Multigrid feature-based terrain generation with erosion

Abstract

Landskap generering har vært et forsknings-felt i nesten 30 år og er fundamentalt i mange applikasjoner. Til tross for dette er det fortsatt mange uløste problemer, og designere er nødt til å designe terreng manuelt for å realisere ideene sine, på grunn av begrensninger i dagens verktøy. I denne oppgaven utforsker vi to problemer relatert til trekk-basert terreng generering: muligheten til å lage terreng med både fin-skala og stor-skala trekk og å minske den gjentakende effekten til støy brukt i "Feature based terrain generation using diffusion equation" av Hnaidi et al. Vårt bidrag er metoden vår med fire nyskapninger og implementasjonen vår av denne metoden i Unity 3D. Vi kombinerer trekk- og støy-basert terreng generering med hydraulisk erosjon ved å kontrollere støy-generering og erosjons-simuleringen med diffuse parametere. Vår første nyskapning er å bruke flere diffusjons-likninger slik at brukeren kan generere jevnere terreng med både fin-skala og stor-skala trekk. Vår andre nyskapning er å simulere erosjon med flere rutenett, for å effektivt simulere erosjon i ulik skala. Vår tredje nyskapning er å bruke diffuse parametere for å begrense erosjon ved å kontrollere regn og hardheten på terrenget. Vår siste nyskapning er å generere diffust fordreid støy uten å skape unaturligheter i terrenget. Disse nyskapningene gjør det enklere å generere terreng med fin-skala og stor-skala trekk og minsker mye av den gjentakende effekten til støy.

Landscape generation has been a field of research for almost thirty years and is a fundamental part of many applications. Despite this, there are still a lot of problems left to be solved and designers are forced to manually design terrains as they cannot realize their ideas with the current tools. In this thesis, we explore two problems related to feature-based terrain generation: the ability to create fine-scale and large-scale terrain features and mitigating the repetitiveness of noise used in "Feature based terrain generation using diffusion equation" by Hnaidi et al. Our contribution is our method with four novelties as well as an implementation of this method integrated with Unity 3D. We combine feature and noise-based terrain generation with hydraulic erosion by controlling the noise generation and erosion simulation with diffused parameters. The first novelty is using multiple diffusion equations enabling the user to generate smoother terrain and generate both fine- and large-scale features. Our second novelty is simulating erosion on multiple grids to efficiently create erosive features of different scales. Our third novelty is diffusing erosion parameters to constrain the erosion by controlling the rain and hardness of the terrain. Our last novelty is creating diffused noise warping without creating any artifacts in the terrain. These novelties make it easier to generate terrain with fine- and large-scale features and mitigate a lot of the repetitiveness of the noise.