噪声算法 & 纹理

噪声是一种程序生成的随机或伪随机数据，在图形学中常用来创建各种自然现象和复杂纹理效果。
它的本质是一种由数学算法公式生成的有规则性或可控的随机数据。

通过噪声算法生成的随机数据具有以下特点：

随机性：噪声数据本质上是随机的，这意味着它具有不规则性，无法通过简单的模式预测
平滑性：数据不会突然跳跃或变化，而是呈现出逐渐过渡的效果，适合模拟自然现象
周期性：随着坐标的变化，噪声值会重复出现，形成一个封闭的循环。也可以通过调整噪声的范围或修改算法来避免
可调性：大多数噪声算法的输出是可以调整的，这种可调性允许你根据需求灵活地控制噪声的表现，适应不同的视觉效果或逻辑处理需求
多维性：能够处理多维数据，这意味着它们可以生成二维、三维甚至更高维度的噪声数据

就因为噪声数据具有以上这些特点，我们可以利用噪声来实现一些特殊效果，比如：，地形生成，云层效果，烟雾效果、水面模拟、消融效果、

1、常用的噪声算法

Perlin Noise（柏林噪声）：适合生成自然现象的纹理（比如云、火焰、地形）
Simplex Noise（简单噪声）：Perlin Noise的优化版，更适合实时计算，适用于体积云、流体动画等
Random Function（随机噪声/白噪音）：计算简单，适合生成粒子效果或星空背景
Fractal Noise（分形噪声）：将多层PerlinNoise或SimplexNoise叠加，生成复杂效果，适用于高细节地形、云层、火焰等效果
Worley Noise（沃利噪音）：生成类似"细胞"的纹理，适用于模拟裂纹或有机表面

2、如何在 Unity 中使用噪声

如果想要在Unity中使用这些噪声算法来处理逻辑，你可以采用以下方式：

使用一些第三方的噪声库，利用别人写好的内容直接来计算
根据噪声算法原理自己实现计算逻辑
使用Unity自带的噪声算法API，比如Mathf.PerlinNoise() （但是Unity提供的非常少）
使用Shader逻辑流程图插件（Shader Graph或ASE）中提供的噪声节点
使用预生成的噪声纹理，通过材质或Shader对纹理进行采样

从性能角度考虑，由于使用噪声算法实时计算一定会增加开销，因此噪声纹理是我们经常会使用的一种方式，它可以帮助我们减少实时计算，减少性能消耗

3、噪声纹理

噪声纹理（Noise Texture）是一种常用于计算机图形学中的纹理类型，常用于模拟自然现象如云层、地形、火焰、岩石表面等等。

它本质上就是通过噪声算法生成的图像。它生成的核心原理是利用噪声函数计算每个纹理坐标的值，再将这些值映射为图像的像素值。

将噪声数据存储到图像中，直接采样拿来使用，而不是实时计算。相当于是在用内存换性能！

提前将噪声数据计算好存在图片中，使用时从内存中的图片中取出数据，直接使用！

噪声纹理生成工具

cs 复制代码

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using UnityEditor;
using UnityEngine;

public class PerlinNoiseTextureTool : EditorWindow {
    //纹理宽高
    private int textureWidth = 512;
    private int textureHeight = 512;
    //缩放
    private int scale = 20;
    //保存的纹理名
    private string textureName = "PerlinNoiseTexture";

    [MenuItem("Custom/柏林噪声纹理生成工具")]
    public static void ShowWindow() {
        GetWindow<PerlinNoiseTextureTool>("柏林噪声纹理生成工具");
    }

    private void OnGUI() {
        GUILayout.Label("柏林噪声纹理设置");
        textureWidth = EditorGUILayout.IntField("纹理宽", textureWidth);
        textureHeight = EditorGUILayout.IntField("纹理高", textureHeight);
        scale = EditorGUILayout.IntField("缩放", scale);

        textureName = EditorGUILayout.TextField("纹理名", textureName);

        if (GUILayout.Button("生成柏林噪声纹理")) {
            //生成柏林纹理的逻辑
            //根据纹理的图片坐标 去得到对应的噪声值 然后将噪声值 存储到颜色信息中 RGB是相同
            Texture2D texture = new Texture2D(textureWidth, textureHeight);
            for (int y = 0; y < textureHeight; y++) {
                for (int x = 0; x < textureWidth; x++) {
                    float noiseValue = Mathf.PerlinNoise((float)x / textureWidth * scale, (float)y / textureHeight * scale);
                    texture.SetPixel(x, y, new Color(noiseValue, noiseValue, noiseValue));
                }
            }
            //texture.Apply();
            File.WriteAllBytes("Assets/Art/" + textureName + ".png", texture.EncodeToPNG());
            AssetDatabase.Refresh();

            EditorUtility.DisplayDialog("提示", "噪声纹理生成结束", "确定");
        }
    }
}