Diffusione del Terreno: Un Successore Basato sulla Diffusione al Rumore di Perlin nella Generazione di Terreni Infiniti in Tempo Reale

Terrain Diffusion: A Diffusion-Based Successor to Perlin Noise in Infinite, Real-Time Terrain Generation

December 9, 2025

Autori: Alexander Goslin

cs.AI

Abstract

Per decenni, i mondi procedurali sono stati costruiti su funzioni di rumore procedurale come il rumore di Perlin, che sono veloci e infiniti, ma fondamentalmente limitati in termini di realismo e coerenza su larga scala. Presentiamo Terrain Diffusion, un successore dell'era dell'IA per il rumore di Perlin, che unisce la fedeltà dei modelli di diffusione con le proprietà che hanno reso il rumore procedurale indispensabile: estensione infinita e senza soluzione di continuità, consistenza del seed e accesso casuale a tempo costante. Il suo nucleo è InfiniteDiffusion, un nuovo algoritmo per la generazione infinita, che permette la sintesi in tempo reale di paesaggi sconfinati senza soluzione di continuità. Una pila gerarchica di modelli di diffusione combina il contesto planetario con il dettaglio locale, mentre una compatta codifica Laplaciana stabilizza gli output su scale dinamiche di livello terrestre. Un framework open-source per tensori infiniti supporta la manipolazione a memoria costante di tensori illimitati, e una distillazione di consistenza a pochi passi permette una generazione efficiente. Insieme, questi componenti stabiliscono i modelli di diffusione come base pratica per la generazione procedurale di mondi, in grado di sintetizzare interi pianeti in modo coerente, controllabile e senza limiti.

English

For decades, procedural worlds have been built on procedural noise functions such as Perlin noise, which are fast and infinite, yet fundamentally limited in realism and large-scale coherence. We introduce Terrain Diffusion, an AI-era successor to Perlin noise that bridges the fidelity of diffusion models with the properties that made procedural noise indispensable: seamless infinite extent, seed-consistency, and constant-time random access. At its core is InfiniteDiffusion, a novel algorithm for infinite generation, enabling seamless, real-time synthesis of boundless landscapes. A hierarchical stack of diffusion models couples planetary context with local detail, while a compact Laplacian encoding stabilizes outputs across Earth-scale dynamic ranges. An open-source infinite-tensor framework supports constant-memory manipulation of unbounded tensors, and few-step consistency distillation enables efficient generation. Together, these components establish diffusion models as a practical foundation for procedural world generation, capable of synthesizing entire planets coherently, controllably, and without limits.