La salida del algoritmo Diamond-Square es aleatoria y ruidosa

He implementado una interpretación aproximada del algoritmo Diamond-Square en C ++ para crear un terreno fractal semi-realista, pero el resultado parece un valor aleatorio y en cada punto en lugar de formas rocosas suaves. He alterado los parámetros, pero siento que una mirada externa al código podría ayudarme a comprender el problema. Aquí hay ejemplos de la salida:

Como un mapa de bits (de arriba hacia abajo) con variación de altura reducida:

Cómo debería verse (esto se carga desde un archivo):

El código:

//Diamond-square algorithm
HeightMap::HeightMap(float maxY) {
//type = GL_POINTS; 
//type = GL_LINES;
numVertices = RAW_WIDTH*RAW_HEIGHT; //256^2 squares => 257^2 vertices
numIndices = (RAW_WIDTH - 1)*(RAW_HEIGHT - 1) * 6; //each square is 2 triangles (6 indices)
vertices = new Vector3[numVertices];
textureCoords = new Vector2[numVertices];
indices = new GLuint[numIndices];
colours = new Vector4[numVertices];

int cornerA, cornerB, cornerC, cornerD; //Identify corners
cornerA = 0;
cornerB = RAW_WIDTH - 1;
cornerC = RAW_WIDTH*RAW_HEIGHT - RAW_WIDTH;
cornerD = RAW_WIDTH*RAW_HEIGHT - 1;

//Create vertices
for (int x = 0; x < RAW_WIDTH; ++x) {
    for (int z = 0; z < RAW_HEIGHT; ++z) {
        int offset = (x * RAW_WIDTH) + z;
        float y = 0; //Start with vertices set flat
        if (offset == cornerA ||
            offset == cornerB ||
            offset == cornerC ||
            offset == cornerD) {
            vertices[offset] = Vector3(x * HEIGHTMAP_X, maxY/2, z * HEIGHTMAP_Z); //Initialise corners to mid height
            std::cout << "Corners: " << offset << std::endl;
        }

        if (vertices[offset] == Vector3(0, 0, 0)) {
            vertices[offset] = Vector3(x * HEIGHTMAP_X, y * HEIGHTMAP_Y, z * HEIGHTMAP_Z);
        }
        //  textureCoords[offset] = Vector2(x * HEIGHTMAP_TEX_X, z * HEIGHTMAP_TEX_Z);
    }
}

Vector3 tl, tr, bl, br;
tl = vertices[cornerA];
tr = vertices[cornerB];
bl = vertices[cornerC];
br = vertices[cornerD];

float roughness = 1.0f;

Square square = Square(tl, tr, bl, br);
diamondSquare(vertices, numVertices, square, roughness);

//Colour
for (int x = 0; x < RAW_WIDTH; ++x) {
    for (int z = 0; z < RAW_HEIGHT; ++z) {
        int offset = (x*RAW_WIDTH) + z;
        float shade;
        if (vertices[offset].y > 0) {
            shade = 1 - 1.0f / (vertices[offset].y / maxY * 2);
        }
        else {
            shade = 0.1f;
        }
        colours[offset] = Vector4(shade, shade, shade, 1.0f);
        //Colour any vertex that hasn't been passed over red
        if (vertices[offset].y == maxY / 2 + 100) {
            colours[offset] = Vector4(1, 0, 0, 1);
        }
    }
}

//Create indices
numIndices = 0;
for (int x = 0; x < RAW_WIDTH - 1; ++x) {
    for (int z = 0; z < RAW_HEIGHT - 1; ++z) {
        int a = (x*(RAW_WIDTH)) + z;
        int b = ((x + 1)*(RAW_WIDTH)) + z;
        int c = ((x + 1)*(RAW_WIDTH)) + (z + 1);
        int d = (x*(RAW_WIDTH)) + (z + 1);

        indices[numIndices++] = c;
        indices[numIndices++] = b;
        indices[numIndices++] = a;
        indices[numIndices++] = a;
        indices[numIndices++] = d;
        indices[numIndices++] = c;

    }
}
BufferData();

}

void HeightMap::squareStep(Vector3 vertices[], int len, Vector3 tl, Vector3 tr, Vector3 bl, Vector3 br, float mid, float roughness) {
for (int i = 0; i < len; i++) {
    Vector3 top = (tl + tr) / 2;
    Vector3 bot = (bl + br) / 2;
    Vector3 left = (tl + bl) / 2;
    Vector3 right = (tr + br) / 2;
    top.y = 0;
    bot.y = 0;
    left.y = 0;
    right.y = 0;
    if (vertices[i] == top ||
        vertices[i] == bot ||
        vertices[i] == left ||
        vertices[i] == right) {
        float y = rand() % (int)(mid/5);
        y *= roughness;
        vertices[i] = Vector3(vertices[i].x, mid + y, vertices[i].z); //Set Diamond centre points to mid height + rand
        std::cout << "Square: " << vertices[i];
    }
}

}

float HeightMap::diamondStep(Vector3 vertices[], int len, Vector3 tl, Vector3 tr, Vector3 bl, Vector3 br, float roughness) {
float avg;
float y;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        Vector3 corners = (tl + tr + bl + br) / 4;
        avg = corners.y;
        y = rand() % (int)(avg/5);
        y *= roughness;
        corners.y = 0;
        if (vertices[i] == corners) {
            vertices[i] = Vector3(vertices[i].x, avg + y, vertices[i].z);         //Set Square centre point to avg height of corners + rand
            std::cout << "Diamond: " << vertices[i];
        }
    }
return avg + y;

}

void HeightMap::diamondSquare(Vector3 vertices[], int numVertices, Square s, float roughness) {
Vector3 tl = s.tl;
Vector3 tr = s.tr;
Vector3 bl = s.bl;
Vector3 br = s.br;
float mid = diamondStep(vertices, numVertices, tl, tr, bl, br, roughness);
squareStep(vertices, numVertices, tl, tr, bl, br, mid, roughness);
roughness *= 0.75f;
if (s.width > 2 * HEIGHTMAP_X) {
    std::vector<Square> squares = s.split();
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        diamondSquare(vertices, numVertices, squares[i], roughness);
    }
}

}

Creo que generalmente incluirías la altura del punto medio en el escalón cuadrado (y harías primero el escalón del diamante), lo que afectaría ligeramente lo puntiagudo que se ve, lo que lo convierte en una pendiente más gradual. ¿Lo intentaste con el desplazamiento aleatorio disminuido?

También parece que mientras las alturas sean positivas, no hay posibilidad de que el desplazamiento de altura sea negativo, por lo que cuanto más altos sean los puntos, mayor será el desplazamiento, lo que lo hará más puntiagudo.

Hice un programa bastante simple con este algoritmo dando buenos resultados y en lugar de basar el desplazamiento aleatorio en el promedio de las alturas, lo hice afectado por el ancho de cuadrícula actual.

Para corregir la aleatoriedad de altura, puede implementar Ruido Perlin .

La altura de generación se basa en las alturas adyacentes y, por lo tanto, se obtienen resultados muy suaves.

Aquí hay alguna implementación en C ++