]> git.lizzy.rs Git - dragonfireclient.git/blobdiff - src/noise.cpp
Goddamn MSVC pow overload ambiguities
[dragonfireclient.git] / src / noise.cpp
index dda0e56144c97f88703662dabb462f0e50e61fdd..9c2141ce086842618daefbb7283d54580f32d082 100644 (file)
@@ -19,9 +19,12 @@ with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
 
 #include <math.h>
 #include "noise.h"
+#include <iostream>
+#include "debug.h"
 
 #define NOISE_MAGIC_X 1619
 #define NOISE_MAGIC_Y 31337
+#define NOISE_MAGIC_Z 52591
 #define NOISE_MAGIC_SEED 1013
 
 double cos_lookup[16] = {
@@ -44,11 +47,36 @@ double linearInterpolation(double x0, double x1, double t){
 double biLinearInterpolation(double x0y0, double x1y0, double x0y1, double x1y1, double x, double y){
     double tx = easeCurve(x);
     double ty = easeCurve(y);
+       /*double tx = x;
+       double ty = y;*/
     double u = linearInterpolation(x0y0,x1y0,tx);
     double v = linearInterpolation(x0y1,x1y1,tx);
     return linearInterpolation(u,v,ty);
 }
 
+double triLinearInterpolation(
+               double v000, double v100, double v010, double v110,
+               double v001, double v101, double v011, double v111,
+               double x, double y, double z)
+{
+    /*double tx = easeCurve(x);
+    double ty = easeCurve(y);
+    double tz = easeCurve(z);*/
+    double tx = x;
+    double ty = y;
+    double tz = z;
+       return(
+               v000*(1-tx)*(1-ty)*(1-tz) +
+               v100*tx*(1-ty)*(1-tz) +
+               v010*(1-tx)*ty*(1-tz) +
+               v110*tx*ty*(1-tz) +
+               v001*(1-tx)*(1-ty)*tz +
+               v101*tx*(1-ty)*tz +
+               v011*(1-tx)*ty*tz +
+               v111*tx*ty*tz
+       );
+}
+
 double noise2d(int x, int y, int seed)
 {
        int n = (NOISE_MAGIC_X * x + NOISE_MAGIC_Y * y
@@ -58,22 +86,81 @@ double noise2d(int x, int y, int seed)
        return 1.0 - (double)n/1073741824;
 }
 
+double noise3d(int x, int y, int z, int seed)
+{
+       int n = (NOISE_MAGIC_X * x + NOISE_MAGIC_Y * y + NOISE_MAGIC_Z * z
+                       + NOISE_MAGIC_SEED * seed) & 0x7fffffff;
+       n = (n>>13)^n;
+       n = (n * (n*n*60493+19990303) + 1376312589) & 0x7fffffff;
+       return 1.0 - (double)n/1073741824;
+}
+
+#if 0
 double noise2d_gradient(double x, double y, int seed)
 {
+       // Calculate the integer coordinates
        int x0 = (x > 0.0 ? (int)x : (int)x - 1);
        int y0 = (y > 0.0 ? (int)y : (int)y - 1);
-       double xl = x-x0;
-       double yl = y-y0;
+       // Calculate the remaining part of the coordinates
+       double xl = x - (double)x0;
+       double yl = y - (double)y0;
+       // Calculate random cosine lookup table indices for the integer corners.
+       // They are looked up as unit vector gradients from the lookup table.
        int n00 = (int)((noise2d(x0, y0, seed)+1)*8);
        int n10 = (int)((noise2d(x0+1, y0, seed)+1)*8);
        int n01 = (int)((noise2d(x0, y0+1, seed)+1)*8);
        int n11 = (int)((noise2d(x0+1, y0+1, seed)+1)*8);
-       double s = dotProduct(cos_lookup[n00], cos_lookup[(n00-4)%16], xl, yl);
-       double u = dotProduct(-cos_lookup[n10], cos_lookup[(n10-4)%16], 1.-xl, yl);
-       double v = dotProduct(cos_lookup[n01], -cos_lookup[(n01-4)%16], xl, 1.-yl);
-       double w = dotProduct(-cos_lookup[n11], -cos_lookup[(n11-4)%16], 1.-xl, 1.-yl);
+       // Make a dot product for the gradients and the positions, to get the values
+       double s = dotProduct(cos_lookup[n00], cos_lookup[(n00+12)%16], xl, yl);
+       double u = dotProduct(-cos_lookup[n10], cos_lookup[(n10+12)%16], 1.-xl, yl);
+       double v = dotProduct(cos_lookup[n01], -cos_lookup[(n01+12)%16], xl, 1.-yl);
+       double w = dotProduct(-cos_lookup[n11], -cos_lookup[(n11+12)%16], 1.-xl, 1.-yl);
+       // Interpolate between the values
        return biLinearInterpolation(s,u,v,w,xl,yl);
 }
+#endif
+
+#if 1
+double noise2d_gradient(double x, double y, int seed)
+{
+       // Calculate the integer coordinates
+       int x0 = (x > 0.0 ? (int)x : (int)x - 1);
+       int y0 = (y > 0.0 ? (int)y : (int)y - 1);
+       // Calculate the remaining part of the coordinates
+       double xl = x - (double)x0;
+       double yl = y - (double)y0;
+       // Get values for corners of cube
+       double v00 = noise2d(x0, y0, seed);
+       double v10 = noise2d(x0+1, y0, seed);
+       double v01 = noise2d(x0, y0+1, seed);
+       double v11 = noise2d(x0+1, y0+1, seed);
+       // Interpolate
+       return biLinearInterpolation(v00,v10,v01,v11,xl,yl);
+}
+#endif
+
+double noise3d_gradient(double x, double y, double z, int seed)
+{
+       // Calculate the integer coordinates
+       int x0 = (x > 0.0 ? (int)x : (int)x - 1);
+       int y0 = (y > 0.0 ? (int)y : (int)y - 1);
+       int z0 = (z > 0.0 ? (int)z : (int)z - 1);
+       // Calculate the remaining part of the coordinates
+       double xl = x - (double)x0;
+       double yl = y - (double)y0;
+       double zl = z - (double)z0;
+       // Get values for corners of cube
+       double v000 = noise3d(x0, y0, z0, seed);
+       double v100 = noise3d(x0+1, y0, z0, seed);
+       double v010 = noise3d(x0, y0+1, z0, seed);
+       double v110 = noise3d(x0+1, y0+1, z0, seed);
+       double v001 = noise3d(x0, y0, z0+1, seed);
+       double v101 = noise3d(x0+1, y0, z0+1, seed);
+       double v011 = noise3d(x0, y0+1, z0+1, seed);
+       double v111 = noise3d(x0+1, y0+1, z0+1, seed);
+       // Interpolate
+       return triLinearInterpolation(v000,v100,v010,v110,v001,v101,v011,v111,xl,yl,zl);
+}
 
 double noise2d_perlin(double x, double y, int seed,
                int octaves, double persistence)
@@ -90,3 +177,249 @@ double noise2d_perlin(double x, double y, int seed,
        return a;
 }
 
+double noise2d_perlin_abs(double x, double y, int seed,
+               int octaves, double persistence)
+{
+       double a = 0;
+       double f = 1.0;
+       double g = 1.0;
+       for(int i=0; i<octaves; i++)
+       {
+               a += g * fabs(noise2d_gradient(x*f, y*f, seed+i));
+               f *= 2.0;
+               g *= persistence;
+       }
+       return a;
+}
+
+double noise3d_perlin(double x, double y, double z, int seed,
+               int octaves, double persistence)
+{
+       double a = 0;
+       double f = 1.0;
+       double g = 1.0;
+       for(int i=0; i<octaves; i++)
+       {
+               a += g * noise3d_gradient(x*f, y*f, z*f, seed+i);
+               f *= 2.0;
+               g *= persistence;
+       }
+       return a;
+}
+
+double noise3d_perlin_abs(double x, double y, double z, int seed,
+               int octaves, double persistence)
+{
+       double a = 0;
+       double f = 1.0;
+       double g = 1.0;
+       for(int i=0; i<octaves; i++)
+       {
+               a += g * fabs(noise3d_gradient(x*f, y*f, z*f, seed+i));
+               f *= 2.0;
+               g *= persistence;
+       }
+       return a;
+}
+
+// -1->0, 0->1, 1->0
+double contour(double v)
+{
+       v = fabs(v);
+       if(v >= 1.0)
+               return 0.0;
+       return (1.0-v);
+}
+
+double noise3d_param(const NoiseParams &param, double x, double y, double z)
+{
+       double s = param.pos_scale;
+       x /= s;
+       y /= s;
+       z /= s;
+
+       if(param.type == NOISE_CONSTANT_ONE)
+       {
+               return 1.0;
+       }
+       else if(param.type == NOISE_PERLIN)
+       {
+               return param.noise_scale*noise3d_perlin(x,y,z, param.seed,
+                               param.octaves,
+                               param.persistence);
+       }
+       else if(param.type == NOISE_PERLIN_ABS)
+       {
+               return param.noise_scale*noise3d_perlin_abs(x,y,z, param.seed,
+                               param.octaves,
+                               param.persistence);
+       }
+       else if(param.type == NOISE_PERLIN_CONTOUR)
+       {
+               return contour(param.noise_scale*noise3d_perlin(x,y,z,
+                               param.seed, param.octaves,
+                               param.persistence));
+       }
+       else if(param.type == NOISE_PERLIN_CONTOUR_FLIP_YZ)
+       {
+               return contour(param.noise_scale*noise3d_perlin(x,z,y,
+                               param.seed, param.octaves,
+                               param.persistence));
+       }
+       else assert(0);
+}
+
+/*
+       NoiseBuffer
+*/
+
+NoiseBuffer::NoiseBuffer():
+       m_data(NULL)
+{
+}
+
+NoiseBuffer::~NoiseBuffer()
+{
+       clear();
+}
+
+void NoiseBuffer::clear()
+{
+       if(m_data)
+               delete[] m_data;
+       m_data = NULL;
+       m_size_x = 0;
+       m_size_y = 0;
+       m_size_z = 0;
+}
+
+void NoiseBuffer::create(const NoiseParams &param,
+               double first_x, double first_y, double first_z,
+               double last_x, double last_y, double last_z,
+               double samplelength_x, double samplelength_y, double samplelength_z)
+{
+       clear();
+       
+       m_start_x = first_x - samplelength_x;
+       m_start_y = first_y - samplelength_y;
+       m_start_z = first_z - samplelength_z;
+       m_samplelength_x = samplelength_x;
+       m_samplelength_y = samplelength_y;
+       m_samplelength_z = samplelength_z;
+
+       m_size_x = (last_x - m_start_x)/samplelength_x + 2;
+       m_size_y = (last_y - m_start_y)/samplelength_y + 2;
+       m_size_z = (last_z - m_start_z)/samplelength_z + 2;
+
+       m_data = new double[m_size_x*m_size_y*m_size_z];
+
+       for(int x=0; x<m_size_x; x++)
+       for(int y=0; y<m_size_y; y++)
+       for(int z=0; z<m_size_z; z++)
+       {
+               double xd = (m_start_x + (double)x*m_samplelength_x);
+               double yd = (m_start_y + (double)y*m_samplelength_y);
+               double zd = (m_start_z + (double)z*m_samplelength_z);
+               double a = noise3d_param(param, xd,yd,zd);
+               intSet(x,y,z, a);
+       }
+}
+
+void NoiseBuffer::multiply(const NoiseParams &param)
+{
+       assert(m_data != NULL);
+
+       for(int x=0; x<m_size_x; x++)
+       for(int y=0; y<m_size_y; y++)
+       for(int z=0; z<m_size_z; z++)
+       {
+               double xd = (m_start_x + (double)x*m_samplelength_x);
+               double yd = (m_start_y + (double)y*m_samplelength_y);
+               double zd = (m_start_z + (double)z*m_samplelength_z);
+               double a = noise3d_param(param, xd,yd,zd);
+               intMultiply(x,y,z, a);
+       }
+}
+
+// Deprecated
+void NoiseBuffer::create(int seed, int octaves, double persistence,
+               bool abs,
+               double first_x, double first_y, double first_z,
+               double last_x, double last_y, double last_z,
+               double samplelength_x, double samplelength_y, double samplelength_z)
+{
+       NoiseParams param;
+       param.type = abs ? NOISE_PERLIN_ABS : NOISE_PERLIN;
+       param.seed = seed;
+       param.octaves = octaves;
+       param.persistence = persistence;
+
+       create(param, first_x, first_y, first_z,
+                       last_x, last_y, last_z,
+                       samplelength_x, samplelength_y, samplelength_z);
+}
+
+void NoiseBuffer::intSet(int x, int y, int z, double d)
+{
+       int i = m_size_x*m_size_y*z + m_size_x*y + x;
+       assert(i >= 0);
+       assert(i < m_size_x*m_size_y*m_size_z);
+       m_data[i] = d;
+}
+
+void NoiseBuffer::intMultiply(int x, int y, int z, double d)
+{
+       int i = m_size_x*m_size_y*z + m_size_x*y + x;
+       assert(i >= 0);
+       assert(i < m_size_x*m_size_y*m_size_z);
+       m_data[i] = m_data[i] * d;
+}
+
+double NoiseBuffer::intGet(int x, int y, int z)
+{
+       int i = m_size_x*m_size_y*z + m_size_x*y + x;
+       assert(i >= 0);
+       assert(i < m_size_x*m_size_y*m_size_z);
+       return m_data[i];
+}
+
+double NoiseBuffer::get(double x, double y, double z)
+{
+       x -= m_start_x;
+       y -= m_start_y;
+       z -= m_start_z;
+       x /= m_samplelength_x;
+       y /= m_samplelength_y;
+       z /= m_samplelength_z;
+       // Calculate the integer coordinates
+       int x0 = (x > 0.0 ? (int)x : (int)x - 1);
+       int y0 = (y > 0.0 ? (int)y : (int)y - 1);
+       int z0 = (z > 0.0 ? (int)z : (int)z - 1);
+       // Calculate the remaining part of the coordinates
+       double xl = x - (double)x0;
+       double yl = y - (double)y0;
+       double zl = z - (double)z0;
+       // Get values for corners of cube
+       double v000 = intGet(x0,   y0,   z0);
+       double v100 = intGet(x0+1, y0,   z0);
+       double v010 = intGet(x0,   y0+1, z0);
+       double v110 = intGet(x0+1, y0+1, z0);
+       double v001 = intGet(x0,   y0,   z0+1);
+       double v101 = intGet(x0+1, y0,   z0+1);
+       double v011 = intGet(x0,   y0+1, z0+1);
+       double v111 = intGet(x0+1, y0+1, z0+1);
+       // Interpolate
+       return triLinearInterpolation(v000,v100,v010,v110,v001,v101,v011,v111,xl,yl,zl);
+}
+
+/*bool NoiseBuffer::contains(double x, double y, double z)
+{
+       x -= m_start_x;
+       y -= m_start_y;
+       z -= m_start_z;
+       x /= m_samplelength_x;
+       y /= m_samplelength_y;
+       z /= m_samplelength_z;
+       if(x <= 0.0 || x >= m_size_x)
+}*/
+