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Skill 广场harmonic-perlin-gradients

harmonic-perlin-gradients

设计与创作

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更新于 10-16 08:16

技能介绍

Harmonic Perlin Gradients 是一个用于生成程序化色彩场的技能，其方法是将 Perlin 噪声值通过一组由音乐和声比例（纯律音程）推导出的阈值映射到调色板上。音乐结构决定颜色在何处发生切换，而噪声则决定这些切换呈现出的形状。

用途

该技能适用于以下场景：从采样图像调色板生成渐变；创建带有音乐比例的程序化纹理或风景；通过系统性变化批量生成主题化色彩场；任何将“颜色 + 噪声 + 乐理”组合起来的任务。

核心模式

  1. 从源图像中提取调色板（深色 → 浅色，15-21 种颜色）。2. 选择一个和声音程（和弦、音阶、序列）。3. 将频率比归一化到 [0,1] 区间作为阈值。4. 渲染 Perlin 噪声场，通过阈值将噪声值映射到调色板。5. 在相邻调色板颜色之间进行插值以实现平滑混合。

和声音程与位置对照

  • 八度（Octave）：比例 1, 2，归一化位置 0.0, 1.0
  • 纯五度（Perfect Fifth）：1, 3/2, 2 → 0.0, 0.5, 1.0
  • 大三和弦（Major Triad）：4, 5, 6 → 0.0, 0.5, 1.0
  • 小三和弦（Minor Triad）：10, 12, 15 → 0.0, 0.4, 1.0
  • 大七度（Major 7th）：8, 10, 12, 15 → 0.0, 0.286, 0.571, 1.0
  • 属七度（Dominant 7th）：4, 5, 6, 7 → 0.0, 0.333, 0.667, 1.0
  • 小七度（Minor 7th）：10, 12, 15, 18 → 0.0, 0.25, 0.625, 1.0
  • 减七度（Diminished 7th）：2^(0/12), 2^(3/12), 2^(6/12), 2^(9/12)，等距分布
  • 增和弦（Augmented）：2^(0/12), 2^(4/12), 2^(8/12)，等距分布
  • Sus4：6, 8, 9 → 0.0, 0.667, 1.0
  • 大调五声音阶：1, 9/8, 5/4, 3/2, 5/3, 2 → 0.0, 0.125, 0.25, 0.5, 0.667, 1.0
  • 小调五声音阶：1, 6/5, 4/3, 3/2, 9/5, 2 → 0.0, 0.2, 0.333, 0.5, 0.8, 1.0
  • 全音音阶（Whole Tone）：2^(i/6)（i=0..6），等距分布
  • 泛音列（Harmonic Series）：1, 2, 3, ..., N，向低端聚集
  • 泛音音阶（Overtone Scale）：1, 9/8, 5/4, 11/8, 3/2, 13/8, 7/4, 2，非均匀分布

归一化公式：position = (ratio - min) / (max - min)

噪声模式及其特点

  • fbm：平滑、类渐变；适合柔和场、地平线；关键参数 scale 1.0-2.0，octaves 1-2
  • warp：有机、流动；适合大理石、熔岩、云层；warpAmt 1.0-3.0
  • ridge：尖锐山峰、纹理；适合山脉、裂纹；gain 0.5-0.65，高 octaves
  • turbulence：翻涌、细胞状；适合风暴、等离子体；高 octaves，abs(fbm)
  • terraced：平坦台地、地形图；适合地层、等高线图；terraceSteps 5-12

调参

平滑度（渐变 → 纹理）：octaves（1 = 极平滑，2 = 柔和，4+ = 细节丰富）；scale（越低特征越宽，越高越精细）；gain（越低各倍频之间衰减越平滑）。 对比度（哑光 → 戏剧性）：gamma（1.0 = 线性，<0.7 = 高对比，>1.2 = 发白）；调色板索引间距（相邻索引 = 微妙，大幅跳跃 = 戏剧性）。 方向性：vBias（0.3-0.7 增加垂直渐变形成地平线效果）；负 vBias 会反转（上亮下暗）。

调色板提取指南

从源图像中采样 15-21 种颜色，按深到浅排序，包括：3-4 种最深色调（阴影/背景）、8-10 种中间调（主色域）、3-4 种高光（最亮区域）。颜色在感知上均匀分布，相邻条目应看起来有区别但不突兀。

每个渐变的颜色索引选择

按音乐情绪匹配调色板范围：明亮开阔 → 中高区间（8-20），例：大三和弦、五声音阶；温暖柔和 → 中区间（5-17），例：属七度、sus4；深沉忧郁 → 低到中（2-14），例：小三和弦、小七度；全范围 → 跨越（0-20），例：泛音列、泛音音阶；柔和粉彩 → 仅高区间（10-20），例：增和弦、全音音阶。

实现结构

生成器产出自包含的内联 JS 的 HTML 文件：Python 脚本（generate_15.py）为每个渐变定义调色板、音程和噪声配置；HTML 模板包含 Perlin 噪声实现、fbm/warp/ridge 函数和渲染循环；输出为独立 HTML 文件，每个渐变一个。模板中的关键 JS 函数：perlin(x,y)、fbm(x,y,...)、warp(x,y,...)、ridge(x,y,...)。

常见错误与修正

  • 所有渐变看起来一样 → 每个渐变改变 octaves、scale、vBias 和调色板范围
  • 过暗/无高光 → 确保调色板索引到达亮端（16+）
  • 过淡/无对比 → 使用更大的调色板索引跨度或更低的 gamma
  • 烟雾状/液态外观 → 使用 octaves 1-2 的普通 fbm，而非 warp
  • 颜色间出现生硬条带 → 确保相邻阈值颜色之间平滑插值
  • 噪声过细/杂乱 → 降低 scale（1.0-2.0）和 octaves（1-2）