ОГЛЯД ПЕРСПЕКТИВ ШВИДКОДІЇ АЛГОРИТМІВ ПРОЦЕДУРНОЇ ГЕНЕРАЦІЇ В КОМП’ЮТЕРНИХ ІГРАХ
Ключові слова:
Переписування графу, Діаграма Вороного, Алгоритм Форчуна, Шум Перліна, Генетичний алгоритм, Процедурна генерація контентуАнотація
У сучасній індустрії комп’ютерних ігор, яка стрімко розвивається та вимагає все більшої інтерактивності, реалістичності та масштабності ігрових систем, алгоритми процедурної генерації стають невід’ємною частиною розробки. Вони дозволяють автоматизовано створювати великі обсяги контенту — від ландшафтів і рівнів до квестів, сюжетів та навіть графічних елементів, таких як текстур, матеріалів і 2D/3D моделей. Проте ефективність таких алгоритмів напряму залежить від їх часової та просторової складності, що стає критичним чинником при генерації контенту в реальному часі або на слабших пристроях. Задля аналізу розглянуто сучасні підходи до процедурної генерації, зокрема алгоритми на основі шумів (шум Перліна, дробовий броунівський шум), генеративної граматики (переписування графу), розбиття простору (алгоритм Форчуна для теселяція Вороного) та генетичні алгоритми. У зв’язку з цим актуальним є детальний огляд перспектив оптимізації швидкодії цих алгоритмів, що дозволить обрати найбільш придатні рішення для конкретних ігрових проєктів та забезпечити баланс між якістю контенту, продуктивністю й візуальною привабливістю.
Посилання (Бібліографія)
MacWha R. Generating Digital Worlds Using Perlin Noise. Medium. URL: https://medium.com/nerd-for-tech/generating-digital-worlds-using-perlin-noise-5d11237c29e9.
Brucks R. Getting the Most Out of Noise in UE4. Unreal Engine. URL: https://www.unrealengine.com/en-US/tech-blog/getting-the-most-out-of-noise-in-ue4.
Dalefield E. Distributed Architecture for Procedural Terrain Generation in Video Games : Master's Thesis. Wellington, 2024. 75 с. URL: https://openaccess.wgtn.ac.nz/articles/thesis/Distributed_Architecture_for_Procedural_Terrain_Generation_in_Video_Games/25658514?file=45770220.
McCollum J. An introduction to graph rewriting for procedural content generation. The Shaggy Dev. URL: https://shaggydev.com/2022/11/20/graph-rewriting/.
Mount D. CMSC 754: Lecture 11 Voronoi Diagrams and Fortune’s Algorithm. URL: https://www.cs.umd.edu/class/spring2020/cmsc754/Lects/lect11-vor.pdf.
afuzzyllama. VoronoiDiagramUE4: Voronoi Diagram with Fortune's Algorithm implementation. GitHub. URL: https://github.com/afuzzyllama/VoronoiDiagramUE4.
Kraner V., Fister I., Brezočnik L. Procedural Content Generation of Custom Tower Defense Game Using Genetic Algorithms. SpringerLink. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-030-75275-0_54.
Пиріг Я. Оцінка обчислювальної складності генетичного алгоритму. Інфокомунікаційні технології та електронна інженерія. 2024. Вип. 4, № 1. С. 52–60. URL: https://doi.org/10.23939/ictee2024.01.052.
Shimer C. BSP trees in 3D worlds. Computer Science | Worcester Polytechnic Institute | CS563, Advanced Topics in Computer Graphics. URL: http://web.cs.wpi.edu/~matt/courses/cs563/talks/bsp/bsp.html.
Merrell P. Example-Based Procedural Modeling Using Graph Grammars. ACM Transactions on Graphics. 2023. Т. 42, № 4. С. 1–16. URL: https://doi.org/10.1145/3592119.