Generarea procedurală de biomuri este o tehnică utilizată pentru a crea lumi virtuale cu zone cu proprietăți geografice distincte (ocean, deșert, junglă, tundră etc.). Fiecare biom este caracterizat de condiții climatice specifice, vegetație și relief. Astfel, în acest laborator se va implementa un sistem simplificat de generare de biomuri pornind de la două hărți de zgomot și clasificarea acestora pe baza modelului Whittaker.

Pentru a îmbunătăți realismul terenului generat, tereneul se poate genera folosind fractal noise, care combină mai multe straturi (octave) de zgomot Perlin la frecvențe și amplitudini diferite. Fiecare nouă octavă introdusă adaugă un nivel de detaliu:

• Octava 1: forma generală a terenului (munți, văi)
• Octava 2: detalii medii (dealuri, platouri)
• Octava 3+: detalii fine (stânci, denivelări mici)

Parametrii care controlează fBm sunt:

• Octave: Numărul de straturi de zgomot
• Persistence: Cât de repede scade amplitudinea
• Lacunarity: Cât de repede crește frecvența

float FractalNoise(int x, int y)
{
    for (i = 0; i < octaves; i++)
    {
        xCoord = (float)x / width * scale * frequency;
        yCoord = (float)y / height * scale * frequency;

        perlinValue = Mathf.PerlinNoise(xCoord, yCoord) * 2 - 1;
        noiseHeight += perlinValue * amplitude;

        amplitude *= persistence;
        frequency *= lacunarity;
    }

    return (noiseHeight + 1) / 2; // Normalize to 0 - 1
}

Pentru a clasifica biomurile se poate folosi modelul Whittaker, care folosește două axe climatice pentru a defini zonele geografice: temperatura (corelată cu elevația) și nivelul de precipitații (corelat cu umiditatea).

Un tabel simplificat de clasificare Whittaker poate fi următorul:

1. Fractal Noise
2. Generarea celor două hărți de elevație și de umiditate, fiecare cu propriul seed
3. Clasificarea biomurilor
4. Construirea mesh-ului 3

Pentru fiecare vertex al grilei se calculează înălțimea din harta de elevație și culoarea din clasificarea biomurilor. Apa este aplatizată la waterLevel pentru a simula suprafața oceanului:

for (int z = 0; z < mapHeight; z++)
{
    for (int x = 0; x < mapWidth; x++)
    {
        int idx = z * mapWidth + x;
        float height = elevationMap[x, z] < waterLevel ? waterLevel : elevationMap[x, z];
        vertices[idx] = new Vector3(x * meshScale, height, z * meshScale);
        colors[idx]   = GetBiomeColor(elevationMap[x, z], moistureMap[x, z]);
    }
}

Triangularea grilei (două triunghiuri per pătrat):

int a = z * mapWidth + x;
int b = a + 1;
int c = a + mapWidth;
int d = c + 1;
 
triangles[triIdx++] = a;
triangles[triIdx++] = c;
triangles[triIdx++] = b;
 
triangles[triIdx++] = b;
triangles[triIdx++] = c;
triangles[triIdx++] = d;

1. Generați harta de elevație și harta de umiditate cu seed-uri diferite, folosind în ambele cazuri multiple octave (6-8).
2. Generați culori diferite pentru fiecare biom, folosind tabelul Whittaker.
3. Construiți mesh-ul 3D atribuind fiecărui vertex înălțimea și culoarea corectă.
4. Bonus 1. Implementați algoritmul Diamond Square, pentru a genera un heightmap.