Удосконалення методу процедурного генерування віртуальних ландшафтів з використанням машинного навчання
Розглянуто сучасні тенденції у моделюванні віртуальних світів, зокрема перехід від ручної роботи дизайнерів до процедурного генерування контенту, яке значно скорочує тривалість і вартість розроблення, проте є комплексним процесом, що потребує ретельного налаштування. Проаналізовано традиційні методи...
Saved in:
| Main Authors: | , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Ukrainian National Forestry University
2025-05-01
|
| Series: | Науковий вісник НЛТУ України |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nv.nltu.edu.ua/index.php/journal/article/view/2738 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1849313830156369920 |
|---|---|
| author | А. О. Гончаренко Д. В. Федасюк |
| author_facet | А. О. Гончаренко Д. В. Федасюк |
| author_sort | А. О. Гончаренко |
| collection | DOAJ |
| description | Розглянуто сучасні тенденції у моделюванні віртуальних світів, зокрема перехід від ручної роботи дизайнерів до процедурного генерування контенту, яке значно скорочує тривалість і вартість розроблення, проте є комплексним процесом, що потребує ретельного налаштування. Проаналізовано традиційні методи процедурного генерування зображень та виявлено проблеми їхнього застосування. Досліджено можливості використання технології машинного навчання для створення цифрових рельєфів місцевості, проаналізовано наявні генеративні моделі штучного інтелекту, а також розглянуто їхні переваги та недоліки. Удосконалено метод генерування цифрових моделей місцевості на підставі варіаційного автоенкодера. Застосовано декодер як інструмент для створення висотних карт низької роздільної здатності, що зберігають основні геологічні структури місцевості. На відміну від генеративно-змагальних мереж, які часто використовують для створення складних графічних об'єктів, запропонована архітектура моделі забезпечує більшу стабільність навчання та можливість модифікації латентного простору для гнучкого налаштування вихідного результату. Проведено постоброблення цифрової карти висот способом підвищення роздільної здатності та застосування градієнтних масок. На відміну від традиційних методів, що використовують маски фрактального шуму для додавання дрібних деталей, запропоновано використання градієнтів – значень похідної від функції нахилу в конкретній точці. Такий підхід дає змогу імітувати ефект ерозії, здійснюючи більший вплив на зони з великим нахилом і маючи значно менший ефект на горизонтальних ділянках. У запропонованій моделі процедурного генерування віртуальних ландшафтів метод виконує роль генератора скелету місцевості, тоді як фрактальні градієнтні маски додають дрібні деталі без ресурсозатратної симуляції складних фізичних процесів. Встановлено можливість інтеграції паралельних обчислень, що дає змогу виконувати процес генерування ландшафтів на графічних процесорах, на відміну від алгоритмів ерозії. Запропоноване рішення забезпечує ефективний компроміс між візуальною якістю згенерованих моделей місцевості та ефективністю процесу генерування.
|
| format | Article |
| id | doaj-art-c4887779bbb34aa0b5d1781d82d0f0ad |
| institution | Kabale University |
| issn | 1994-7836 2519-2477 |
| language | English |
| publishDate | 2025-05-01 |
| publisher | Ukrainian National Forestry University |
| record_format | Article |
| series | Науковий вісник НЛТУ України |
| spelling | doaj-art-c4887779bbb34aa0b5d1781d82d0f0ad2025-08-20T03:52:38ZengUkrainian National Forestry UniversityНауковий вісник НЛТУ України1994-78362519-24772025-05-0135210.36930/40350213Удосконалення методу процедурного генерування віртуальних ландшафтів з використанням машинного навчанняА. О. Гончаренко0Д. В. Федасюк1Національний університет "Львівська політехніка", м. ЛьвівНаціональний університет "Львівська політехніка", м. ЛьвівРозглянуто сучасні тенденції у моделюванні віртуальних світів, зокрема перехід від ручної роботи дизайнерів до процедурного генерування контенту, яке значно скорочує тривалість і вартість розроблення, проте є комплексним процесом, що потребує ретельного налаштування. Проаналізовано традиційні методи процедурного генерування зображень та виявлено проблеми їхнього застосування. Досліджено можливості використання технології машинного навчання для створення цифрових рельєфів місцевості, проаналізовано наявні генеративні моделі штучного інтелекту, а також розглянуто їхні переваги та недоліки. Удосконалено метод генерування цифрових моделей місцевості на підставі варіаційного автоенкодера. Застосовано декодер як інструмент для створення висотних карт низької роздільної здатності, що зберігають основні геологічні структури місцевості. На відміну від генеративно-змагальних мереж, які часто використовують для створення складних графічних об'єктів, запропонована архітектура моделі забезпечує більшу стабільність навчання та можливість модифікації латентного простору для гнучкого налаштування вихідного результату. Проведено постоброблення цифрової карти висот способом підвищення роздільної здатності та застосування градієнтних масок. На відміну від традиційних методів, що використовують маски фрактального шуму для додавання дрібних деталей, запропоновано використання градієнтів – значень похідної від функції нахилу в конкретній точці. Такий підхід дає змогу імітувати ефект ерозії, здійснюючи більший вплив на зони з великим нахилом і маючи значно менший ефект на горизонтальних ділянках. У запропонованій моделі процедурного генерування віртуальних ландшафтів метод виконує роль генератора скелету місцевості, тоді як фрактальні градієнтні маски додають дрібні деталі без ресурсозатратної симуляції складних фізичних процесів. Встановлено можливість інтеграції паралельних обчислень, що дає змогу виконувати процес генерування ландшафтів на графічних процесорах, на відміну від алгоритмів ерозії. Запропоноване рішення забезпечує ефективний компроміс між візуальною якістю згенерованих моделей місцевості та ефективністю процесу генерування. https://nv.nltu.edu.ua/index.php/journal/article/view/2738цифрова карта висотваріаційний автоенкодералгоритми генерування шумуградієнт висотиреалістичний рельєф місцевості |
| spellingShingle | А. О. Гончаренко Д. В. Федасюк Удосконалення методу процедурного генерування віртуальних ландшафтів з використанням машинного навчання Науковий вісник НЛТУ України цифрова карта висот варіаційний автоенкодер алгоритми генерування шуму градієнт висоти реалістичний рельєф місцевості |
| title | Удосконалення методу процедурного генерування віртуальних ландшафтів з використанням машинного навчання |
| title_full | Удосконалення методу процедурного генерування віртуальних ландшафтів з використанням машинного навчання |
| title_fullStr | Удосконалення методу процедурного генерування віртуальних ландшафтів з використанням машинного навчання |
| title_full_unstemmed | Удосконалення методу процедурного генерування віртуальних ландшафтів з використанням машинного навчання |
| title_short | Удосконалення методу процедурного генерування віртуальних ландшафтів з використанням машинного навчання |
| title_sort | удосконалення методу процедурного генерування віртуальних ландшафтів з використанням машинного навчання |
| topic | цифрова карта висот варіаційний автоенкодер алгоритми генерування шуму градієнт висоти реалістичний рельєф місцевості |
| url | https://nv.nltu.edu.ua/index.php/journal/article/view/2738 |
| work_keys_str_mv | AT aogončarenko udoskonalennâmetoduprocedurnogogeneruvannâvírtualʹnihlandšaftívzvikoristannâmmašinnogonavčannâ AT dvfedasûk udoskonalennâmetoduprocedurnogogeneruvannâvírtualʹnihlandšaftívzvikoristannâmmašinnogonavčannâ |