прожектор карты высот в майнкрафт

OpenComputers/Голографический проектор

Это устройство проецирует над собой голографическое изображение.

Масштаб изображения может изменяться от 1x1x1 блока до 12х8×12 блоков. Количество «вокселей» остается неизменным, вне зависимости от масштаба. Голограмма имеет разрешение 48x32x48 вокселей (каждый из которых может быть погашен, или окрашен в какой-либо цвет). Значение каждого вокселя в 3D массиве проектора может быть установлено отдельно.

Проектор первого уровня способен создавать лишь монохромные голограммы (каждый воксель может быть либо погашен, либо окрашен в один цвет). Проектор второго уровня имеет трехцветную палитру.

Установленный проектор можно повернуть вокруг вертикальной оси Y при помощи гаечного ключа.

Если у вас над проектором надпись «Not enough memory» — значит у вас не хватает видеопамяти.

Содержание

Крафт [ ]

Крафт до версии 1.3 [ ]

Галерея [ ]

Вот так выглядит монохромная голограмма.

Минимальный масштаб голограммы.

Объемная голограмма при максимальном масштабе проектора.

Интерфейс [ ]

Название компонента: hologram

Возвращает значение вокселя по координатам (x, y, z).

Устанавливает значение (цвет) вокселя по заданным координатам.

Заливает «колонну» вокселей в координатах (x, z) на заданную высоту ( height ) заданным значением ( value ).

Возвращает масштаб голограммы.

Задает масштаб голограммы. Параметр value может иметь дробное значение от 0.3 (1х1х1 блок) до 4.0 (12х8х12 блоков). (Можно передать большее или меньшее значение, однако голограмма не изменит свой масштаб дальше указанных пределов.)

Возвращает максимальную глубину цвета, поддерживаемую этим проектором.

Возвращает цвет, установленный в палитре проектора по заданному индексу.

Примечание: Проектор второго уровня способен создавать трехцветные голограммы. Его палитра состоит из трех цветов, которые могут произвольно устанавливаться пользователем.

Устанавливает новый цвет в палитре проектора по заданному индексу. Возвращаемое значение — старый цвет.

Перемещает голограмму относительно проектора. Координаты могут принимать значения от −1.0 до 1.0 (во вертикали — от 0.0 до 1.0). Максимальное смещение — на длину стороны голограммы (с учётом установленного масштаба).

Возвращает положение голограммы относительно проектора.

Позволяет повернуть голограмму на заданный угол по любой оси.

Задает скорость вращения по определённой оси и заставляет голограмму постоянно вращаться, пока есть энергия.

Источник

Алгоритм «diamond-square» для построения фрактальных ландшафтов

Думаю, многие знакомы с весьма необычной игрой Minecraft (справа — пример сгенерированной в ней карты), в которой игрок находится на (практически) бесконечной поверхности Земли и может исследовать окружающий мир с минимальными ограничениями.

Как же автору игры, Notch’у, удалось добиться подобного сходства его случайных «миров» с земными просторами? В этом топике я как раз и рассмотрю один из способов построить искусственный ландшафт такого рода (и вскользь упомяну пару других способов), а также расскажу о моем небольшом усовершенствовании этого алгоритма, позволяющем значительно увеличивать размеры ландшафта без заметных потерь в производительности.

Внутри вас ждет несколько схем и красивых картинок, довольно много букв и ссылка на пример реализации алгоритма.

Общий план действий

Способы построения карты высот

Итак, займемся самым важным этапом построения ландшафта — определением того, на какой высоте находится каждая точка поверхности земли. Самая банальная идея — пробежаться по обоим координатам и сделать map[x][y] = random() — как ни странно, не даст приемлемых результатов, поэтому нужно использовать кое-что похитрее.

Создание холмов «вручную»

Довольно простой алгоритм: изначально считаем, что все точки находятся на одном уровне и начинаем добавлять в произвольных местах эдакие «выпуклости» — холмы различной высоты. В результате аккуратного наложения этих холмов друг на друга (и, возможно, добавления небольшого шума, упомянутого выше) уже можно получить нечто похожее на правду. Но куда более реалистичных ландшафтов можно достичь перечисленными ниже алгоритмами, поэтому на методе «холмов» я не буду останавливаться.

Ландшафт на базе диаграммы Вороного

На самом деле, до недавнего времени следующий подход для меня был совершенно неизвестен и я был весьма удивлен тем, что он способен давать весьма впечатляющие результаты.

Начинается всё со случайного бросания точек на карту. Затем по этим точкам строится диаграмма Вороного (и, соответственно, триангуляция Делоне), а на ней выполняется несколько итераций релаксации Ллойда, чтобы избавиться от слишком мелких полигонов.

Если вам оказался непонятен предыдущий абзац — не страшно, его суть сводится к созданию примерно такой сетки, как на рисунке справа. Главное её свойство — это её нерегулярность. Это позволяет построенному на её основе ландшафту не выглядеть слишком «квадратным».

Дальнейшие действия тривиальны — мы случайным образом выбираем полигоны, подлежащие заполнению водой, а высоту точек, принадлежащих остальным полигонам, делаем равной кратчайшему расстоянию до моря-окияна. Осталось добавить всё тот же шум (причем как к собственно высоте, так и к границам полигонов) — и мы получим весьма симпатичный остров (или материк, в зависимости от масштабов).

Реализацией данного алгоритма я не занимался и для упрощения статьи опустил несколько деталей и промежуточных. С подробной статьей (из которой были позаимствованы картинки и большая часть информации), можно ознакомиться по ссылке (на английском), там же есть замечательное swf-демо, крайне наглядно иллюстрирующее все этапы процесса.

Алгоритм diamond-square

Самым же распространенным и дающим одни из самых реалистичных результатов является алгоритм diamond-square (или square-diamond), расширение одномерного алгоритма midpoint displacement на двумерную плоскость. Ландшафты, получающиеся с его помощью, как правило, называют фрактальными, хотя, следует признать, на самом деле они не так уж самоподобными — напротив, как мы увидим ниже, их не очень приятным свойством является то, что в крупном масштабе они становятся относительно гладкими, а в мелком превращаются в подобие наждачной бумаги.

Начнем с более простого алгоритма midpoint displacement. Как уже сказано, он работает не на двумерной плоскости, а на одномерном отрезке (поэтому с его помощью можно, например, создать линию горизонта).

То, что роднит этот алгоритм с фракталами — это его рекурсивное поведение. Изначально мы любым образом задаем высоту на концах отрезка и разбиваем его точкой посередине на два под-отрезка. Эту точку мы смещаем на случайную величину и повторяем разбиение и смещение для каждого из полученных под-отрезков. И так далее — пока отрезки не станут длиной в один пиксель. Вот и весь алгоритм (см. рисунок справа). Ах, да — важное замечание: случайные смещения должны быть пропорциональны длинам отрезков, на которых произведятся разбиения. Например, мы разбиваем отрезок длиной l — тогда точка посередине него должна иметь высоту
h = (h_L + h_R) / 2 + random(- R * l, R * l)
(h_L и h_R — высоты на левом и правом конце отрезка, а константа R определяет «шероховатость» (roughness) получающейся ломаной и является главным параметром в данном алгоритме).

Попробуем обобщить этот алгоритм для двумерной карты высот. Начнем с присвоения случайных высот четырем углам всей карты целиком и разобъем её (для удобства я предполагаю, что мы работаем с квадратной картой, причем её сторона является степенью двойки) на четыре равных квадрата. В каждом из них известно значение в одном из углов. Где взять остальные?
Всё той же интерполяцией, как и в одномерном midpoint displacement — точка в центре получается усреднением высот всех 4 угловых точек, а каждая серединная точка на стороне большого квадрата — усреднением пары точек, лежащих на концах соответствующей стороны. Осталось привнести немного шума — сдвинуть случайным образом центральную точку вверх или вниз (в пределах, пропорциональных стороне квадрата) — и можно повторять рекурсивно наши действия для полученных под-квадратиков. Всё? Всё, да не всё.

Это ещё не diamond-square — данный алгоритм, как правило, тоже называют алгоритмом midpoint displacement и несмотря на то, что он дает уже относительно приемлимые результаты, в получившейся картинке без особого труда можно заметить её «прямолинейную» натуру.

Алгоритм diamond-square — тот самый, который позволяет получать «настоящие» фрактальные ландшафты — отличается от двумерного midpoint displacement тем, что состоит из двух шагов. Первый — т. н. «square» — точно так же определяет центральную точку в квадрате путем усреднения угловых и добавлением собственно displacement’а — случайного отклонения. Второй же шаг — «diamond» — призван определить высоту точек, лежащих на серединах сторон. Здесь усредняются не две точки — «сверху» и «снизу» (если говорить о точках на вертикальной стороне), но и пара точек «слева» и «справа» — то есть еще две полученных на шаге «square» центральных точки. Важно заметить, что эти две высоты, которые достались нам на предыдущем шаге, должны быть уже посчитаны — поэтому обсчет нужно вести «слоями», сначала для всех квадратов выполнить шаг «square» — затем для всех ромбов выполнить шаг «diamond» — и перейти к меньшим квадратам.

Объяснения, думаю, могут показаться запутанными, поэтому советую внимательно изучить приложенные схемы — по ним должно стать яснее, высоты каких точек вычисляются на каждом этапе.

Кроме необходимости использовать, скажем так, обход в ширину вместо обхода в глубину, есть ещё одна тонкость — ситуация на краях ландшафта. Дело в том, что на этапе «diamond» алгоритм использует высоту точек, которых находятся за пределами текущего квадрата и, возможно, всей карты. Как быть? Варианта два (хотя вы можете придумать и свой собственный, конечно): либо считать эти высоты равными 0 (или 1, или любой другой константе; это, кстати, удобно для погружения краев нашего ландшафта под воду), либо представить что наша плоскость свернута в тор (тороидальная планета, хм. ) и пытаясь узнать высоту точки, лежащей на 64 пикселя левее левой границы карты, мы узнаем высоту точки, отстоящей на 64 точки от правой границы. Реализуется очень просто (как, впрочем, и первый вариант) — нам поможет взятие координат по модулю, равному размеру карты.

Итак, таковы основные алгоритмы построения карт высот для искусственно генерируемых ландшафтов. На мой взгляд, наиболее реалистичные результат дает последний из них, diamond-square — хотя и он не лишен некоторых недостатков. Например, создав карту, которая хорошая выглядит при сильном приближении — при просмотре целиком вы увидите множество мелких островков (а то и вовсе сплошной шум, с которого мы начинали) вместо нескольких больших материков и океанов. Самоподобия не выходит. Исправить это можно различным комбинированием фрактальных ландшафтов разного масштаба. Их значения можно перемножать, складывать, использовать различные коэффициенты или, например, привнести данные, полученные с помощью диаграммы Вороного — в общем, простор для экспериментов достаточно велик. Кстати, даже используя только один diamond-square, полученные значения (предварительно нормализованные, то есть в диапазоне от 0.0 до 1.0) полезно возвести в квадрат — это сделает равнины более пологими, а склоны гор более крутыми (помните про эрозию?).

Модификация алгоритма diamond-square для больших карт

Ну и напоследок — несколько слов о моей реализации алгоритма diamond-square. Главный вопрос, которым задаешься при генерации ландшафта — как сделать так, чтобы можно было значительно увеличить его размеры? Стандартная реализация обсуждаемого алгоритма позволяет легко увеличивать детализацию (двигаться «вглубь»), но не размеры («вширь»).

Данная проблема была решена мною следующим образом. Не знаю — возможно, это решение окажется общеизвестным или вполне очевидным для кого-то — но до этого я с ним не сталкивался и придумать его получилось не сразу (более того — «на пустом месте» возникла одна неожиданная заминка, которую разрешить «правильно» так и не удалось — об этом ниже).

Итак, подход таков: пусть наш ландшафт изначально задуман гигантских размеров (например, 16777216×16777216 пикселей, хотя это далеко не предел). Важно то, что мы не собираемся узнавать высоту в каждой точке, а вместо этого у нас будет некое значительно меньшее «окно» (например, 128×128 пикселей), которое мы будем по необходимости перемещать над нашей картой высот. Оказывается, исходный алгоритм легко модифицируется так, что нам будет требоваться на просчет «окна» число операций, пропорциональное размеру окна, но мало зависящее от размера ландшафта. Именно поэтому мы можем изначально задать ландшафт почти сколь угодно большим.

На помощь нам придет методика под названием ленивая динамика. Тем, кто знает, о чем речь, думаю, уже стало всё понятно, для несведущих в вопросе поясню. Мы «выворачиваем» весь процесс наизнанку — вместо того, чтобы начинать с больших квадратов и спускаться вниз к каждому пикселю, мы принимаем запрос вида «узнать высоту в точке (x, y)» и дальше поднимаемся вверх: наша точка, как мы знаем, была получена усреднением четырех других точек и случайным сдвигом. Самое сложное — понять, какими были эти 4 точки. После того, как мы это поймем, нам будет достаточно повторить запрос «узнать высоту», но уже для каждой из этих точек. Эти запросы, в свою очередь, поднимутся еще на уровень выше — и так далее, пока не дойдут до самого верха, до угловых точек карты (у меня они, как и точки за пределами карты, равны 0.0). В исходнике всё это выглядит примерно так:

Главное — на ходу запоминать (и складывать в какой-нибудь кэш) все значения высот, которые мы уже вычислили. Это позволит нам не заниматься одним и тем же много раз. Собственно, даже вычислив первую точку в нашем «окне», мы попутно узнаем и ряд других точек, тоже принадлежащих этому «окну». По сути, пробежавшись по всем точкам «окна», мы сделаем не так много лишних операций — хотя их точное количество сильно зависит от того, было ли выравнено «окно» (его верхний левый угол и размер) по степеням двойки.

Как уже было сказано, в алгоритме есть несколько магических строк — вот они:

Здесь определяется, является ли текущая точка центром квадрата или ромба и каков размер этой фигуры. Если честно — данный код был написан просто по наитию, его точное математическое обоснование я дать не могу. Мы просто находим наименее значащий бит, который отличен от нуля хотя бы у одной из координат — он и будет искомым размером. А чтобы определить, была ли фигура квадратом — проверяем, что у обоих координат был выставлен этот бит. Обе координаты здесь нуль-индексированные.

И, наконец, неожиданный подводный камень: генератор псевдослучайных чисел. В моем коде к нему предъявлялись необычные требования: для каждой точки (x, y) всегда хочется получать одно и то же случайное число, и делать это быстро. Многие языки программирования в генераторе случайных чисел имеют возможность указать т.н. «зерно» (seed), от которого будет зависеть вся следующая последовательность генерируемых чисел (в JavaScript этого нет, но для него есть реализация распространенного вихря Мерсенна). Проблема в том, что последовательность нас не устраивает — при сдвиге окна (и очистке кэша) мы подойдем к одной точке совсем с другой стороны и случайный сдвиг станет иным. Мы же хотим статичный ландшафт, при каких бы условиях мы его ни рассматривали. Попытка инициализировать вихрь Мерсенна каждый раз «зерном», зависящим от обоих координат, провалилась: его инициализация длится слишком долго.

После некоторых размышлений я пришел к выводу, что быстрого способа преобразовать две координаты в число, которое было бы мало скоррелировано с ними, в принципе невозможно. В итоге я остановился на такой функции, которая дает приемлимые результаты из-за многократного взятия чисел по простым модулям:

Кроме того, в эту функцию удалось без труда привнести «глобальное зерно», определяющее весь ландшафт целиком, а из-за взятия остатков её возращаемые значения оказались достаточно равномерно распределены по диапазону [0, 1). Впрочем, я уверен, что можно придумать более быстрое элегантное решение — можете считать это «домашним заданием» в данной статье 🙂

Источник

Бесплатный редактор 3D-ландшафта TerreSculptor 2.0

Канадский разработчик David Green (Demenzun Media) выпустил TerreSculptor 2.0, обновление бесплатной программы для создания и редактирования 3D-ландшафта. В релиз вошли возможности, которые ранее были доступны только в платной версии.

С помощью TerreSculptor пользователи могут создавать процедурный рельеф, редактировать данные карт высот и экспортировать результат в DCC-программы или игровые движки в формате OBJ, 3DS или TER.

Для процедурной генерации в TerreSculptor используются шумы или пресеты для разных типов ландшафтов: например, горные цепи, озера или реки. Есть возможность импортировать карты высот (64 бита или ниже) или реальные данные в форматах DEM, GeoTIFF, HGT и других.

В редакторе разработчик предлагает пользователям ряд фильтров «как в Photoshop«. Помимо базовых операций (например, повернуть, отразить размыть, инвертировать и прочие), в TerreSculptor есть четыре типа эрозии: водная, капельная, боковая и термическая. Пользователь также может задать уровень грунтовых вод.

Результат отображается в реальном времени: в редакторе можно назначить цвета для ландшафта и текстуру неба (skydome).

TerreSculptor может экспортировать созданную карту высот полностью или по частям с разрешением до 65,536 × 65,536 и сгенерировать дополнительные карты весов, нормалей, а также splat-карту.

Где скачать?

TerreSculptor 2.0 доступен только для Windows 7+. Версия бесплатна для коммерческих, персональных или учебных проектов.

Ранее вышел Terragen 4.4 для финального рендеринга ландшафта с поддержкой GI.

Источник

Что это такое

Эта карта показывает оцененную компьютерным алгоритмом по данным рельефа красоту вида, открывающегося с каждой обработанной точки. Более тёплым цветам соответствуют более красивые места.

На настоящий момент построены карты горного Алтая, Хакасии, Тывы и Кузбасса, Грузии и Крыма, а также части Казахстана, окрестностей Байкала, Дальнего Востока, Монголии, Гималаев и Альп.

Клавиша Tab переключает карту подложки с рельефа на спутник и обратно, пробел переключает слои видов и уклонов.

Прозрачность дополнительных слоёв можно менять, повторно нажимая на их кнопки слева вверху или вращая колёсико мышки с нажатым Ctrl (а если навести на кнопку слоя, то можно и без Ctrl).

Как это работает

При клике на карту открывается информационное окно, показывающее координаты указанной точки и позволяющее перейти к 3D-виду в онлайн-версии Google Earth (ваша система должна соответствовать некоторым требованиям) или PeakFinder. При включенном слое видов автоматически выбирается наилучшая точка поблизости от места клика, для отключения этой поправки нужно в момент клика удерживать нажатой клавишу Ctrl.

Фотографии

Кнопка «Фото» включает отображение слоя фотографий Flickr. Единовременно показывается ограниченное число наиболее популярных снимков. Зачастую эта популярность является просто следствием доступности места, поэтому если в интересующем вас месте фотографий не отображается, но вообще на экране их много, попробуйте приблизить карту, чтобы отсечь часть фотографий.

Фотографии предоставлены Flickr. Права на фотографии принадлежат правообладателям фотографий.

А дальше?

Что, если красивое место хочется не только посмотреть в Google Maps, но и посетить лично (а это, как правило, стоит сделать)? В этом может помочь слой уклонов рельефа, включающийся одной из кнопок слева вверху. Цвета означают примерно следующее (в условиях сухой погоды и благоприятной для движения поверхности):

Режим редактирования маршрута включается и выключается нажатием кнопки «Маршрут». В режиме редактирования клики по карте добавляют точки к маршруту, удаляются точки правым кликом. Построив маршрут, можно появившейся кнопкой выгрузить его в формате gpx или переслать, просто скопировав целиком адрес из адресной строки браузера.

Режим расстановки маркеров включается и выключается клавишей «m». Как и маршрут, маркеры сохраняются в адресе страницы.

Источник