| 1 | |
|---|
| 2 | |
|---|
| 3 | |
|---|
| 4 | |
|---|
| 5 | |
|---|
| 6 | |
|---|
| 7 | #include <math.h> |
|---|
| 8 | #include <stdlib.h> |
|---|
| 9 | |
|---|
| 10 | |
|---|
| 11 | |
|---|
| 12 | |
|---|
| 13 | #define MAXB 0x100 |
|---|
| 14 | #define N 0x1000 |
|---|
| 15 | #define NP 12 |
|---|
| 16 | #define NM 0xfff |
|---|
| 17 | |
|---|
| 18 | #define s_curve(t) ( t * t * (3. - 2. * t) ) |
|---|
| 19 | #define lerp(t, a, b) ( a + t * (b - a) ) |
|---|
| 20 | #define setup(i,b0,b1,r0,r1)\ |
|---|
| 21 | t = vec[i] + N;\ |
|---|
| 22 | b0 = ((int)t) & BM;\ |
|---|
| 23 | b1 = (b0+1) & BM;\ |
|---|
| 24 | r0 = t - (int)t;\ |
|---|
| 25 | r1 = r0 - 1.; |
|---|
| 26 | #define at2(rx,ry) ( rx * q[0] + ry * q[1] ) |
|---|
| 27 | #define at3(rx,ry,rz) ( rx * q[0] + ry * q[1] + rz * q[2] ) |
|---|
| 28 | |
|---|
| 29 | static void initNoise(void); |
|---|
| 30 | |
|---|
| 31 | static int p[MAXB + MAXB + 2]; |
|---|
| 32 | static double g3[MAXB + MAXB + 2][3]; |
|---|
| 33 | static double g2[MAXB + MAXB + 2][2]; |
|---|
| 34 | static double g1[MAXB + MAXB + 2]; |
|---|
| 35 | |
|---|
| 36 | int start; |
|---|
| 37 | int B; |
|---|
| 38 | int BM; |
|---|
| 39 | |
|---|
| 40 | |
|---|
| 41 | void SetNoiseFrequency(int frequency) |
|---|
| 42 | { |
|---|
| 43 | start = 1; |
|---|
| 44 | B = frequency; |
|---|
| 45 | BM = B-1; |
|---|
| 46 | } |
|---|
| 47 | |
|---|
| 48 | double noise1(double arg) |
|---|
| 49 | { |
|---|
| 50 | int bx0, bx1; |
|---|
| 51 | double rx0, rx1, sx, t, u, v, vec[1]; |
|---|
| 52 | |
|---|
| 53 | vec[0] = arg; |
|---|
| 54 | if (start) { |
|---|
| 55 | start = 0; |
|---|
| 56 | initNoise(); |
|---|
| 57 | } |
|---|
| 58 | |
|---|
| 59 | setup(0,bx0,bx1,rx0,rx1); |
|---|
| 60 | |
|---|
| 61 | sx = s_curve(rx0); |
|---|
| 62 | u = rx0 * g1[ p[ bx0 ] ]; |
|---|
| 63 | v = rx1 * g1[ p[ bx1 ] ]; |
|---|
| 64 | |
|---|
| 65 | return(lerp(sx, u, v)); |
|---|
| 66 | } |
|---|
| 67 | |
|---|
| 68 | double noise2(double vec[2]) |
|---|
| 69 | { |
|---|
| 70 | int bx0, bx1, by0, by1, b00, b10, b01, b11; |
|---|
| 71 | double rx0, rx1, ry0, ry1, *q, sx, sy, a, b, t, u, v; |
|---|
| 72 | int i, j; |
|---|
| 73 | |
|---|
| 74 | if (start) { |
|---|
| 75 | start = 0; |
|---|
| 76 | initNoise(); |
|---|
| 77 | } |
|---|
| 78 | |
|---|
| 79 | setup(0, bx0,bx1, rx0,rx1); |
|---|
| 80 | setup(1, by0,by1, ry0,ry1); |
|---|
| 81 | |
|---|
| 82 | i = p[ bx0 ]; |
|---|
| 83 | j = p[ bx1 ]; |
|---|
| 84 | |
|---|
| 85 | b00 = p[ i + by0 ]; |
|---|
| 86 | b10 = p[ j + by0 ]; |
|---|
| 87 | b01 = p[ i + by1 ]; |
|---|
| 88 | b11 = p[ j + by1 ]; |
|---|
| 89 | |
|---|
| 90 | sx = s_curve(rx0); |
|---|
| 91 | sy = s_curve(ry0); |
|---|
| 92 | |
|---|
| 93 | q = g2[ b00 ] ; u = at2(rx0,ry0); |
|---|
| 94 | q = g2[ b10 ] ; v = at2(rx1,ry0); |
|---|
| 95 | a = lerp(sx, u, v); |
|---|
| 96 | |
|---|
| 97 | q = g2[ b01 ] ; u = at2(rx0,ry1); |
|---|
| 98 | q = g2[ b11 ] ; v = at2(rx1,ry1); |
|---|
| 99 | b = lerp(sx, u, v); |
|---|
| 100 | |
|---|
| 101 | return lerp(sy, a, b); |
|---|
| 102 | } |
|---|
| 103 | |
|---|
| 104 | double noise3(double vec[3]) |
|---|
| 105 | { |
|---|
| 106 | int bx0, bx1, by0, by1, bz0, bz1, b00, b10, b01, b11; |
|---|
| 107 | double rx0, rx1, ry0, ry1, rz0, rz1, *q, sy, sz, a, b, c, d, t, u, v; |
|---|
| 108 | int i, j; |
|---|
| 109 | |
|---|
| 110 | if (start) { |
|---|
| 111 | start = 0; |
|---|
| 112 | initNoise(); |
|---|
| 113 | } |
|---|
| 114 | |
|---|
| 115 | setup(0, bx0,bx1, rx0,rx1); |
|---|
| 116 | setup(1, by0,by1, ry0,ry1); |
|---|
| 117 | setup(2, bz0,bz1, rz0,rz1); |
|---|
| 118 | |
|---|
| 119 | i = p[ bx0 ]; |
|---|
| 120 | j = p[ bx1 ]; |
|---|
| 121 | |
|---|
| 122 | b00 = p[ i + by0 ]; |
|---|
| 123 | b10 = p[ j + by0 ]; |
|---|
| 124 | b01 = p[ i + by1 ]; |
|---|
| 125 | b11 = p[ j + by1 ]; |
|---|
| 126 | |
|---|
| 127 | t = s_curve(rx0); |
|---|
| 128 | sy = s_curve(ry0); |
|---|
| 129 | sz = s_curve(rz0); |
|---|
| 130 | |
|---|
| 131 | q = g3[ b00 + bz0 ] ; u = at3(rx0,ry0,rz0); |
|---|
| 132 | q = g3[ b10 + bz0 ] ; v = at3(rx1,ry0,rz0); |
|---|
| 133 | a = lerp(t, u, v); |
|---|
| 134 | |
|---|
| 135 | q = g3[ b01 + bz0 ] ; u = at3(rx0,ry1,rz0); |
|---|
| 136 | q = g3[ b11 + bz0 ] ; v = at3(rx1,ry1,rz0); |
|---|
| 137 | b = lerp(t, u, v); |
|---|
| 138 | |
|---|
| 139 | c = lerp(sy, a, b); |
|---|
| 140 | |
|---|
| 141 | q = g3[ b00 + bz1 ] ; u = at3(rx0,ry0,rz1); |
|---|
| 142 | q = g3[ b10 + bz1 ] ; v = at3(rx1,ry0,rz1); |
|---|
| 143 | a = lerp(t, u, v); |
|---|
| 144 | |
|---|
| 145 | q = g3[ b01 + bz1 ] ; u = at3(rx0,ry1,rz1); |
|---|
| 146 | q = g3[ b11 + bz1 ] ; v = at3(rx1,ry1,rz1); |
|---|
| 147 | b = lerp(t, u, v); |
|---|
| 148 | |
|---|
| 149 | d = lerp(sy, a, b); |
|---|
| 150 | |
|---|
| 151 | |
|---|
| 152 | |
|---|
| 153 | return lerp(sz, c, d); |
|---|
| 154 | } |
|---|
| 155 | |
|---|
| 156 | void normalize2(double v[2]) |
|---|
| 157 | { |
|---|
| 158 | double s; |
|---|
| 159 | |
|---|
| 160 | s = sqrt(v[0] * v[0] + v[1] * v[1]); |
|---|
| 161 | v[0] = v[0] / s; |
|---|
| 162 | v[1] = v[1] / s; |
|---|
| 163 | } |
|---|
| 164 | |
|---|
| 165 | void normalize3(double v[3]) |
|---|
| 166 | { |
|---|
| 167 | double s; |
|---|
| 168 | |
|---|
| 169 | s = sqrt(v[0] * v[0] + v[1] * v[1] + v[2] * v[2]); |
|---|
| 170 | v[0] = v[0] / s; |
|---|
| 171 | v[1] = v[1] / s; |
|---|
| 172 | v[2] = v[2] / s; |
|---|
| 173 | } |
|---|
| 174 | |
|---|
| 175 | void initNoise(void) |
|---|
| 176 | { |
|---|
| 177 | int i, j, k; |
|---|
| 178 | |
|---|
| 179 | srand(30757); |
|---|
| 180 | for (i = 0 ; i < B ; i++) { |
|---|
| 181 | p[i] = i; |
|---|
| 182 | g1[i] = (double)((rand() % (B + B)) - B) / B; |
|---|
| 183 | |
|---|
| 184 | for (j = 0 ; j < 2 ; j++) |
|---|
| 185 | g2[i][j] = (double)((rand() % (B + B)) - B) / B; |
|---|
| 186 | normalize2(g2[i]); |
|---|
| 187 | |
|---|
| 188 | for (j = 0 ; j < 3 ; j++) |
|---|
| 189 | g3[i][j] = (double)((rand() % (B + B)) - B) / B; |
|---|
| 190 | normalize3(g3[i]); |
|---|
| 191 | } |
|---|
| 192 | |
|---|
| 193 | while (--i) { |
|---|
| 194 | k = p[i]; |
|---|
| 195 | p[i] = p[j = rand() % B]; |
|---|
| 196 | p[j] = k; |
|---|
| 197 | } |
|---|
| 198 | |
|---|
| 199 | for (i = 0 ; i < B + 2 ; i++) { |
|---|
| 200 | p[B + i] = p[i]; |
|---|
| 201 | g1[B + i] = g1[i]; |
|---|
| 202 | for (j = 0 ; j < 2 ; j++) |
|---|
| 203 | g2[B + i][j] = g2[i][j]; |
|---|
| 204 | for (j = 0 ; j < 3 ; j++) |
|---|
| 205 | g3[B + i][j] = g3[i][j]; |
|---|
| 206 | } |
|---|
| 207 | } |
|---|
| 208 | |
|---|
| 209 | |
|---|
| 210 | |
|---|
| 211 | |
|---|
| 212 | |
|---|
| 213 | |
|---|
| 214 | |
|---|
| 215 | |
|---|
| 216 | |
|---|
| 217 | double PerlinNoise1D(double x,double alpha,double beta,int n) |
|---|
| 218 | { |
|---|
| 219 | int i; |
|---|
| 220 | double val,sum = 0; |
|---|
| 221 | double p,scale = 1; |
|---|
| 222 | |
|---|
| 223 | p = x; |
|---|
| 224 | for (i=0;i<n;i++) { |
|---|
| 225 | val = noise1(p); |
|---|
| 226 | sum += val / scale; |
|---|
| 227 | scale *= alpha; |
|---|
| 228 | p *= beta; |
|---|
| 229 | } |
|---|
| 230 | return(sum); |
|---|
| 231 | } |
|---|
| 232 | |
|---|
| 233 | double PerlinNoise2D(double x,double y,double alpha,double beta,int n) |
|---|
| 234 | { |
|---|
| 235 | int i; |
|---|
| 236 | double val,sum = 0; |
|---|
| 237 | double p[2],scale = 1; |
|---|
| 238 | |
|---|
| 239 | p[0] = x; |
|---|
| 240 | p[1] = y; |
|---|
| 241 | for (i=0;i<n;i++) { |
|---|
| 242 | val = noise2(p); |
|---|
| 243 | sum += val / scale; |
|---|
| 244 | scale *= alpha; |
|---|
| 245 | p[0] *= beta; |
|---|
| 246 | p[1] *= beta; |
|---|
| 247 | } |
|---|
| 248 | return(sum); |
|---|
| 249 | } |
|---|
| 250 | |
|---|
| 251 | double PerlinNoise3D(double x,double y,double z,double alpha,double beta,int n) |
|---|
| 252 | { |
|---|
| 253 | int i; |
|---|
| 254 | double val,sum = 0; |
|---|
| 255 | double p[3],scale = 1; |
|---|
| 256 | |
|---|
| 257 | p[0] = x; |
|---|
| 258 | p[1] = y; |
|---|
| 259 | p[2] = z; |
|---|
| 260 | for (i=0;i<n;i++) { |
|---|
| 261 | val = noise3(p); |
|---|
| 262 | sum += val / scale; |
|---|
| 263 | scale *= alpha; |
|---|
| 264 | p[0] *= beta; |
|---|
| 265 | p[1] *= beta; |
|---|
| 266 | p[2] *= beta; |
|---|
| 267 | } |
|---|
| 268 | return(sum); |
|---|
| 269 | } |
|---|