src/test/bench/noise.rs

   1 // Copyright 2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
   2 // file at the top-level directory of this distribution and at
   3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
   4 //
   5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
   6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
   7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
   8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
   9 // except according to those terms.
  10
  11 // Multi-language Perlin noise benchmark.
  12 // See https://github.com/nsf/pnoise for timings and alternative implementations.
  13 // ignore-lexer-test FIXME #15679
  14
  15 use std::f32::consts::PI;
  16 use std::rand::{Rng, StdRng};
  17
  18 struct Vec2 {
  19     x: f32,
  20     y: f32,
  21 }
  22
  23 fn lerp(a: f32, b: f32, v: f32) -> f32 { a * (1.0 - v) + b * v }
  24
  25 fn smooth(v: f32) -> f32 { v * v * (3.0 - 2.0 * v) }
  26
  27 fn random_gradient<R: Rng>(r: &mut R) -> Vec2 {
  28     let v = PI * 2.0 * r.gen();
  29     Vec2 { x: v.cos(), y: v.sin() }
  30 }
  31
  32 fn gradient(orig: Vec2, grad: Vec2, p: Vec2) -> f32 {
  33     (p.x - orig.x) * grad.x + (p.y - orig.y) * grad.y
  34 }
  35
  36 struct Noise2DContext {
  37     rgradients: [Vec2, ..256],
  38     permutations: [i32, ..256],
  39 }
  40
  41 impl Noise2DContext {
  42     fn new() -> Noise2DContext {
  43         let mut rng = StdRng::new().unwrap();
  44
  45         let mut rgradients = [Vec2 { x: 0.0, y: 0.0 }, ..256];
  46         for x in rgradients.iter_mut() {
  47             *x = random_gradient(&mut rng);
  48         }
  49
  50         let mut permutations = [0i32, ..256];
  51         for (i, x) in permutations.iter_mut().enumerate() {
  52             *x = i as i32;
  53         }
  54         rng.shuffle(permutations);
  55
  56         Noise2DContext { rgradients: rgradients, permutations: permutations }
  57     }
  58
  59     fn get_gradient(&self, x: i32, y: i32) -> Vec2 {
  60         let idx = self.permutations[(x & 255) as uint] +
  61                     self.permutations[(y & 255) as uint];
  62         self.rgradients[(idx & 255) as uint]
  63     }
  64
  65     fn get_gradients(&self, x: f32, y: f32) -> ([Vec2, ..4], [Vec2, ..4]) {
  66         let x0f = x.floor();
  67         let y0f = y.floor();
  68         let x1f = x0f + 1.0;
  69         let y1f = y0f + 1.0;
  70
  71         let x0 = x0f as i32;
  72         let y0 = y0f as i32;
  73         let x1 = x0 + 1;
  74         let y1 = y0 + 1;
  75
  76         ([self.get_gradient(x0, y0), self.get_gradient(x1, y0),
  77           self.get_gradient(x0, y1), self.get_gradient(x1, y1)],
  78          [Vec2 { x: x0f, y: y0f }, Vec2 { x: x1f, y: y0f },
  79           Vec2 { x: x0f, y: y1f }, Vec2 { x: x1f, y: y1f }])
  80     }
  81
  82     fn get(&self, x: f32, y: f32) -> f32 {
  83         let p = Vec2 {x: x, y: y};
  84         let (gradients, origins) = self.get_gradients(x, y);
  85
  86         let v0 = gradient(origins[0], gradients[0], p);
  87         let v1 = gradient(origins[1], gradients[1], p);
  88         let v2 = gradient(origins[2], gradients[2], p);
  89         let v3 = gradient(origins[3], gradients[3], p);
  90
  91         let fx = smooth(x - origins[0].x);
  92         let vx0 = lerp(v0, v1, fx);
  93         let vx1 = lerp(v2, v3, fx);
  94         let fy = smooth(y - origins[0].y);
  95
  96         lerp(vx0, vx1, fy)
  97     }
  98 }
  99
 100 fn main() {
 101     let symbols = [' ', '░', '▒', '▓', '█', '█'];
 102     let mut pixels = [0f32, ..256*256];
 103     let n2d = Noise2DContext::new();
 104
 105     for _ in range(0u, 100) {
 106         for y in range(0u, 256) {
 107             for x in range(0u, 256) {
 108                 let v = n2d.get(x as f32 * 0.1, y as f32 * 0.1);
 109                 pixels[y*256+x] = v * 0.5 + 0.5;
 110             }
 111         }
 112     }
 113
 114     for y in range(0u, 256) {
 115         for x in range(0u, 256) {
 116             let idx = (pixels[y*256+x] / 0.2) as uint;
 117             print!("{:c}", symbols[idx]);
 118         }
 119         print!("\n");
 120     }
 121 }