Planet
navi homePPSaboutscreenshotsdownloaddevelopmentforum

source: orxonox.OLD/branches/atmospheric_engine/src/lib/graphics/effects/noise.cc @ 8600

Last change on this file since 8600 was 8585, checked in by stefalie, 19 years ago

branches/atmospheric_engine: noise function for creating clouds

File size: 5.0 KB
Line 
1#include <math.h>
2#include <stdlib.h>
3
4/* Coherent noise function over 1, 2 or 3 dimensions */
5/* (copyright Ken Perlin) */
6
7#define MAXB 0x100
8#define N 0x1000
9#define NP 12   /* 2^N */
10#define NM 0xfff
11
12#define s_curve(t) ( t * t * (3. - 2. * t) )
13#define lerp(t, a, b) ( a + t * (b - a) )
14#define setup(i,b0,b1,r0,r1)\
15        t = vec[i] + N;\
16        b0 = ((int)t) & BM;\
17        b1 = (b0+1) & BM;\
18        r0 = t - (int)t;\
19        r1 = r0 - 1.;
20#define at2(rx,ry) ( rx * q[0] + ry * q[1] )
21#define at3(rx,ry,rz) ( rx * q[0] + ry * q[1] + rz * q[2] )
22
23static void initNoise(void);
24
25static int p[MAXB + MAXB + 2];
26static double g3[MAXB + MAXB + 2][3];
27static double g2[MAXB + MAXB + 2][2];
28static double g1[MAXB + MAXB + 2];
29
30int start;
31int B;
32int BM;
33
34
35void SetNoiseFrequency(int frequency)
36{
37        start = 1;
38        B = frequency;
39        BM = B-1;
40}
41
42double noise1(double arg)
43{
44   int bx0, bx1;
45   double rx0, rx1, sx, t, u, v, vec[1];
46
47   vec[0] = arg;
48   if (start) {
49      start = 0;
50      initNoise();
51   }
52
53   setup(0,bx0,bx1,rx0,rx1);
54
55   sx = s_curve(rx0);
56   u = rx0 * g1[ p[ bx0 ] ];
57   v = rx1 * g1[ p[ bx1 ] ];
58
59   return(lerp(sx, u, v));
60}
61
62double noise2(double vec[2])
63{
64   int bx0, bx1, by0, by1, b00, b10, b01, b11;
65   double rx0, rx1, ry0, ry1, *q, sx, sy, a, b, t, u, v;
66   int i, j;
67
68   if (start) {
69      start = 0;
70      initNoise();
71   }
72
73   setup(0, bx0,bx1, rx0,rx1);
74   setup(1, by0,by1, ry0,ry1);
75
76   i = p[ bx0 ];
77   j = p[ bx1 ];
78
79   b00 = p[ i + by0 ];
80   b10 = p[ j + by0 ];
81   b01 = p[ i + by1 ];
82   b11 = p[ j + by1 ];
83
84   sx = s_curve(rx0);
85   sy = s_curve(ry0);
86
87   q = g2[ b00 ] ; u = at2(rx0,ry0);
88   q = g2[ b10 ] ; v = at2(rx1,ry0);
89   a = lerp(sx, u, v);
90
91   q = g2[ b01 ] ; u = at2(rx0,ry1);
92   q = g2[ b11 ] ; v = at2(rx1,ry1);
93   b = lerp(sx, u, v);
94
95   return lerp(sy, a, b);
96}
97
98double noise3(double vec[3])
99{
100   int bx0, bx1, by0, by1, bz0, bz1, b00, b10, b01, b11;
101   double rx0, rx1, ry0, ry1, rz0, rz1, *q, sy, sz, a, b, c, d, t, u, v;
102   int i, j;
103
104   if (start) {
105      start = 0;
106      initNoise();
107   }
108
109   setup(0, bx0,bx1, rx0,rx1);
110   setup(1, by0,by1, ry0,ry1);
111   setup(2, bz0,bz1, rz0,rz1);
112
113   i = p[ bx0 ];
114   j = p[ bx1 ];
115
116   b00 = p[ i + by0 ];
117   b10 = p[ j + by0 ];
118   b01 = p[ i + by1 ];
119   b11 = p[ j + by1 ];
120
121   t  = s_curve(rx0);
122   sy = s_curve(ry0);
123   sz = s_curve(rz0);
124
125   q = g3[ b00 + bz0 ] ; u = at3(rx0,ry0,rz0);
126   q = g3[ b10 + bz0 ] ; v = at3(rx1,ry0,rz0);
127   a = lerp(t, u, v);
128
129   q = g3[ b01 + bz0 ] ; u = at3(rx0,ry1,rz0);
130   q = g3[ b11 + bz0 ] ; v = at3(rx1,ry1,rz0);
131   b = lerp(t, u, v);
132
133   c = lerp(sy, a, b);
134
135   q = g3[ b00 + bz1 ] ; u = at3(rx0,ry0,rz1);
136   q = g3[ b10 + bz1 ] ; v = at3(rx1,ry0,rz1);
137   a = lerp(t, u, v);
138
139   q = g3[ b01 + bz1 ] ; u = at3(rx0,ry1,rz1);
140   q = g3[ b11 + bz1 ] ; v = at3(rx1,ry1,rz1);
141   b = lerp(t, u, v);
142
143   d = lerp(sy, a, b);
144
145   //fprintf(stderr, "%f\n", lerp(sz, c, d));
146
147   return lerp(sz, c, d);
148}
149
150void normalize2(double v[2])
151{
152   double s;
153
154   s = sqrt(v[0] * v[0] + v[1] * v[1]);
155   v[0] = v[0] / s;
156   v[1] = v[1] / s;
157}
158
159void normalize3(double v[3])
160{
161   double s;
162
163   s = sqrt(v[0] * v[0] + v[1] * v[1] + v[2] * v[2]);
164   v[0] = v[0] / s;
165   v[1] = v[1] / s;
166   v[2] = v[2] / s;
167}
168
169void initNoise(void)
170{
171   int i, j, k;
172
173   srand(30757);
174   for (i = 0 ; i < B ; i++) {
175      p[i] = i;
176      g1[i] = (double)((rand() % (B + B)) - B) / B;
177
178      for (j = 0 ; j < 2 ; j++)
179         g2[i][j] = (double)((rand() % (B + B)) - B) / B;
180      normalize2(g2[i]);
181
182      for (j = 0 ; j < 3 ; j++)
183         g3[i][j] = (double)((rand() % (B + B)) - B) / B;
184      normalize3(g3[i]);
185   }
186
187   while (--i) {
188      k = p[i];
189      p[i] = p[j = rand() % B];
190      p[j] = k;
191   }
192
193   for (i = 0 ; i < B + 2 ; i++) {
194      p[B + i] = p[i];
195      g1[B + i] = g1[i];
196      for (j = 0 ; j < 2 ; j++)
197         g2[B + i][j] = g2[i][j];
198      for (j = 0 ; j < 3 ; j++)
199         g3[B + i][j] = g3[i][j];
200   }
201}
202
203/* --- My harmonic summing functions - PDB --------------------------*/
204
205/*
206   In what follows "alpha" is the weight when the sum is formed.
207   Typically it is 2, As this approaches 1 the function is noisier.
208   "beta" is the harmonic scaling/spacing, typically 2.
209*/
210
211double PerlinNoise1D(double x,double alpha,double beta,int n)
212{
213   int i;
214   double val,sum = 0;
215   double p,scale = 1;
216
217   p = x;
218   for (i=0;i<n;i++) {
219      val = noise1(p);
220      sum += val / scale;
221      scale *= alpha;
222      p *= beta;
223   }
224   return(sum);
225}
226
227double PerlinNoise2D(double x,double y,double alpha,double beta,int n)
228{
229   int i;
230   double val,sum = 0;
231   double p[2],scale = 1;
232
233   p[0] = x;
234   p[1] = y;
235   for (i=0;i<n;i++) {
236      val = noise2(p);
237      sum += val / scale;
238      scale *= alpha;
239      p[0] *= beta;
240      p[1] *= beta;
241   }
242   return(sum);
243}
244
245double PerlinNoise3D(double x,double y,double z,double alpha,double beta,int n)
246{
247   int i;
248   double val,sum = 0;
249   double p[3],scale = 1;
250
251   p[0] = x;
252   p[1] = y;
253   p[2] = z;
254   for (i=0;i<n;i++) {
255      val = noise3(p);
256      sum += val / scale;
257      scale *= alpha;
258      p[0] *= beta;
259      p[1] *= beta;
260      p[2] *= beta;
261   }
262   return(sum);
263}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.