في أواخر القرن العشرين، وتحديدا في عام 1983 قام شخص يدعى كين برلين – Ken Perlin بتطوير ما يسمى تشويش برلين – Perlin Noise وكان هذا بسبب خيبة أمله مما ينتجه الكمبيوتر في هذا الوقت من رسومات، أو صور، و التي يظهر عليها بشكل واضح انها صممت بواسطة اجهزة الكمبيوتر، او ما يمكن أن ندعوه بـ “اسلوب الآله”.
قام كين برلين بعرض ما توصل إليه تحت عنوان “Image Synthesizer” وكان هذا في مؤتمر “SIGGRAPH”.
بداية تطوير تشويش برلين كانت أثناء عمل كين برلين كجزء من صناعة فيلم الرسوم المتحركة و الخيال العلمي، من إنتاج ديزني، في عام 1982 وكان بعنوان “Tron”، وكان هذا لصالح شركة الرسوم المتحركة “Mathematical Applications Group” أو اختصارا “MAGI”.
عناصر المقال
ما هي فوائد تشويش برلين؟
ولكي تدرك فوائده, فلنتخيل انه اثناء مشيك علي شاطيء البحر وتأملك في أمواجه، لا يمكنك بأي حال أن تفكر ان هذه الموجة مماثلة لأي موجة قد رأيتها من قبل.
يمكنك رؤية هذا الجبل من بعيد الذي يبدو فريدا ايضا، ولا يشبه اي جبل قد رأيته من قبل، حتي الغيوم الداكنة التي تتكون فوقك الان، انها متمايزة بشكل فريد جدا، ولا مثيل لها من أي غيمة مجاورة.
رغم أنهم قد تكونوا في نفس الوقت، فدائما ما يلازمنا هذا الشعور بتميز الطبيعة، وتفرد كل عناصرها عن غيره والذي طالما عجزنا عن محاكاته في الألعاب والرسوم المتحركه.
حسنا, ليس لوقت طويل, وكما توقعت فهذه هي فائدة تشويش برلين، حيث يمكن استعماله في إنشاء معالم غير متماثلة بطرق بسيطة وذكية جدا !
وعلى أساس ذلك تم تكريم كين برلين في عام 1997 بجائزة “Academy Award for Technical Achievement” نتيجة للخوارزمية التي قام بتطويرها، وكان مفاد ما قيل:
” الي كين برلين لتطويره تشويش برلين، التقنية التي تستعمل لإنتاج نسيج – Texture بمظهر طبيعي على الأسطح التي يتم إنتاجها بواسطة الكمبيوتر، للحصول على مؤثرات بصرية للصور المتحركه. لقد أتاح تطوير تشويش برلين لمصممي رسومات الحاسوب بإخراج الظواهر الطبيعية المعقدة بشكل أفضل، في التأثيرات البصرية لصناعة الرسوم المتحركة. “
لم يتقدم كين برلين بأي طلب للحصول على براءة اختراعه للخوارزمية، ولكن في عام 2001 حصل على براءة اختراع بسبب تطبيقه، الذي يجمع بين التشويش البسيط – Simplex Noise بالاضافة الى التطبيقات ثلاثية الأبعاد، لإنشاء النسيج بطريقة رياضية.
التشويش البسيط له نفس غرض تشويش برلين، لكنه يستخدم بطرق مختلفة عنه.
استعمالاته
كما عرفت فان تشويش برلين هو عبارة عن شيء غير متوقع، عشوائي، ولا يقبل التكرار، وهذا هو المفتاح الذي سيتيح تغيير مظهر الرسومات التي ينتجها الحاسوب ليصبح مشابها لما يمكن رؤيته في الطبيعة، التي تتميز بأنها متميزة ولا يمكن أن يشابه اي عنصر من عناصرها الآخر.
التضاريس
ستقابلك دائما مشكلة أثناء انشائك لعالم لعبتك عند انشائك لتضاريسها، خصوصا اذا كان العالم من النوع المفتوح.
ولكن في هذه الحالة بمساعدة التشويش يمكنك ببساطة جعله يقوم بإنشاء التضاريس تلقائيا، اعتمادا على قيم كل جزء في صورة التشويش، وهذا ما يحدث بالفعل في العاب كثيرة، ومن أشهرهم، لعبة ماينكرافت – Minecraft.
فإذا قمت بأخذ تشويش مبسط، بحيث يناسب نوع تضاريس لعبة ماينكرافت الذي يحتوي على مكعبات فقط وبدون أي تضاريس منحنية.
فيمكنك استخدام قيمة النقاط السوداء للتعبير عن أقل ارتفاع في التضاريس، أما قيمة اللون الأبيض فتكون للتعبير عن أعلى ارتفاع ممكن.
ولذا فمن البديهي أن تكون القيم التي بين الابيض والاسود ــ أي الرمادية بمختلف تدرجاتها ــ أن تكون ارتفاعات مختلفة، تتناسب مع قيمتها اللونية.
هكذا كلما اقترب اللون الابيض زاد الارتفاع ، وكلما اقترب للاسود قل الارتفاع، وبناء على هذه الطريقة يمكن بسهولة إنشاء عالم مشابه لماينكرافت، من حيث التضاريس الأرضية.
وهذه الطريقه تندرج ضمن طرق إنشاء عوالم متولدة تلقائيا باستخدام الحاسوب، والتي بالتأكيد يجب أن تأخذها في الاعتبار إذا قررت أن تطور لعبة عالم مفتوح.
العشب
من شبة المستحيل ان تجد العشب منفردا، سواء في العالم الحقيقي او في الالعاب، ولابد انك تعرف ان العشب يجب أن يتحرك إذا ما تأثر بأي قوة خارجية كالهواء.
بالطبع لن يواجه أي جهاز مشكله في حالة حساب طريقة تحرك عشبة واحدة، ولكن كما قلت فهو لا يتواجد منفردا، ودائما ما يتواجد في تجمعات من مئات والاف، او حتي ملايين منه.
وفي هذه الحالة يستحيل على الحاسوب معالجة حسابات الهواء لهذه الكمية من العشب.
في هذه الحالة يمكنك استعمال التشويش لاضافة الحركة للعشب باكثر من طريقه والفكرة الأساسية واحدة، بحيث ان قوة تاثر العشب بالهواء سيتم تحديدها طبقا لقيمة التشويش الواقع عليها.
فكلما اقتربت القيمة من الابيض، زادت القوة المؤثرة على العشب، والعكس صحيح، اي عند اقتراب القيمة من الأسود تنعدم القوة المؤثرة تدريجيا.
المؤثرات البصرية
وبالتأكيد لا يمكن ذكر كل هذا بدون ان يتم ذكر حصة المؤثرات البصرية في الاستفادة من تشويش برلين.
من اشهر الامثلة على ذلك هي النيران، التي دائما ما تتصرف بشكل غير متوقع، واعني بذلك طريقة تحركها، وخصوصا الجزء العلوي منها، والذي دائما ما يتحرك بشكل عشوائي.
ويكون هذا عن طريق ضرب التشويش مع تدرج راسي مناسب، وهذا التدرج سيتحكم بمقدار تلاشي التشويش في الاتجاه الرأسي، فيكون الجزء سفلي ظاهرا تماما، وبزيادة الارتفاع تزداد قيمة التلاشي، ومع اضافة حركة رأسية للتشويش، وتطبيق الألوان المناسبة.
يمكنك هكذا يمكنك الحصول على نيران متولدة تلقائيا، بدون الحاجه لرسم النيران يدويا، وبالطبع هناك امثلة اخرى مثل الدخان، صواعق البرق، الماء، وغيرها الكثير.
فضل برلين
كان لتشويش برلين فضل وتأثير كبير في تغيير شكل صناعة الالعاب، وخصوصا من الناحية الرسومية. فقد أتاح للفنانين من مختلف الفئات اضافة المزيد من الواقعية لأعمالهم، التي يكون الحاسوب جزءا كبيرا منها، والذي كان عائقا في إنتاج أنماط متمايزة و فريدة لمختلف أنواع الفنون من شتي المجالات.
والان بعد ان تعرفت عليه بشكل أفضل، فعليك بلا شك أخذه بالاعتبار في عملك القادم، الذي يحتاج تمايزا وتفردا، وبالطبع فقد أظهرت أنماط تشويش أخرى غير برلين، والتي لا تقل أهمية عنه، وهذا لتناسب مختلف الاحتياجات، لذا اختر منها ما يناسبك، وابدأ باستخدامها كلما سنحت الفرصة.
