Proseduraaliset kohinageneraattorit

Abstract

Tässä työssä käsitellään proseduraalisten kohinageneraattorien teoriaa, toteutusta ja sovellustapoja, minkä pyrkimyksenä on luoda kattava yleiskuva aihekokonaisuudesta. Erityisenä näkökulmana aiheeseen ovat tietokonegrafiikka ja muu proseduraalinen sisällön generointi ohjelmistoissa. Tästä huolimatta keskeiset löydökset ja periaatteet esitellään tavalla, joka on yleisesti hyödynnettävissä myös muissa sovelluksissa. Työn alussa keskitytään löytämään määritelmä kohinafunktioille ja niihin liittyville käsitteille keskustellen samalla niiden ominaisuuksista sekä tila- että taajuustasossa. Lisäksi esitellään useita kohinan manipulointimenetelmiä, joiden avulla pystytään luomaan kokonaan uusia kohinatyyppejä ja mitä erilaisimpia kuvioita ja efektejä. Yleisen teoreettisen tarkastelun jälkeen siirrytään keskustelemaan käytännöllisistä kohina-algoritmeista, joista yksinkertaisimpana menetelmänä käydään läpi arvokohina. Sen jälkeen syvennytään Perlin-kohinafunktion toteutukseen. Tähän sisältyy muun muassa Perlin-kohinan historiallisia referenssitoteutuksia ja niiden pohjalta kehitetty vaihtoehtoinen Perlin-kohinan toteutus, jonka uusi hajautusfunktio korjaa suuren osan klassisen version puutteista. Viimeiseksi uuden kohinafunktion toteutusta verrataan klassiseen niiden suorituskyvyn ja laadullisten tekijöiden osalta. Tämän jälkeen toteutettuja kohinafunktioita käytetään monipuolisilla tavoilla havainnollistamaan kohinan esimerkkisovelluksia tietokonegrafiikassa ja maaston generoinnissa yhdistäen edeltävissä osioissa esille nousseita tekniikoita ja löydöksiä.