Geração de terrenos virtuais realistas e de grande dimensão via aprendizado de máquina

Abstract

Este trabalho tem como objetivo explorar GANs (Rede Generativas Adversariais) em relação a sua eficiência em resolver problemas já conhecidos da área de PTG (Geração Procedural de Terrenos), como a ausência de mecanismos para avaliar os terrenos gerados e de métodos que repliquem estruturas geológicas complexas específicas de determinados biomas. Foi desenvolvida uma aplicação para a geração de terrenos grandes (mais de 100 quilômetros por terreno gerado) que buscam grande semelhança com a realidade, principalmente se vistos como um todo, devido ao foco em grandes estruturas geológicas do terreno. Com a rede generativa obtida no treinamento e com o apoio de outras ferramentas de detalhamento que foram contruídas, foi desenvolvida uma aplicação chamada StyleTerrain que tem como fim facilitar o trabalho de designers que precisem gerar ambientes realistas e de grandes dimensões para serem usados em simulações de ambientes naturais e jogos digitais que busquem ambientes naturais vastos. Esta ferramenta permite que o designer facilmente consiga gerar terrenos de 189x189 quilômetros com estruturas de relevo e solo específicas de determinado bioma, que podem facilmente ser renderizadas numa ferramenta 3D adequada.

This work has the objective of exploring GANs (Rede Generativas Adversariais) in relation to their efficiency in resolving well known problems in the area of PTG (Procedural Terrain Generation), like the lack of a mechanism to rate the terrains generated and of methos that replicate complex geological structures specific to certain biomes. An application was developed in order to generate large terrains (more than a hundred miles per tile) which greatly resemble reality, even more if seen as a whole, due to the focus in big geological structures of a terrain. With the generative network obtained through training and with the help of other detailing tool that were built, an application was developed named StyleTerrain, which aims to help with the work of designers that may need to generate realistic environments with big dimensions to be used in nature environment simulations and digital games that need vast outdoor environments. This tools makes the designer able to easily generate terrains with 189x189 kilometers, with height structures and ground specific to a certain biome, that can easily be rendered in a adequate 3D software. Its strength lies in realistic simulation of natural environments and digital games whom need to utilize large open outdoor maps without overloading its content designers.