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root/radiance/ray/src/rt/noise3.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/noise3.c (file contents):
Revision 1.1 by greg, Thu Feb 2 10:41:29 1989 UTC vs.
Revision 2.7 by greg, Tue Feb 25 02:47:22 2003 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1988 Regents of the University of California */
2 –
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char       RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6 –
4   /*
5   *  noise3.c - noise functions for random textures.
6   *
7   *     Credit for the smooth algorithm goes to Ken Perlin.
8   *     (ref. SIGGRAPH Vol 19, No 3, pp 287-96)
12 – *
13 – *     4/15/86
14 – *     5/19/88  Added fractal noise function
9   */
10  
11 + #include "copyright.h"
12  
13 + #include  <math.h>
14 +
15   #define  A              0
16   #define  B              1
17   #define  C              2
# Line 25 | Line 22 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
22   #define  rand3c(x,y,z)  frand(89*(x)+97*(y)+101*(z))
23   #define  rand3d(x,y,z)  frand(103*(x)+107*(y)+109*(z))
24  
25 < #define  hermite(p0,p1,r0,r1,t)  (      p0*((2.0*t-3.0)*t*t+1.0) + \
26 <                                        p1*(-2.0*t+3.0)*t*t + \
27 <                                        r0*((t-2.0)*t+1.0)*t + \
28 <                                        r1*(t-1.0)*t*t )
25 > #define  hpoly1(t)      ((2.0*t-3.0)*t*t+1.0)
26 > #define  hpoly2(t)      (-2.0*t+3.0)*t*t
27 > #define  hpoly3(t)      ((t-2.0)*t+1.0)*t
28 > #define  hpoly4(t)      (t-1.0)*t*t
29  
30 < double  *noise3(), noise3coef(), argument(), frand();
30 > #define  hermite(p0,p1,r0,r1,t)  (      p0*hpoly1(t) + \
31 >                                        p1*hpoly2(t) + \
32 >                                        r0*hpoly3(t) + \
33 >                                        r1*hpoly4(t) )
34  
35 + static char  noise_name[4][8] = {"noise3x", "noise3y", "noise3z", "noise3"};
36 + static char  fnoise_name[] = "fnoise3";
37 + static char  hermite_name[] = "hermite";
38 +
39 + double  *noise3(), fnoise3(), argument(), frand();
40 + static  interpolate();
41 +
42   static long  xlim[3][2];
43   static double  xarg[3];
44  
45 < #define  EPSILON        .005            /* error allowed in fractal */
45 > #define  EPSILON        .001            /* error allowed in fractal */
46  
47 < #define  frand3(x,y,z)  frand((long)((12.38*(x)-22.30*(y)-42.63*(z))/EPSILON))
47 > #define  frand3(x,y,z)  frand(17*(x)+23*(y)+29*(z))
48  
42 – double  fnoise3();
49  
50 <
51 < double
52 < l_noise3()                      /* compute 3-dimensional noise function */
50 > static double
51 > l_noise3(nam)                   /* compute a noise function */
52 > register char  *nam;
53   {
54 <        return(noise3coef(D));
54 >        register int  i;
55 >        double  x[3];
56 >                                        /* get point */
57 >        x[0] = argument(1);
58 >        x[1] = argument(2);
59 >        x[2] = argument(3);
60 >                                        /* make appropriate call */
61 >        if (nam == fnoise_name)
62 >                return(fnoise3(x));
63 >        i = 4;
64 >        while (i--)
65 >                if (nam == noise_name[i])
66 >                        return(noise3(x)[i]);
67 >        eputs(nam);
68 >        eputs(": called l_noise3!\n");
69 >        quit(1);
70   }
71  
72  
73   double
74 < l_noise3a()                     /* compute x slope of noise function */
74 > l_hermite()                     /* library call for hermite interpolation */
75   {
76 <        return(noise3coef(A));
76 >        double  t;
77 >        
78 >        t = argument(5);
79 >        return( hermite(argument(1), argument(2),
80 >                        argument(3), argument(4), t) );
81   }
82  
83  
84 < double
60 < l_noise3b()                     /* compute y slope of noise function */
84 > setnoisefuncs()                 /* add noise functions to library */
85   {
86 <        return(noise3coef(B));
63 < }
86 >        register int  i;
87  
88 <
89 < double
90 < l_noise3c()                     /* compute z slope of noise function */
91 < {
92 <        return(noise3coef(C));
88 >        funset(hermite_name, 5, ':', l_hermite);
89 >        funset(fnoise_name, 3, ':', l_noise3);
90 >        i = 4;
91 >        while (i--)
92 >                funset(noise_name[i], 3, ':', l_noise3);
93   }
94  
95  
73 – double
74 – l_fnoise3()                     /* compute fractal noise function */
75 – {
76 –        double  x[3];
77 –
78 –        x[0] = argument(1);
79 –        x[1] = argument(2);
80 –        x[2] = argument(3);
81 –
82 –        return(fnoise3(x));
83 – }
84 –
85 –
86 – static double
87 – noise3coef(coef)                /* return coefficient of noise function */
88 – int  coef;
89 – {
90 –        double  x[3];
91 –
92 –        x[0] = argument(1);
93 –        x[1] = argument(2);
94 –        x[2] = argument(3);
95 –
96 –        return(noise3(x)[coef]);
97 – }
98 –
99 –
96   double *
97   noise3(xnew)                    /* compute the noise function */
98   register double  xnew[3];
99   {
104 –        extern double  floor();
100          static double  x[3] = {-100000.0, -100000.0, -100000.0};
101          static double  f[4];
102  
# Line 124 | Line 119 | interpolate(f, i, n)
119   double  f[4];
120   register int  i, n;
121   {
122 <        double  f0[4], f1[4];
122 >        double  f0[4], f1[4], hp1, hp2;
123  
124          if (n == 0) {
125                  f[A] = rand3a(xlim[0][i&1],xlim[1][i>>1&1],xlim[2][i>>2]);
# Line 135 | Line 130 | register int  i, n;
130                  n--;
131                  interpolate(f0, i, n);
132                  interpolate(f1, i | 1<<n, n);
133 <                f[A] = (1.0-xarg[n])*f0[A] + xarg[n]*f1[A];
134 <                f[B] = (1.0-xarg[n])*f0[B] + xarg[n]*f1[B];
135 <                f[C] = (1.0-xarg[n])*f0[C] + xarg[n]*f1[C];
136 <                f[D] = hermite(f0[D], f1[D], f0[n], f1[n], xarg[n]);
133 >                hp1 = hpoly1(xarg[n]); hp2 = hpoly2(xarg[n]);
134 >                f[A] = f0[A]*hp1 + f1[A]*hp2;
135 >                f[B] = f0[B]*hp1 + f1[B]*hp2;
136 >                f[C] = f0[C]*hp1 + f1[C]*hp2;
137 >                f[D] = f0[D]*hp1 + f1[D]*hp2 +
138 >                                f0[n]*hpoly3(xarg[n]) + f1[n]*hpoly4(xarg[n]);
139          }
140   }
141  
# Line 153 | Line 150 | register long  s;
150  
151  
152   double
156 – l_hermite()                     /* library call for hermite interpolation */
157 – {
158 –        double  t;
159 –        
160 –        t = argument(5);
161 –        return( hermite(argument(1), argument(2),
162 –                        argument(3), argument(4), t) );
163 – }
164 –
165 –
166 – double
153   fnoise3(p)                      /* compute fractal noise function */
154 < register double  p[3];
154 > double  p[3];
155   {
156 <        double  floor();
157 <        double  v[3], beg[3], fval[8], s, fc;
158 <        int  closing, branch;
156 >        long  t[3], v[3], beg[3];
157 >        double  fval[8], fc;
158 >        int  branch;
159 >        register long  s;
160          register int  i, j;
161                                                  /* get starting cube */
162 <        for (i = 0; i < 3; i++)
163 <                beg[i] = floor(p[i]);
162 >        s = (long)(1.0/EPSILON);
163 >        for (i = 0; i < 3; i++) {
164 >                t[i] = s*p[i];
165 >                beg[i] = s*floor(p[i]);
166 >        }
167          for (j = 0; j < 8; j++) {
168                  for (i = 0; i < 3; i++) {
169                          v[i] = beg[i];
170                          if (j & 1<<i)
171 <                                v[i] += 1.0;
171 >                                v[i] += s;
172                  }
173                  fval[j] = frand3(v[0],v[1],v[2]);
174          }
185 –        s = 1.0;
175                                                  /* compute fractal */
176          for ( ; ; ) {
177 <                s *= 0.5;
177 >                fc = 0.0;
178 >                for (j = 0; j < 8; j++)
179 >                        fc += fval[j];
180 >                fc *= 0.125;
181 >                if ((s >>= 1) == 0)
182 >                        return(fc);             /* close enough */
183                  branch = 0;
190 –                closing = 0;
184                  for (i = 0; i < 3; i++) {       /* do center */
185                          v[i] = beg[i] + s;
186 <                        if (p[i] > v[i]) {
186 >                        if (t[i] > v[i]) {
187                                  branch |= 1<<i;
188 <                                if (p[i] - v[i] > EPSILON)
196 <                                        closing++;
197 <                        } else if (v[i] - p[i] > EPSILON)
198 <                                closing++;
188 >                        }
189                  }
190 <                fc = 0.0;
201 <                for (j = 0; j < 8; j++)
202 <                        fc += fval[j];
203 <                fc = 0.125*fc + s*frand3(v[0],v[1],v[2]);
204 <                if (closing == 0)
205 <                        return(fc);             /* close enough */
190 >                fc += s*EPSILON*frand3(v[0],v[1],v[2]);
191                  fval[~branch & 7] = fc;
192                  for (i = 0; i < 3; i++) {       /* do faces */
193                          if (branch & 1<<i)
# Line 213 | Line 198 | register double  p[3];
198                          for (j = 0; j < 8; j++)
199                                  if (~(j^branch) & 1<<i)
200                                          fc += fval[j];
201 <                        fc = 0.25*fc + s*frand3(v[0],v[1],v[2]);
201 >                        fc = 0.25*fc + s*EPSILON*frand3(v[0],v[1],v[2]);
202                          fval[~(branch^1<<i) & 7] = fc;
203                          v[i] = beg[i] + s;
204                  }
# Line 230 | Line 215 | register double  p[3];
215                                  v[j] -= s;
216                          fc = fval[branch & ~(1<<i)];
217                          fc += fval[branch | 1<<i];
218 <                        fc = 0.5*fc + s*frand3(v[0],v[1],v[2]);
218 >                        fc = 0.5*fc + s*EPSILON*frand3(v[0],v[1],v[2]);
219                          fval[branch^1<<i] = fc;
220                          j = (i+1)%3;
221                          v[j] = beg[j] + s;

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