由于GPU驱动供应商通常不会费心在GLSL中实现noiseX，我正在寻找一个“图形随机化瑞士军刀”实用函数集，最好是在GPU着色器中优化使用。我更喜欢GLSL，但是任何语言的代码对我来说都可以，我可以把它翻译成GLSL。
具体来说，我希望:
a)伪随机函数- n维，均匀分布于[-1,1]或[0,1]之上，从m维种子(理想情况下是任何值，但我同意将种子限制在，比如说，0..1为结果均匀分布)。喜欢的东西:
float random (T seed);
vec2 random2 (T seed);
vec3 random3 (T seed);
vec4 random4 (T seed);
// T being either float, vec2, vec3, vec4 - ideally.
b)连续的噪声，比如柏林噪声——同样是n维，+-均匀分布，有约束的值集，看起来不错(一些配置外观的选项，比如柏林电平也很有用)。我希望签名是这样的:
float noise (T coord, TT seed);
vec2 noise2 (T coord, TT seed);
// ...
我对随机数生成理论不太感兴趣，所以我最渴望的是一个现成的解决方案，但我也很喜欢这样的回答:“这里有一个非常好的，高效的1D rand()，让我解释一下如何在它的基础上制作一个好的n维rand()……”．
我也有同样的问题，我需要在WebGL 1.0中实现它，所以我不能使用之前回答中给出的一些例子。我尝试了前面提到的Gold Noise，但是PHI的使用并不适合我。(距离(xy * PHI, xy) *种子就等于长度(xy) * (1.0 - PHI) *种子，所以我不明白当它直接乘以种子时，PHI的魔力应该如何发挥作用?
不管怎样，我做了类似的事情，只是没有PHI，而是在另一个地方添加了一些变化，基本上我取xy与框架外的某个随机点之间的距离的tan，然后乘以xy与另一个这样的随机点之间的距离，位于左下角(所以这些点之间没有偶然的匹配)。在我看来还不错。单击生成新的帧。
(function main() {
const dim = [512, 512];
twgl.setDefaults({ attribPrefix: "a_" });
const gl = twgl.getContext(document.querySelector("canvas"));
gl.canvas.width = dim[0];
gl.canvas.height = dim[1];
const bfi = twgl.primitives.createXYQuadBufferInfo(gl);
const pgi = twgl.createProgramInfo(gl, ["vs", "fs"]);
gl.canvas.onclick = (() => {
twgl.bindFramebufferInfo(gl, null);
gl.useProgram(pgi.program);
twgl.setUniforms(pgi, {
u_resolution: dim,
u_seed: Array(4).fill().map(Math.random)
});
twgl.setBuffersAndAttributes(gl, pgi, bfi);
twgl.drawBufferInfo(gl, bfi);
});
})();
<script src="https://twgljs.org/dist/4.x/twgl-full.min.js"></script>
<script id="vs" type="x-shader/x-vertex">
attribute vec4 a_position;
attribute vec2 a_texcoord;
void main() {
gl_Position = a_position;
}
</script>
<script id="fs" type="x-shader/x-fragment">
precision highp float;
uniform vec2 u_resolution;
uniform vec2 u_seed[2];
void main() {
float uni = fract(
tan(distance(
gl_FragCoord.xy,
u_resolution * (u_seed[0] + 1.0)
)) * distance(
gl_FragCoord.xy,
u_resolution * (u_seed[1] - 2.0)
)
);
gl_FragColor = vec4(uni, uni, uni, 1.0);
}
</script>
<canvas></canvas>
Lygia，一个多语言着色器库
如果你不想复制/粘贴函数到你的着色器，你也可以使用lygia，一个多语言着色器库。它在GLSL和HLSL中都包含了一些生成函数，如cnoise, fbm, noised, pnoise, random, snoise。还有很多其他很棒的功能。要做到这一点:
#上的接力包括“文件”，由Khronos GLSL标准定义，并被大多数引擎和环境(如glslViewer, GLSL -canvas VS Code插件，Unity等)所支持。
例如:cnoise
使用cnoise。GLSL与#包括:
#ifdef GL_ES
precision mediump float;
#endif
uniform vec2 u_resolution;
uniform float u_time;
#include "lygia/generative/cnoise.glsl"
void main (void) {
vec2 st = gl_FragCoord.xy / u_resolution.xy;
vec3 color = vec3(cnoise(vec3(st * 5.0, u_time)));
gl_FragColor = vec4(color, 1.0);
}
为了运行这个例子，我使用了glslViewer。
我也有同样的问题，我需要在WebGL 1.0中实现它，所以我不能使用之前回答中给出的一些例子。我尝试了前面提到的Gold Noise，但是PHI的使用并不适合我。(距离(xy * PHI, xy) *种子就等于长度(xy) * (1.0 - PHI) *种子，所以我不明白当它直接乘以种子时，PHI的魔力应该如何发挥作用?
不管怎样，我做了类似的事情，只是没有PHI，而是在另一个地方添加了一些变化，基本上我取xy与框架外的某个随机点之间的距离的tan，然后乘以xy与另一个这样的随机点之间的距离，位于左下角(所以这些点之间没有偶然的匹配)。在我看来还不错。单击生成新的帧。
(function main() {
const dim = [512, 512];
twgl.setDefaults({ attribPrefix: "a_" });
const gl = twgl.getContext(document.querySelector("canvas"));
gl.canvas.width = dim[0];
gl.canvas.height = dim[1];
const bfi = twgl.primitives.createXYQuadBufferInfo(gl);
const pgi = twgl.createProgramInfo(gl, ["vs", "fs"]);
gl.canvas.onclick = (() => {
twgl.bindFramebufferInfo(gl, null);
gl.useProgram(pgi.program);
twgl.setUniforms(pgi, {
u_resolution: dim,
u_seed: Array(4).fill().map(Math.random)
});
twgl.setBuffersAndAttributes(gl, pgi, bfi);
twgl.drawBufferInfo(gl, bfi);
});
})();
<script src="https://twgljs.org/dist/4.x/twgl-full.min.js"></script>
<script id="vs" type="x-shader/x-vertex">
attribute vec4 a_position;
attribute vec2 a_texcoord;
void main() {
gl_Position = a_position;
}
</script>
<script id="fs" type="x-shader/x-fragment">
precision highp float;
uniform vec2 u_resolution;
uniform vec2 u_seed[2];
void main() {
float uni = fract(
tan(distance(
gl_FragCoord.xy,
u_resolution * (u_seed[0] + 1.0)
)) * distance(
gl_FragCoord.xy,
u_resolution * (u_seed[1] - 2.0)
)
);
gl_FragColor = vec4(uni, uni, uni, 1.0);
}
</script>
<canvas></canvas>
刚找到这个版本的GPU 3d噪声，据说它是最快的一个可用的:
#ifndef __noise_hlsl_
#define __noise_hlsl_
// hash based 3d value noise
// function taken from https://www.shadertoy.com/view/XslGRr
// Created by inigo quilez - iq/2013
// License Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported License.
// ported from GLSL to HLSL
float hash( float n )
{
return frac(sin(n)*43758.5453);
}
float noise( float3 x )
{
// The noise function returns a value in the range -1.0f -> 1.0f
float3 p = floor(x);
float3 f = frac(x);
f = f*f*(3.0-2.0*f);
float n = p.x + p.y*57.0 + 113.0*p.z;
return lerp(lerp(lerp( hash(n+0.0), hash(n+1.0),f.x),
lerp( hash(n+57.0), hash(n+58.0),f.x),f.y),
lerp(lerp( hash(n+113.0), hash(n+114.0),f.x),
lerp( hash(n+170.0), hash(n+171.0),f.x),f.y),f.z);
}
#endif
