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

Comparing ray/src/rt/noise3.c (file contents):
Revision 1.2 by greg, Fri Mar 3 12:25:34 1989 UTC vs.
Revision 2.9 by schorsch, Tue Mar 30 16:13:01 2004 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 + #include  "calcomp.h"
16 + #include  "func.h"
17 +
18   #define  A              0
19   #define  B              1
20   #define  C              2
# Line 25 | Line 25 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
25   #define  rand3c(x,y,z)  frand(89*(x)+97*(y)+101*(z))
26   #define  rand3d(x,y,z)  frand(103*(x)+107*(y)+109*(z))
27  
28 < #define  hermite(p0,p1,r0,r1,t)  (      p0*((2.0*t-3.0)*t*t+1.0) + \
29 <                                        p1*(-2.0*t+3.0)*t*t + \
30 <                                        r0*((t-2.0)*t+1.0)*t + \
31 <                                        r1*(t-1.0)*t*t )
28 > #define  hpoly1(t)      ((2.0*t-3.0)*t*t+1.0)
29 > #define  hpoly2(t)      (-2.0*t+3.0)*t*t
30 > #define  hpoly3(t)      ((t-2.0)*t+1.0)*t
31 > #define  hpoly4(t)      (t-1.0)*t*t
32  
33 < double  *noise3(), noise3coef(), argument(), frand();
33 > #define  hermite(p0,p1,r0,r1,t)  (      p0*hpoly1(t) + \
34 >                                        p1*hpoly2(t) + \
35 >                                        r0*hpoly3(t) + \
36 >                                        r1*hpoly4(t) )
37  
38 + static char  noise_name[4][8] = {"noise3x", "noise3y", "noise3z", "noise3"};
39 + static char  fnoise_name[] = "fnoise3";
40 + static char  hermite_name[] = "hermite";
41 +
42 + //double  *noise3(), fnoise3(), frand();
43 + //static  interpolate();
44 +
45   static long  xlim[3][2];
46   static double  xarg[3];
47  
48 < #define  EPSILON        .0001           /* error allowed in fractal */
48 > #define  EPSILON        .001            /* error allowed in fractal */
49  
50 < #define  frand3(x,y,z)  frand((long)((12.38*(x)-22.30*(y)-42.63*(z))/EPSILON))
50 > #define  frand3(x,y,z)  frand(17*(x)+23*(y)+29*(z))
51  
52 < double  fnoise3();
52 > static double l_noise3(char  *nam);
53 > static double l_hermite(char *nm);
54 > static double * noise3(double  xnew[3]);
55 > static void interpolate(double  f[4], int  i, int  n);
56 > static double frand(long  s);
57 > static double fnoise3(double  p[3]);
58  
59  
60 < double
61 < l_noise3()                      /* compute 3-dimensional noise function */
60 > static double
61 > l_noise3(                       /* compute a noise function */
62 >        register char  *nam
63 > )
64   {
65 <        return(noise3coef(D));
49 < }
50 <
51 <
52 < double
53 < l_noise3a()                     /* compute x slope of noise function */
54 < {
55 <        return(noise3coef(A));
56 < }
57 <
58 <
59 < double
60 < l_noise3b()                     /* compute y slope of noise function */
61 < {
62 <        return(noise3coef(B));
63 < }
64 <
65 <
66 < double
67 < l_noise3c()                     /* compute z slope of noise function */
68 < {
69 <        return(noise3coef(C));
70 < }
71 <
72 <
73 < double
74 < l_fnoise3()                     /* compute fractal noise function */
75 < {
65 >        register int  i;
66          double  x[3];
67 <
67 >                                        /* get point */
68          x[0] = argument(1);
69          x[1] = argument(2);
70          x[2] = argument(3);
71 <
72 <        return(fnoise3(x));
71 >                                        /* make appropriate call */
72 >        if (nam == fnoise_name)
73 >                return(fnoise3(x));
74 >        i = 4;
75 >        while (i--)
76 >                if (nam == noise_name[i])
77 >                        return(noise3(x)[i]);
78 >        eputs(nam);
79 >        eputs(": called l_noise3!\n");
80 >        quit(1);
81 >        return 1; /* pro forma return */
82   }
83  
84  
85   static double
86 < noise3coef(coef)                /* return coefficient of noise function */
88 < int  coef;
86 > l_hermite(char *nm)             /* library call for hermite interpolation */
87   {
88 <        double  x[3];
88 >        double  t;
89 >        
90 >        t = argument(5);
91 >        return( hermite(argument(1), argument(2),
92 >                        argument(3), argument(4), t) );
93 > }
94  
92        x[0] = argument(1);
93        x[1] = argument(2);
94        x[2] = argument(3);
95  
96 <        return(noise3(x)[coef]);
96 > extern void
97 > setnoisefuncs(void)                     /* add noise functions to library */
98 > {
99 >        register int  i;
100 >
101 >        funset(hermite_name, 5, ':', l_hermite);
102 >        funset(fnoise_name, 3, ':', l_noise3);
103 >        i = 4;
104 >        while (i--)
105 >                funset(noise_name[i], 3, ':', l_noise3);
106   }
107  
108  
109 < double *
110 < noise3(xnew)                    /* compute the noise function */
111 < register double  xnew[3];
109 > static double *
110 > noise3(                 /* compute the noise function */
111 >        register double  xnew[3]
112 > )
113   {
104        extern double  floor();
114          static double  x[3] = {-100000.0, -100000.0, -100000.0};
115          static double  f[4];
116  
# Line 119 | Line 128 | register double  xnew[3];
128   }
129  
130  
131 < static
132 < interpolate(f, i, n)
133 < double  f[4];
134 < register int  i, n;
131 > static void
132 > interpolate(
133 >        double  f[4],
134 >        register int  i,
135 >        register int  n
136 > )
137   {
138 <        double  f0[4], f1[4];
138 >        double  f0[4], f1[4], hp1, hp2;
139  
140          if (n == 0) {
141                  f[A] = rand3a(xlim[0][i&1],xlim[1][i>>1&1],xlim[2][i>>2]);
# Line 135 | Line 146 | register int  i, n;
146                  n--;
147                  interpolate(f0, i, n);
148                  interpolate(f1, i | 1<<n, n);
149 <                f[A] = (1.0-xarg[n])*f0[A] + xarg[n]*f1[A];
150 <                f[B] = (1.0-xarg[n])*f0[B] + xarg[n]*f1[B];
151 <                f[C] = (1.0-xarg[n])*f0[C] + xarg[n]*f1[C];
152 <                f[D] = hermite(f0[D], f1[D], f0[n], f1[n], xarg[n]);
149 >                hp1 = hpoly1(xarg[n]); hp2 = hpoly2(xarg[n]);
150 >                f[A] = f0[A]*hp1 + f1[A]*hp2;
151 >                f[B] = f0[B]*hp1 + f1[B]*hp2;
152 >                f[C] = f0[C]*hp1 + f1[C]*hp2;
153 >                f[D] = f0[D]*hp1 + f1[D]*hp2 +
154 >                                f0[n]*hpoly3(xarg[n]) + f1[n]*hpoly4(xarg[n]);
155          }
156   }
157  
158  
159 < double
160 < frand(s)                        /* get random number from seed */
161 < register long  s;
159 > static double
160 > frand(                  /* get random number from seed */
161 >        register long  s
162 > )
163   {
164          s = s<<13 ^ s;
165          return(1.0-((s*(s*s*15731+789221)+1376312589)&0x7fffffff)/1073741824.0);
166   }
167  
168  
169 < double
170 < l_hermite()                     /* library call for hermite interpolation */
169 > static double
170 > fnoise3(                        /* compute fractal noise function */
171 >        double  p[3]
172 > )
173   {
174 <        double  t;
175 <        
176 <        t = argument(5);
177 <        return( hermite(argument(1), argument(2),
162 <                        argument(3), argument(4), t) );
163 < }
164 <
165 <
166 < double
167 < fnoise3(p)                      /* compute fractal noise function */
168 < register double  p[3];
169 < {
170 <        double  floor();
171 <        double  v[3], beg[3], fval[8], s, fc;
172 <        int  closing, branch;
174 >        long  t[3], v[3], beg[3];
175 >        double  fval[8], fc;
176 >        int  branch;
177 >        register long  s;
178          register int  i, j;
179                                                  /* get starting cube */
180 <        for (i = 0; i < 3; i++)
181 <                beg[i] = floor(p[i]);
180 >        s = (long)(1.0/EPSILON);
181 >        for (i = 0; i < 3; i++) {
182 >                t[i] = s*p[i];
183 >                beg[i] = s*floor(p[i]);
184 >        }
185          for (j = 0; j < 8; j++) {
186                  for (i = 0; i < 3; i++) {
187                          v[i] = beg[i];
188                          if (j & 1<<i)
189 <                                v[i] += 1.0;
189 >                                v[i] += s;
190                  }
191                  fval[j] = frand3(v[0],v[1],v[2]);
192          }
185        s = 1.0;
193                                                  /* compute fractal */
194          for ( ; ; ) {
195 <                s *= 0.5;
195 >                fc = 0.0;
196 >                for (j = 0; j < 8; j++)
197 >                        fc += fval[j];
198 >                fc *= 0.125;
199 >                if ((s >>= 1) == 0)
200 >                        return(fc);             /* close enough */
201                  branch = 0;
190                closing = 0;
202                  for (i = 0; i < 3; i++) {       /* do center */
203                          v[i] = beg[i] + s;
204 <                        if (p[i] > v[i]) {
204 >                        if (t[i] > v[i]) {
205                                  branch |= 1<<i;
206 <                                if (p[i] - v[i] > EPSILON)
196 <                                        closing++;
197 <                        } else if (v[i] - p[i] > EPSILON)
198 <                                closing++;
206 >                        }
207                  }
208 <                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 */
208 >                fc += s*EPSILON*frand3(v[0],v[1],v[2]);
209                  fval[~branch & 7] = fc;
210                  for (i = 0; i < 3; i++) {       /* do faces */
211                          if (branch & 1<<i)
# Line 213 | Line 216 | register double  p[3];
216                          for (j = 0; j < 8; j++)
217                                  if (~(j^branch) & 1<<i)
218                                          fc += fval[j];
219 <                        fc = 0.25*fc + s*frand3(v[0],v[1],v[2]);
219 >                        fc = 0.25*fc + s*EPSILON*frand3(v[0],v[1],v[2]);
220                          fval[~(branch^1<<i) & 7] = fc;
221                          v[i] = beg[i] + s;
222                  }
# Line 230 | Line 233 | register double  p[3];
233                                  v[j] -= s;
234                          fc = fval[branch & ~(1<<i)];
235                          fc += fval[branch | 1<<i];
236 <                        fc = 0.5*fc + s*frand3(v[0],v[1],v[2]);
236 >                        fc = 0.5*fc + s*EPSILON*frand3(v[0],v[1],v[2]);
237                          fval[branch^1<<i] = fc;
238                          j = (i+1)%3;
239                          v[j] = beg[j] + s;

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