レベルステップシステム

レベルステップシステムは World Creator における地形生成の重要な要素であり（高度に GPU 最適化されたフィルターを利用していることを除けば）高速な地形生成速度の主な理由です。本記事ではこのシステムが何であるか、そしてそれを最大限に活用する方法を簡潔に説明します。

レベルステップシステムとは具体的に何ですか？

たとえば 1/4 精度の 1k 地形を選択した場合、World Creator は単に 4k マップ上で地形を計算して表示するだけではありません。代わりにアップサンプリングアルゴリズムを反復的に使用します：まず 2x2 ピクセルのグリッドから始め、4x4、8x8 と解像度を各ステップで倍にしていきます。

これが各フィルターや World Creator のさまざまな UI 要素に存在するレベルステップインターフェースの基礎です。そのため、レベル 8 のフィルター強度を調整すると、アップサンプリングチェーンの第 8 テクスチャ、すなわち 8 番目の 256x256 ピクセルのテクスチャに対するそのフィルターの影響を変更することになります。

アップサンプリングにより World Creator は異なる解像度バージョンの地形で処理を行うことができ、レンダリング時間を大幅に短縮します。たとえば、粒子ベースの侵食では、堆積物が侵食される場所から沈殿する場所へ移動する必要があります。堆積物は周囲の地形によってかなりの距離を移動する場合があります。もしこの処理が高解像度画像で計算されると、堆積物は数百ピクセル移動する必要があり、それらすべてを処理しなければなりません。低解像度で作業することで、アルゴリズムは同じ地図上の距離をカバーするのに必要なステップ数が少なくなり、計算時間が大幅に削減されます。

アップサンプリングワークフローの追加の利点は、低い地形レベルが地形全体の形状に与える影響です。この効果は以下の画像で観察でき、低〜中レベルが主に生成される地形の全体的な形に影響を与え、高レベルは最終的な地形に小さなディテールを付加することがわかります。

これは下の二つの合成画像でも再び明確に観察できます。低・中レベルの組み合わせが最終的な地形形状に最も大きく寄与する一方で、追加の高レベルは主に最終解像度でより明確な効果を生み出すために有用です。

これはフィルターとその設定に大きく依存する点に注意してください。たとえばこの侵食プロセスでは、各レベルで使用される雨量（rain strength）が上位レベルほど低くなっており、結果に大きな影響を与えます。

レベルステップシステムの適切な使い方

フィルター

一般に、フィルターは低いレベルでより高速に動作します。ほとんどすべてのフィルター/レイヤーがピクセル単位で動作するためです。レベル 8 では 256x256 ピクセル、つまり 65,536 ピクセルを表します。一方、レベル 11 のテクスチャは 2,048 x 2,048 ピクセル、合計 4,194,304 ピクセルになります。現代の GPU はこうした並列化された処理を非常に効率的に実行でき、World Creator は高度に最適化された堅牢なアルゴリズムを使用していますが、上位レベルではコストが高くなることが観察できます。最大のパフォーマンスを得るには、視覚的に満足できる結果を保ちながら上位レベルを減らして不必要な計算負荷を避けてください。これは特に侵食やシミュレーション系のフィルターに当てはまります。これらはしばしばレベルごと・ピクセルごとに複数の反復を行うため、上位レベルはさらにコストがかかります。