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
  14 #![feature(rand, core)]
  15
  16 use std::f32::consts::PI;
  17 use std::__rand::{Rng, thread_rng};
  18
  19 #[derive(Copy, Clone)]
  20 struct Vec2 {
  21     x: f32,
  22     y: f32,
  23 }
  24
  25 fn lerp(a: f32, b: f32, v: f32) -> f32 { a * (1.0 - v) + b * v }
  26
  27 fn smooth(v: f32) -> f32 { v * v * (3.0 - 2.0 * v) }
  28
  29 fn random_gradient<R: Rng>(r: &mut R) -> Vec2 {
  30     let v = PI * 2.0 * r.gen::<f32>();
  31     Vec2 { x: v.cos(), y: v.sin() }
  32 }
  33
  34 fn gradient(orig: Vec2, grad: Vec2, p: Vec2) -> f32 {
  35     (p.x - orig.x) * grad.x + (p.y - orig.y) * grad.y
  36 }
  37
  38 struct Noise2DContext {
  39     rgradients: [Vec2; 256],
  40     permutations: [i32; 256],
  41 }
  42
  43 impl Noise2DContext {
  44     fn new() -> Noise2DContext {
  45         let mut rng = thread_rng();
  46
  47         let mut rgradients = [Vec2 { x: 0.0, y: 0.0 }; 256];
  48         for x in &mut rgradients[..] {
  49             *x = random_gradient(&mut rng);
  50         }
  51
  52         let mut permutations = [0; 256];
  53         for (i, x) in permutations.iter_mut().enumerate() {
  54             *x = i as i32;
  55         }
  56         rng.shuffle(&mut permutations);
  57
  58         Noise2DContext { rgradients: rgradients, permutations: permutations }
  59     }
  60
  61     fn get_gradient(&self, x: i32, y: i32) -> Vec2 {
  62         let idx = self.permutations[(x & 255) as usize] +
  63                     self.permutations[(y & 255) as usize];
  64         self.rgradients[(idx & 255) as usize]
  65     }
  66
  67     fn get_gradients(&self, x: f32, y: f32) -> ([Vec2; 4], [Vec2; 4]) {
  68         let x0f = x.floor();
  69         let y0f = y.floor();
  70         let x1f = x0f + 1.0;
  71         let y1f = y0f + 1.0;
  72
  73         let x0 = x0f as i32;
  74         let y0 = y0f as i32;
  75         let x1 = x0 + 1;
  76         let y1 = y0 + 1;
  77
  78         ([self.get_gradient(x0, y0), self.get_gradient(x1, y0),
  79           self.get_gradient(x0, y1), self.get_gradient(x1, y1)],
  80          [Vec2 { x: x0f, y: y0f }, Vec2 { x: x1f, y: y0f },
  81           Vec2 { x: x0f, y: y1f }, Vec2 { x: x1f, y: y1f }])
  82     }
  83
  84     fn get(&self, x: f32, y: f32) -> f32 {
  85         let p = Vec2 {x: x, y: y};
  86         let (gradients, origins) = self.get_gradients(x, y);
  87
  88         let v0 = gradient(origins[0], gradients[0], p);
  89         let v1 = gradient(origins[1], gradients[1], p);
  90         let v2 = gradient(origins[2], gradients[2], p);
  91         let v3 = gradient(origins[3], gradients[3], p);
  92
  93         let fx = smooth(x - origins[0].x);
  94         let vx0 = lerp(v0, v1, fx);
  95         let vx1 = lerp(v2, v3, fx);
  96         let fy = smooth(y - origins[0].y);
  97
  98         lerp(vx0, vx1, fy)
  99     }
 100 }
 101
 102 fn main() {
 103     let symbols = [' ', '░', '▒', '▓', '█', '█'];
 104     let mut pixels = [0f32; 256*256];
 105     let n2d = Noise2DContext::new();
 106
 107     for _ in 0..100 {
 108         for y in 0..256 {
 109             for x in 0..256 {
 110                 let v = n2d.get(x as f32 * 0.1, y as f32 * 0.1);
 111                 pixels[y*256+x] = v * 0.5 + 0.5;
 112             }
 113         }
 114     }
 115
 116     for y in 0..256 {
 117         for x in 0..256 {
 118             let idx = (pixels[y*256+x] / 0.2) as usize;
 119             print!("{}", symbols[idx]);
 120         }
 121         print!("\n");
 122     }
 123 }