noise.h
上传用户:king477883
上传日期:2021-03-01
资源大小:9553k
文件大小:7k
源码类别:

游戏引擎

开发平台:

C++ Builder

  1. /** 
  2.  * @file noise.h
  3.  * @brief Perlin noise routines for procedural textures, etc
  4.  *
  5.  * $LicenseInfo:firstyear=2000&license=viewergpl$
  6.  * 
  7.  * Copyright (c) 2000-2010, Linden Research, Inc.
  8.  * 
  9.  * Second Life Viewer Source Code
  10.  * The source code in this file ("Source Code") is provided by Linden Lab
  11.  * to you under the terms of the GNU General Public License, version 2.0
  12.  * ("GPL"), unless you have obtained a separate licensing agreement
  13.  * ("Other License"), formally executed by you and Linden Lab.  Terms of
  14.  * the GPL can be found in doc/GPL-license.txt in this distribution, or
  15.  * online at http://secondlifegrid.net/programs/open_source/licensing/gplv2
  16.  * 
  17.  * There are special exceptions to the terms and conditions of the GPL as
  18.  * it is applied to this Source Code. View the full text of the exception
  19.  * in the file doc/FLOSS-exception.txt in this software distribution, or
  20.  * online at
  21.  * http://secondlifegrid.net/programs/open_source/licensing/flossexception
  22.  * 
  23.  * By copying, modifying or distributing this software, you acknowledge
  24.  * that you have read and understood your obligations described above,
  25.  * and agree to abide by those obligations.
  26.  * 
  27.  * ALL LINDEN LAB SOURCE CODE IS PROVIDED "AS IS." LINDEN LAB MAKES NO
  28.  * WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR OTHERWISE, REGARDING ITS ACCURACY,
  29.  * COMPLETENESS OR PERFORMANCE.
  30.  * $/LicenseInfo$
  31.  */
  32. #ifndef LL_NOISE_H
  33. #define LL_NOISE_H
  34. #include "llmath.h"
  35. F32 turbulence2(F32 *v, F32 freq);
  36. F32 turbulence3(float *v, float freq);
  37. F32 clouds3(float *v, float freq);
  38. F32 noise2(float *vec);
  39. F32 noise3(float *vec);
  40. inline F32 bias(F32 a, F32 b)
  41. {
  42. return (F32)pow(a, (F32)(log(b) / log(0.5f)));
  43. }
  44. inline F32 gain(F32 a, F32 b)
  45. {
  46. F32 p = (F32) (log(1.f - b) / log(0.5f));
  47. if (a < .001f)
  48. return 0.f;
  49. else if (a > .999f)
  50. return 1.f;
  51. if (a < 0.5f)
  52. return (F32)(pow(2 * a, p) / 2.f);
  53. else
  54. return (F32)(1.f - pow(2 * (1.f - a), p) / 2.f);
  55. }
  56. inline F32 turbulence2(F32 *v, F32 freq)
  57. {
  58. F32 t, vec[2];
  59. for (t = 0.f ; freq >= 1.f ; freq *= 0.5f) {
  60. vec[0] = freq * v[0];
  61. vec[1] = freq * v[1];
  62. t += noise2(vec)/freq;
  63. }
  64. return t;
  65. }
  66. inline F32 turbulence3(F32 *v, F32 freq)
  67. {
  68. F32 t, vec[3];
  69. for (t = 0.f ; freq >= 1.f ; freq *= 0.5f) {
  70. vec[0] = freq * v[0];
  71. vec[1] = freq * v[1];
  72. vec[2] = freq * v[2];
  73. t += noise3(vec)/freq;
  74. // t += fabs(noise3(vec)) / freq; // Like snow - bubbly at low frequencies
  75. // t += sqrt(fabs(noise3(vec))) / freq; // Better at low freq
  76. // t += (noise3(vec)*noise3(vec)) / freq;
  77. }
  78. return t;
  79. }
  80. inline F32 clouds3(F32 *v, F32 freq)
  81. {
  82. F32 t, vec[3];
  83. for (t = 0.f ; freq >= 1.f ; freq *= 0.5f) {
  84. vec[0] = freq * v[0];
  85. vec[1] = freq * v[1];
  86. vec[2] = freq * v[2];
  87. //t += noise3(vec)/freq;
  88. // t += fabs(noise3(vec)) / freq; // Like snow - bubbly at low frequencies
  89. // t += sqrt(fabs(noise3(vec))) / freq; // Better at low freq
  90. t += (noise3(vec)*noise3(vec)) / freq;
  91. }
  92. return t;
  93. }
  94. /* noise functions over 1, 2, and 3 dimensions */
  95. #define B 0x100
  96. #define BM 0xff
  97. #define N 0x1000
  98. #define NF32 (4096.f)
  99. #define NP 12   /* 2^N */
  100. #define NM 0xfff
  101. extern S32 p[B + B + 2];
  102. extern F32 g3[B + B + 2][3];
  103. extern F32 g2[B + B + 2][2];
  104. extern F32 g1[B + B + 2];
  105. extern S32 gNoiseStart;
  106. static void init(void);
  107. #define s_curve(t) ( t * t * (3.f - 2.f * t) )
  108. #define lerp_m(t, a, b) ( a + t * (b - a) )
  109. #define setup_noise(i,b0,b1,r0,r1)
  110. t = vec[i] + N;
  111. b0 = (lltrunc(t)) & BM;
  112. b1 = (b0+1) & BM;
  113. r0 = t - lltrunc(t);
  114. r1 = r0 - 1.f;
  115. inline void fast_setup(F32 vec, U8 &b0, U8 &b1, F32 &r0, F32 &r1)
  116. {
  117. S32 t_S32;
  118. r1 = vec + NF32;
  119. t_S32 = lltrunc(r1);
  120. b0 = (U8)t_S32;
  121. b1 = b0 + 1;
  122. r0 = r1 - t_S32;
  123. r1 = r0 - 1.f;
  124. }
  125. inline F32 noise1(const F32 arg)
  126. {
  127. int bx0, bx1;
  128. F32 rx0, rx1, sx, t, u, v, vec[1];
  129. vec[0] = arg;
  130. if (gNoiseStart) {
  131. gNoiseStart = 0;
  132. init();
  133. }
  134. setup_noise(0, bx0,bx1, rx0,rx1);
  135. sx = s_curve(rx0);
  136. u = rx0 * g1[ p[ bx0 ] ];
  137. v = rx1 * g1[ p[ bx1 ] ];
  138. return lerp_m(sx, u, v);
  139. }
  140. inline F32 fast_at2(F32 rx, F32 ry, F32 *q)
  141. {
  142. return rx * (*q) + ry * (*(q + 1));
  143. }
  144. inline F32 fast_at3(F32 rx, F32 ry, F32 rz, F32 *q)
  145. {
  146. return rx * (*q) + ry * (*(q + 1)) + rz * (*(q + 2));
  147. }
  148. inline F32 noise3(F32 *vec)
  149. {
  150. U8 bx0, bx1, by0, by1, bz0, bz1;
  151. S32 b00, b10, b01, b11;
  152. F32 rx0, rx1, ry0, ry1, rz0, rz1, *q, sy, sz, a, b, c, d, t, u, v;
  153. S32 i, j;
  154. if (gNoiseStart) {
  155. gNoiseStart = 0;
  156. init();
  157. }
  158. fast_setup(*vec, bx0,bx1, rx0,rx1);
  159. fast_setup(*(vec + 1), by0,by1, ry0,ry1);
  160. fast_setup(*(vec + 2), bz0,bz1, rz0,rz1);
  161. i = p[ bx0 ];
  162. j = p[ bx1 ];
  163. b00 = p[ i + by0 ];
  164. b10 = p[ j + by0 ];
  165. b01 = p[ i + by1 ];
  166. b11 = p[ j + by1 ];
  167. t  = s_curve(rx0);
  168. sy = s_curve(ry0);
  169. sz = s_curve(rz0);
  170. q = g3[ b00 + bz0 ]; 
  171. u = fast_at3(rx0,ry0,rz0,q);
  172. q = g3[ b10 + bz0 ];
  173. v = fast_at3(rx1,ry0,rz0,q);
  174. a = lerp_m(t, u, v);
  175. q = g3[ b01 + bz0 ];
  176. u = fast_at3(rx0,ry1,rz0,q);
  177. q = g3[ b11 + bz0 ];
  178. v = fast_at3(rx1,ry1,rz0,q);
  179. b = lerp_m(t, u, v);
  180. c = lerp_m(sy, a, b);
  181. q = g3[ b00 + bz1 ];
  182. u = fast_at3(rx0,ry0,rz1,q);
  183. q = g3[ b10 + bz1 ];
  184. v = fast_at3(rx1,ry0,rz1,q);
  185. a = lerp_m(t, u, v);
  186. q = g3[ b01 + bz1 ];
  187. u = fast_at3(rx0,ry1,rz1,q);
  188. q = g3[ b11 + bz1 ];
  189. v = fast_at3(rx1,ry1,rz1,q);
  190. b = lerp_m(t, u, v);
  191. d = lerp_m(sy, a, b);
  192. return lerp_m(sz, c, d);
  193. }
  194. /*
  195. F32 noise3(F32 *vec)
  196. {
  197. int bx0, bx1, by0, by1, bz0, bz1, b00, b10, b01, b11;
  198. F32 rx0, rx1, ry0, ry1, rz0, rz1, *q, sy, sz, a, b, c, d, t, u, v;
  199. S32 i, j;
  200. if (gNoiseStart) {
  201. gNoiseStart = 0;
  202. init();
  203. }
  204. setup_noise(0, bx0,bx1, rx0,rx1);
  205. setup_noise(1, by0,by1, ry0,ry1);
  206. setup_noise(2, bz0,bz1, rz0,rz1);
  207. i = p[ bx0 ];
  208. j = p[ bx1 ];
  209. b00 = p[ i + by0 ];
  210. b10 = p[ j + by0 ];
  211. b01 = p[ i + by1 ];
  212. b11 = p[ j + by1 ];
  213. t  = s_curve(rx0);
  214. sy = s_curve(ry0);
  215. sz = s_curve(rz0);
  216. #define at3(rx,ry,rz) ( rx * q[0] + ry * q[1] + rz * q[2] )
  217. q = g3[ b00 + bz0 ] ; u = at3(rx0,ry0,rz0);
  218. q = g3[ b10 + bz0 ] ; v = at3(rx1,ry0,rz0);
  219. a = lerp_m(t, u, v);
  220. q = g3[ b01 + bz0 ] ; u = at3(rx0,ry1,rz0);
  221. q = g3[ b11 + bz0 ] ; v = at3(rx1,ry1,rz0);
  222. b = lerp_m(t, u, v);
  223. c = lerp_m(sy, a, b);
  224. q = g3[ b00 + bz1 ] ; u = at3(rx0,ry0,rz1);
  225. q = g3[ b10 + bz1 ] ; v = at3(rx1,ry0,rz1);
  226. a = lerp_m(t, u, v);
  227. q = g3[ b01 + bz1 ] ; u = at3(rx0,ry1,rz1);
  228. q = g3[ b11 + bz1 ] ; v = at3(rx1,ry1,rz1);
  229. b = lerp_m(t, u, v);
  230. d = lerp_m(sy, a, b);
  231. return lerp_m(sz, c, d);
  232. }
  233. */
  234. static void normalize2(F32 v[2])
  235. {
  236. F32 s;
  237. s = 1.f/(F32)sqrt(v[0] * v[0] + v[1] * v[1]);
  238. v[0] = v[0] * s;
  239. v[1] = v[1] * s;
  240. }
  241. static void normalize3(F32 v[3])
  242. {
  243. F32 s;
  244. s = 1.f/(F32)sqrt(v[0] * v[0] + v[1] * v[1] + v[2] * v[2]);
  245. v[0] = v[0] * s;
  246. v[1] = v[1] * s;
  247. v[2] = v[2] * s;
  248. }
  249. static void init(void)
  250. {
  251. int i, j, k;
  252. for (i = 0 ; i < B ; i++) {
  253. p[i] = i;
  254. g1[i] = (F32)((rand() % (B + B)) - B) / B;
  255. for (j = 0 ; j < 2 ; j++)
  256. g2[i][j] = (F32)((rand() % (B + B)) - B) / B;
  257. normalize2(g2[i]);
  258. for (j = 0 ; j < 3 ; j++)
  259. g3[i][j] = (F32)((rand() % (B + B)) - B) / B;
  260. normalize3(g3[i]);
  261. }
  262. while (--i) {
  263. k = p[i];
  264. p[i] = p[j = rand() % B];
  265. p[j] = k;
  266. }
  267. for (i = 0 ; i < B + 2 ; i++) {
  268. p[B + i] = p[i];
  269. g1[B + i] = g1[i];
  270. for (j = 0 ; j < 2 ; j++)
  271. g2[B + i][j] = g2[i][j];
  272. for (j = 0 ; j < 3 ; j++)
  273. g3[B + i][j] = g3[i][j];
  274. }
  275. }
  276. #undef B
  277. #undef BM
  278. #undef N
  279. #undef NF32
  280. #undef NP
  281. #undef NM
  282. #endif // LL_NOISE_