パーリンノイズでそれっぽいダミーチャートを作る

「折れ線グラフとかのダミーデータをどうやって用意しよう」と思い、パーリンノイズを使ったらそれっぽくなったので紹介します。

パーリンノイズってなんだ

主にコンピュータグラフィックスの世界でよく使われるんですが、すごく直感的な説明をすると自然に連続な乱数です。ゲームだとテクスチャや、地形の凹凸をそれっぽくするときなんかによく使われます。 f:id:anoChick:20161112115538p:plain ３次元のパーリンノイズが↑のようなものです。ボコボコ感がそれっぽくなってると思います。このうち高さ情報を白黒に変換すると↓ のようになります。 f:id:anoChick:20161112115239p:plain

f:id:anoChick:20161112115243p:plain

このような、火山地帯っぽいテクスチャが自動生成出来るというわけです。

ラインチャートのデータとして使う

↑で紹介したのは３次元、２次元のパーリンノイズですが、さらに１次元落としたものを実際に作ってみようと思います。

gem install perlin_noise

require 'perlin_noise'
n1d = Perlin::Noise.new 1
result = []
0.step(10, 0.3) do |x|
   result.push((n1d[x] * 100).floor)
end
p result

$ ruby pn.rb
=> [50, 31, 26, 44, 61, 75, 61, 44, 26, 31, 50, 56, 45, 45, 61, 75, 61, 45, 45, 56, 50, 43, 54, 54, 42, 50, 57, 45, 45, 56, 50, 43, 54, 54]

f:id:anoChick:20161112115131p:plain

単純に１次元で生成したものがこちら。そこまで不規則的ではなくてイマイチ。次は２次元で生成したものをスライシング（ある面で切り取って次数を下げる）するという方法でやってみます。

require 'perlin_noise'
n2d = Perlin::Noise.new 2
result = []
0.step(10, 0.3) do |x|
   result.push((n2d[0,x] * 100).floor)
end
p result

$ ruby pn.rb
=> [50, 37, 41, 49, 51, 61, 58, 45, 33, 40, 50, 51, 46, 47, 54, 56, 50, 50, 51, 51, 50, 47, 45, 48, 53, 56, 52, 48, 37, 36, 50, 67, 72, 55]

f:id:anoChick:20161112115124p:plain

それっぽくなりました。パーリンノイズのアルゴリズムによっては、一次元でそれっぽく生成出来るらしいのですが、使用したgemの実装がシンプルだったことと、比較グラフも合わせて表示させることを考えるとこの方が良さそうだったので、二次元をスライシングするやりかたを採用しました。というのも、

require 'perlin_noise'
n2d = Perlin::Noise.new 2,seed:12345
result1 = []
result2 = []
0.step(10, 0.3) do |x|
  result1.push((n2d[0,x] * 100).floor)
  result2.push((n2d[0.2,x] * 100).floor)
end
p result1,result2

$ ruby pn.rb
=> [50, 56, 46, 45, 57, 52, 45, 53, 59, 53, 50, 47, 42, 47, 57, 67, 58, 46, 44, 51, 50, 45, 49, 51, 48, 53, 54, 47, 39, 43, 50, 48, 42, 46]
[51, 56, 45, 43, 53, 48, 40, 48, 58, 60, 59, 53, 39, 38, 48, 62, 60, 50, 50, 61, 60, 55, 57, 58, 55, 54, 49, 40, 31, 32, 39, 40, 36, 41]

f:id:anoChick:20161112115116p:plain