như chừng nào độ cao là dương thì không có cơ hội nào cho độ cao bù là âm nên điểm càng cao thì độ bù càng cao làm cho nó nhọn hơn.

Tôi đã thực hiện một chương trình khá đơn giản với algoritihm này cho kết quả ổn và thay vì dựa vào phần bù ngẫu nhiên ngoài mức trung bình của độ cao, tôi đã làm cho nó bị ảnh hưởng bởi băng thông lưới hiện tại.

Để khắc phục sự ngẫu nhiên về chiều cao, bạn có thể thực hiện Perlin noise .

Việc tạo chiều cao dựa trên chiều cao tùy ý và do đó bạn có kết quả rất trơn tru.

Đây là một số triển khai trên C ++