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 #![feature(rand, core)]
  16
  17 use std::f32::consts::PI;
  18 use std::num::Float;
  19 use std::rand::{Rng, StdRng};
  20
  21 #[derive(Copy)]
  22 struct Vec2 {
  23     x: f32,
  24     y: f32,
  25 }
  26
  27 fn lerp(a: f32, b: f32, v: f32) -> f32 { a * (1.0 - v) + b * v }
  28
  29 fn smooth(v: f32) -> f32 { v * v * (3.0 - 2.0 * v) }
  30
  31 fn random_gradient<R: Rng>(r: &mut R) -> Vec2 {
  32     let v = PI * 2.0 * r.gen::<f32>();
  33     Vec2 { x: v.cos(), y: v.sin() }
  34 }
  35
  36 fn gradient(orig: Vec2, grad: Vec2, p: Vec2) -> f32 {
  37     (p.x - orig.x) * grad.x + (p.y - orig.y) * grad.y
  38 }
  39
  40 struct Noise2DContext {
  41     rgradients: [Vec2; 256],
  42     permutations: [i32; 256],
  43 }
  44
  45 impl Noise2DContext {
  46     fn new() -> Noise2DContext {
  47         let mut rng = StdRng::new().unwrap();
  48
  49         let mut rgradients = [Vec2 { x: 0.0, y: 0.0 }; 256];
  50         for x in &mut rgradients[..] {
  51             *x = random_gradient(&mut rng);
  52         }
  53
  54         let mut permutations = [0; 256];
  55         for (i, x) in permutations.iter_mut().enumerate() {
  56             *x = i as i32;
  57         }
  58         rng.shuffle(&mut permutations);
  59
  60         Noise2DContext { rgradients: rgradients, permutations: permutations }
  61     }
  62
  63     fn get_gradient(&self, x: i32, y: i32) -> Vec2 {
  64         let idx = self.permutations[(x & 255) as usize] +
  65                     self.permutations[(y & 255) as usize];
  66         self.rgradients[(idx & 255) as usize]
  67     }
  68
  69     fn get_gradients(&self, x: f32, y: f32) -> ([Vec2; 4], [Vec2; 4]) {
  70         let x0f = x.floor();
  71         let y0f = y.floor();
  72         let x1f = x0f + 1.0;
  73         let y1f = y0f + 1.0;
  74
  75         let x0 = x0f as i32;
  76         let y0 = y0f as i32;
  77         let x1 = x0 + 1;
  78         let y1 = y0 + 1;
  79
  80         ([self.get_gradient(x0, y0), self.get_gradient(x1, y0),
  81           self.get_gradient(x0, y1), self.get_gradient(x1, y1)],
  82          [Vec2 { x: x0f, y: y0f }, Vec2 { x: x1f, y: y0f },
  83           Vec2 { x: x0f, y: y1f }, Vec2 { x: x1f, y: y1f }])
  84     }
  85
  86     fn get(&self, x: f32, y: f32) -> f32 {
  87         let p = Vec2 {x: x, y: y};
  88         let (gradients, origins) = self.get_gradients(x, y);
  89
  90         let v0 = gradient(origins[0], gradients[0], p);
  91         let v1 = gradient(origins[1], gradients[1], p);
  92         let v2 = gradient(origins[2], gradients[2], p);
  93         let v3 = gradient(origins[3], gradients[3], p);
  94
  95         let fx = smooth(x - origins[0].x);
  96         let vx0 = lerp(v0, v1, fx);
  97         let vx1 = lerp(v2, v3, fx);
  98         let fy = smooth(y - origins[0].y);
  99
 100         lerp(vx0, vx1, fy)
 101     }
 102 }
 103
 104 fn main() {
 105     let symbols = [' ', '░', '▒', '▓', '█', '█'];
 106     let mut pixels = [0f32; 256*256];
 107     let n2d = Noise2DContext::new();
 108
 109     for _ in 0..100 {
 110         for y in 0..256 {
 111             for x in 0..256 {
 112                 let v = n2d.get(x as f32 * 0.1, y as f32 * 0.1);
 113                 pixels[y*256+x] = v * 0.5 + 0.5;
 114             }
 115         }
 116     }
 117
 118     for y in 0..256 {
 119         for x in 0..256 {
 120             let idx = (pixels[y*256+x] / 0.2) as usize;
 121             print!("{}", symbols[idx]);
 122         }
 123         print!("\n");
 124     }
 125 }