इलाके की बनावट को मिलाना

इस लेख में मैं बनावट मिश्रण एल्गोरिथ्म के बारे में बात करूंगा, जो आपको परिदृश्य की उपस्थिति को प्राकृतिक के करीब लाने की अनुमति देता है। इस एल्गोरिथ्म को आसानी से 3D गेम शेड्स और 2D गेम्स दोनों में इस्तेमाल किया जा सकता है।

लेख शुरुआत खेल डेवलपर्स के लिए करना है।

एक परिदृश्य को बनावट के लिए सबसे आम तरीकों में से एक कई परतों के बनावट को मिलाना है। इन परतों को एक-दूसरे पर आरोपित किया जाता है, जिससे परिदृश्य की उपस्थिति होती है। इसके अलावा, प्रत्येक परत में अतिरिक्त रूप से एक पारदर्शिता मानचित्र होता है, जो परिदृश्य पर बनावट की उपस्थिति की डिग्री निर्धारित करता है। इसे प्रतिशत के रूप में मापा जाता है। स्वाभाविक रूप से, परिदृश्य के प्रत्येक बिंदु पर, सभी परतों के लिए पारदर्शिता की डिग्री का योग एक सौ प्रतिशत है, क्योंकि परिदृश्य पारदर्शी नहीं हो सकता है। टाइल बनावट के विपरीत, पारदर्शिता मानचित्र पूरी तरह से पूरे परिदृश्य में फैला हुआ है और इसलिए इसमें काफी निम्न स्तर है।

अब चलो सबसे दिलचस्प - बनावट मिश्रण एल्गोरिदम पर चलते हैं। सादगी और दृश्यता के लिए, हमारे परिदृश्य में बड़े कोबालस्टोन में रेत का समावेश होगा।



मिश्रण करने का सबसे आसान तरीका बनावट रंग और पारदर्शिता को गुणा करना और परिणामों को जोड़ना है।

float3 blend(float4 texture1, float a1, float4 texture2, float a2) { return texture1.rgb * a1 + texture2.rgb * a2; } 

यह मानक परिदृश्य संपादक में यूनिटी 3 डी में उपयोग की जाने वाली तकनीक है। एक चिकनी, लेकिन अप्राकृतिक संक्रमण तुरंत आपकी आंख को पकड़ लेता है। पत्थर समान रूप से रेत से लथपथ दिखते हैं, लेकिन वास्तविकता में ऐसा नहीं होता है। रेत पत्थरों से नहीं चिपकता है, इसके विपरीत, यह टुकड़े टुकड़े करता है और उन दोनों के बीच अंतराल को भरता है, पत्थरों के शीर्ष को साफ करता है।

आइए इस स्थिति को अपने टेबल और ग्राफ़ के साथ सबसे साधारण एक्सेल में अनुकरण करने का प्रयास करें। चूँकि हम चाहते हैं कि रेत को कोबालस्टोन के बीच "गिरना" पड़े, प्रत्येक बनावट के लिए हमें इसकी गहराई के नक्शे की आवश्यकता होती है। इस उदाहरण में, मैंने इसे बनावट से ग्रे के रंगों में उत्पन्न किया और इसे अल्फा चैनल में रखा।

सबसे पहले, हम रेत और पत्थरों की गहराई के नक्शे के एक सरलीकृत मॉडल पर विचार करेंगे।


नीली रेखा प्रतीकात्मक रूप से रेत की ऊंचाइयों के नक्शे को दर्शाती है, और लाल रेखा कोब्लेस्टोन को दर्शाती है। आप देख सकते हैं कि कोब्ब्लेस्टोन्स के शीर्ष रेत के स्तर से ऊपर हो गए हैं। इस तथ्य को देखते हुए, आइए बनावट के पिक्सेल को प्रदर्शित करने का प्रयास करें जो अधिक है।

 float3 blend(float4 texture1, float a1, float4 texture2, float a2) { return texture1.a > texture2.a ? texture1.rgb : texture2.rgb; } 

बहुत बढ़िया! पत्थरों के शीर्ष साफ रहते हैं, जबकि रेत उनके बीच की खाई में उखड़ जाती है। लेकिन हमने अभी तक परतों की पारदर्शिता की डिग्री को ध्यान में नहीं रखा है। ऐसा करने के लिए, हम बस एक पारदर्शिता मानचित्र के साथ एक ऊंचाई का नक्शा जोड़ते हैं।

 float3 blend(float4 texture1, float a1, float4 texture2, float a2) { return texture1.a + a1 > texture2.a + a2 ? texture1.rgb : texture2.rgb; } 

संक्षेप में, कम पारदर्शी बनावट सामान्य से अधिक होगी।




इसलिए हमें रेत से पत्थरों तक अधिक प्राकृतिक संक्रमण मिला। यह देखा जाता है कि कैसे रेत के अनाज कोबालस्टोन के बीच अंतराल को भरने लगते हैं, धीरे-धीरे उनके पीछे छिपते हैं। लेकिन चूंकि प्रतिपादन पिक्सेल द्वारा पिक्सेल होता है, कलाकृतियों को बनावट के बीच की सीमा पर दिखाई देना शुरू हो गया। उन्हें किसी भी तरह से चिकना करने के लिए, हम एक नहीं, बल्कि कई पिक्सल को गहराई से लेंगे और उन्हें मिलाएंगे।

 float3 blend(float4 texture1, float a1, float4 texture2, float a2) { float depth = 0.2; float ma = max(texture1.a + a1, texture2.a + a2) - depth; float b1 = max(texture1.a + a1 - ma, 0); float b2 = max(texture2.a + a2 - ma, 0); return (texture1.rgb * b1 + texture2.rgb * b2) / (b1 + b2); } 

उपरोक्त कोड में, हम पहले एक निश्चित गहराई पर दिखाई देने वाली राहत के एक हिस्से को उजागर करते हैं।


और फिर नई पारदर्शिता प्राप्त करने के लिए हम इसे सामान्य करते हैं।




नतीजतन, हमें एक बनावट मिश्रण तंत्र मिला, जो परिदृश्य के प्राकृतिक स्वरूप के करीब परिणाम देता है।

अंत में, मैं इस बारे में बात करना चाहता हूं कि यह एल्गोरिदम क्यों विकसित किया गया था और हम इसका उपयोग कैसे करते हैं।

शेडर को आइसोमेट्रिक 2 डी रणनीति की शैली में इंडी गेम स्टीम स्क्वाड के लिए विकसित किया गया था। एक विकास ढांचे के रूप में, हम एकता 3 डी का उपयोग करते हैं। और चूंकि एकता विकास का वातावरण बेहद लचीला है, इसलिए हमने अपना विस्तार किया - एक स्तरीय संपादक। द्वारा और बड़े, संपादक खेल संपादक टाइटन क्वेस्ट से लिए गए तत्वों के साथ मानक परिदृश्य संपादक की एक सरल प्रतिलिपि है।

जब परिदृश्य पर एक बनावट के साथ ड्राइंग, इसी पारदर्शिता नक्शा पुनर्गणना है। और चूंकि पारदर्शिता की सभी डिग्री का योग 100% होना चाहिए, इसलिए अन्य सभी परतों के पारदर्शिता मानचित्र सामान्यीकृत हैं। आप देख सकते हैं कि लघु वीडियो पर संपादक में यह कैसा दिखता है।