Perlin-Noise

Perlin Noise ist eine Rauschfunktion auf der Basis von pseudozufälligen Gradientenwerten an Gitterpunkten. Diese Textursynthese geht auf Ken Perlin zurück, der sie 1982 für den Film Tron entwickelte, wofür er 1997 einen Oscar erhielt. Perlin Noise wird häufig in der Bildsynthese eingesetzt, um natürliche Phänomene wie Wolken, Landschaftstopologien oder Wasser zu simulieren. In vielen Open-World-Spielen z. B. Minecraft nutzt man Perlin Noise, um das Terrain zu erstellen. Im einfachen Fall erhält man eine unregelmäßig wellenförmig verlaufende Funktion in beliebig vielen Dimensionen , deren Frequenz sich aus dem Abstand der Gitterpunkte ergibt. Perlin Noise kann als fraktale Funktion dargestellt werden, indem man mehrere einfache Rauschfunktionen verschiedener Frequenzen (typischerweise mit dem Faktor 2 zur vorhergehenden) definiert und durch Addition der Funktionswerte überlagert. Die Größe der zufälligen Variationen, die bei natürlichen Phänomenen vorkommen, hängt vom Maßstab ab, in dem diese Phänomene betrachtet werden. Durch Ändern der Frequenz des Rauschens kann man unterschiedliche Texturen erhalten. Die Eigenschaft, dass sich wiederholende Muster in unterschiedlichen Maßstäben vorkommen, wird als Selbstähnlichkeit bezeichnet und ist für viele Phänomene in Wissenschaft und Natur grundlegend. Perlin Noise kann als eine Art von Zufallsrauschen angesehen werden, das auf verschiedenen Skalen selbstähnlich ist, und ist daher eine Möglichkeit, zufällige fraktale Objekte zu modellieren.