噪声函数

学习和实现 GLSL 中常用的噪声函数，如随机噪声、值噪声和梯度噪声（如Perlin噪声的简化版），用于生成各种程序化纹理和效果。

概览

• 生成程序化噪声并映射到颜色。

学习目标

• 理解不同类型噪声（随机噪声、值噪声、梯度噪声）的基本原理和特性。
• 学习如何在GLSL中实现一个简单的伪随机数生成器。
• 掌握值噪声的实现方法，包括晶格点和插值。
• 初步了解梯度噪声（如Perlin噪声）的概念和实现思路。
• 能够运用所学噪声函数生成简单的程序化纹理。

前置知识

• glsl-data-types
• glsl-functions
• vector-operations

输入

• vec2 u_resolution — 画布尺寸（像素）。
• float u_time — 时间（秒）。

关键概念

• 噪声由格点随机值 + 平滑插值构成。

vec2 i = floor(p);
vec2 f = fract(p);
vec2 u = f*f*(3.0-2.0*f);
float n = mix(mix(a,b,u.x), mix(c,d,u.x), u.y);

• 用 mix 或阈值把噪声映射到颜色。

vec3 color = mix(colorA, colorB, n);

如何实现（步骤）

• 用平滑曲线替代线性插值（比如 u = ff(3-2f)）
• 修改 scale/pos，观察随机噪声与平滑噪声的区别

自检

• 是否能无错误编译？
• 输出是否符合目标？
• 关键数值是否在 [0,1]？

常见坑

• 必要时把 t 用 clamp 限制到 [0,1]。
• 不要直接用像素坐标，记得归一化。
• smoothstep 通常要保证 edge0 < edge1。
• 先缩放再 fract() 才能改变密度。