Fix setinfo.
[xonotic/darkplaces.git] / fractalnoise.c
index 68f375e..5d68d19 100644 (file)
@@ -1,35 +1,56 @@
 
-#include <stdlib.h>
+#include "quakedef.h"
 
-void fractalnoise(unsigned char *noise, int size)
+void fractalnoise(unsigned char *noise, int size, int startgrid)
 {
-       int x, y, g, g2, amplitude, min, max, size1 = size - 1;
+       int x, y, g, g2, amplitude, min, max, size1 = size - 1, sizepower, gridpower;
        int *noisebuf;
 #define n(x,y) noisebuf[((y)&size1)*size+((x)&size1)]
-       noisebuf = calloc(size*size, sizeof(int));
 
-       amplitude = 32767;
-       g2 = size;
-       n(0,0) = 0;
-       for (;(g = g2 >> 1) >= 1;g2 >>= 1)
+       for (sizepower = 0;(1 << sizepower) < size;sizepower++);
+       if (size != (1 << sizepower))
        {
-               // subdivide, diamond-square algorythm (really this has little to do with squares)
-               // diamond
-               for (y = 0;y < size;y += g2)
-                       for (x = 0;x < size;x += g2)
-                               n(x+g,y+g) = (n(x,y) + n(x+g2,y) + n(x,y+g2) + n(x+g2,y+g2)) >> 2;
-               // square
+               Con_Printf("fractalnoise: size must be power of 2\n");
+               return;
+       }
+
+       for (gridpower = 0;(1 << gridpower) < startgrid;gridpower++);
+       if (startgrid != (1 << gridpower))
+       {
+               Con_Printf("fractalnoise: grid must be power of 2\n");
+               return;
+       }
+
+       startgrid = bound(0, startgrid, size);
+
+       amplitude = 0xFFFF; // this gets halved before use
+       noisebuf = (int *)Mem_Alloc(tempmempool, size*size*sizeof(int));
+       memset(noisebuf, 0, size*size*sizeof(int));
+
+       for (g2 = startgrid;g2;g2 >>= 1)
+       {
+               // brownian motion (at every smaller level there is random behavior)
+               amplitude >>= 1;
                for (y = 0;y < size;y += g2)
                        for (x = 0;x < size;x += g2)
-                       {
-                               n(x+g,y) = (n(x,y) + n(x+g2,y) + n(x+g,y-g) + n(x+g,y+g)) >> 2;
-                               n(x,y+g) = (n(x,y) + n(x,y+g2) + n(x-g,y+g) + n(x+g,y+g)) >> 2;
-                       }
-               // brownian motion theory
-               amplitude >>= 1;
-               for (y = 0;y < size;y += g)
-                       for (x = 0;x < size;x += g)
                                n(x,y) += (rand()&amplitude);
+
+               g = g2 >> 1;
+               if (g)
+               {
+                       // subdivide, diamond-square algorithm (really this has little to do with squares)
+                       // diamond
+                       for (y = 0;y < size;y += g2)
+                               for (x = 0;x < size;x += g2)
+                                       n(x+g,y+g) = (n(x,y) + n(x+g2,y) + n(x,y+g2) + n(x+g2,y+g2)) >> 2;
+                       // square
+                       for (y = 0;y < size;y += g2)
+                               for (x = 0;x < size;x += g2)
+                               {
+                                       n(x+g,y) = (n(x,y) + n(x+g2,y) + n(x+g,y-g) + n(x+g,y+g)) >> 2;
+                                       n(x,y+g) = (n(x,y) + n(x,y+g2) + n(x-g,y+g) + n(x+g,y+g)) >> 2;
+                               }
+               }
        }
        // find range of noise values
        min = max = 0;
@@ -40,10 +61,166 @@ void fractalnoise(unsigned char *noise, int size)
                        if (n(x,y) > max) max = n(x,y);
                }
        max -= min;
+       max++;
        // normalize noise and copy to output
        for (y = 0;y < size;y++)
                for (x = 0;x < size;x++)
-                       *noise++ = (n(x,y) - min) * 255 / max;
-       free(noisebuf);
+                       *noise++ = (unsigned char) (((n(x,y) - min) * 256) / max);
+       Mem_Free(noisebuf);
+#undef n
+}
+
+// unnormalized, used for explosions mainly, does not allocate/free memory (hence the name quick)
+void fractalnoisequick(unsigned char *noise, int size, int startgrid)
+{
+       int x, y, g, g2, amplitude, size1 = size - 1, sizepower, gridpower;
+#define n(x,y) noise[((y)&size1)*size+((x)&size1)]
+
+       for (sizepower = 0;(1 << sizepower) < size;sizepower++);
+       if (size != (1 << sizepower))
+       {
+               Con_Printf("fractalnoise: size must be power of 2\n");
+               return;
+       }
+
+       for (gridpower = 0;(1 << gridpower) < startgrid;gridpower++);
+       if (startgrid != (1 << gridpower))
+       {
+               Con_Printf("fractalnoise: grid must be power of 2\n");
+               return;
+       }
+
+       startgrid = bound(0, startgrid, size);
+
+       amplitude = 255; // this gets halved before use
+       memset(noise, 0, size*size);
+
+       for (g2 = startgrid;g2;g2 >>= 1)
+       {
+               // brownian motion (at every smaller level there is random behavior)
+               amplitude >>= 1;
+               for (y = 0;y < size;y += g2)
+                       for (x = 0;x < size;x += g2)
+                               n(x,y) += (rand()&amplitude);
+
+               g = g2 >> 1;
+               if (g)
+               {
+                       // subdivide, diamond-square algorithm (really this has little to do with squares)
+                       // diamond
+                       for (y = 0;y < size;y += g2)
+                               for (x = 0;x < size;x += g2)
+                                       n(x+g,y+g) = (unsigned char) (((int) n(x,y) + (int) n(x+g2,y) + (int) n(x,y+g2) + (int) n(x+g2,y+g2)) >> 2);
+                       // square
+                       for (y = 0;y < size;y += g2)
+                               for (x = 0;x < size;x += g2)
+                               {
+                                       n(x+g,y) = (unsigned char) (((int) n(x,y) + (int) n(x+g2,y) + (int) n(x+g,y-g) + (int) n(x+g,y+g)) >> 2);
+                                       n(x,y+g) = (unsigned char) (((int) n(x,y) + (int) n(x,y+g2) + (int) n(x-g,y+g) + (int) n(x+g,y+g)) >> 2);
+                               }
+               }
+       }
 #undef n
-}
\ No newline at end of file
+}
+
+#define NOISE_SIZE 256
+#define NOISE_MASK 255
+float noise4f(float x, float y, float z, float w)
+{
+       int i;
+       int index[4][2];
+       float frac[4][2];
+       float v[4];
+       static float noisetable[NOISE_SIZE];
+       static int r[NOISE_SIZE];
+       // LordHavoc: this is inspired by code I saw in Quake3, however I think my
+       // version is much cleaner and substantially faster as well
+       //
+       // the following changes were made:
+       // 1. for the permutation indexing (r[] array in this code) I substituted
+       //    the ^ operator (which never overflows) for the original addition and
+       //    masking code, this should not have any effect on quality.
+       // 2. removed the outermost randomization array lookup.
+       //    (it really wasn't necessary, it's fine if X indexes the array
+       //     directly without permutation indexing)
+       // 3. reimplemented the blending using frac[] arrays rather than a macro.
+       //    (the original macro read one parameter twice - not good)
+       // 4. cleaned up the code by using 4 nested loops to make it read nicer
+       //    (but then I unrolled it completely for speed, it still looks nicer).
+       if (!noisetable[0])
+       {
+               // noisetable is a random-ish series of float values in +/- 1 range
+               for (i = 0;i < NOISE_SIZE;i++)
+                       noisetable[i] = (rand() / (double)RAND_MAX) * 2 - 1;
+               // r is a remapping table to make each dimension of the index have different indexing behavior
+               for (i = 0;i < NOISE_SIZE;i++)
+                       r[i] = (int)(rand() * (double)NOISE_SIZE / ((double)RAND_MAX + 1)) & NOISE_MASK;
+                       // that & is only needed if RAND_MAX is > the range of double, which isn't the case on most platforms
+       }
+       frac[0][1] = x - floor(x);index[0][0] = ((int)floor(x)) & NOISE_MASK;
+       frac[1][1] = y - floor(y);index[1][0] = ((int)floor(y)) & NOISE_MASK;
+       frac[2][1] = z - floor(z);index[2][0] = ((int)floor(z)) & NOISE_MASK;
+       frac[3][1] = w - floor(w);index[3][0] = ((int)floor(w)) & NOISE_MASK;
+       for (i = 0;i < 4;i++)
+               frac[i][0] = 1 - frac[i][1];
+       for (i = 0;i < 4;i++)
+               index[i][1] = (index[i][0] < NOISE_SIZE - 1) ? (index[i][0] + 1) : 0;
+#if 1
+       // short version
+       v[0] = frac[1][0] * (frac[0][0] * noisetable[r[r[r[index[3][0]] ^ index[2][0]] ^ index[1][0]] ^ index[0][0]] + frac[0][1] * noisetable[r[r[r[index[3][0]] ^ index[2][0]] ^ index[1][0]] ^ index[0][1]]) + frac[1][1] * (frac[0][0] * noisetable[r[r[r[index[3][0]] ^ index[2][0]] ^ index[1][1]] ^ index[0][0]] + frac[0][1] * noisetable[r[r[r[index[3][0]] ^ index[2][0]] ^ index[1][1]] ^ index[0][1]]);
+       v[1] = frac[1][0] * (frac[0][0] * noisetable[r[r[r[index[3][0]] ^ index[2][1]] ^ index[1][0]] ^ index[0][0]] + frac[0][1] * noisetable[r[r[r[index[3][0]] ^ index[2][1]] ^ index[1][0]] ^ index[0][1]]) + frac[1][1] * (frac[0][0] * noisetable[r[r[r[index[3][0]] ^ index[2][1]] ^ index[1][1]] ^ index[0][0]] + frac[0][1] * noisetable[r[r[r[index[3][0]] ^ index[2][1]] ^ index[1][1]] ^ index[0][1]]);
+       v[2] = frac[1][0] * (frac[0][0] * noisetable[r[r[r[index[3][1]] ^ index[2][0]] ^ index[1][0]] ^ index[0][0]] + frac[0][1] * noisetable[r[r[r[index[3][1]] ^ index[2][0]] ^ index[1][0]] ^ index[0][1]]) + frac[1][1] * (frac[0][0] * noisetable[r[r[r[index[3][1]] ^ index[2][0]] ^ index[1][1]] ^ index[0][0]] + frac[0][1] * noisetable[r[r[r[index[3][1]] ^ index[2][0]] ^ index[1][1]] ^ index[0][1]]);
+       v[3] = frac[1][0] * (frac[0][0] * noisetable[r[r[r[index[3][1]] ^ index[2][1]] ^ index[1][0]] ^ index[0][0]] + frac[0][1] * noisetable[r[r[r[index[3][1]] ^ index[2][1]] ^ index[1][0]] ^ index[0][1]]) + frac[1][1] * (frac[0][0] * noisetable[r[r[r[index[3][1]] ^ index[2][1]] ^ index[1][1]] ^ index[0][0]] + frac[0][1] * noisetable[r[r[r[index[3][1]] ^ index[2][1]] ^ index[1][1]] ^ index[0][1]]);
+       return frac[3][0] * (frac[2][0] * v[0] + frac[2][1] * v[1]) + frac[3][1] * (frac[2][0] * v[2] + frac[2][1] * v[3]);
+#elif 1
+       // longer version
+       v[ 0] = noisetable[r[r[r[index[3][0]] ^ index[2][0]] ^ index[1][0]] ^ index[0][0]];
+       v[ 1] = noisetable[r[r[r[index[3][0]] ^ index[2][0]] ^ index[1][0]] ^ index[0][1]];
+       v[ 2] = noisetable[r[r[r[index[3][0]] ^ index[2][0]] ^ index[1][1]] ^ index[0][0]];
+       v[ 3] = noisetable[r[r[r[index[3][0]] ^ index[2][0]] ^ index[1][1]] ^ index[0][1]];
+       v[ 4] = noisetable[r[r[r[index[3][0]] ^ index[2][1]] ^ index[1][0]] ^ index[0][0]];
+       v[ 5] = noisetable[r[r[r[index[3][0]] ^ index[2][1]] ^ index[1][0]] ^ index[0][1]];
+       v[ 6] = noisetable[r[r[r[index[3][0]] ^ index[2][1]] ^ index[1][1]] ^ index[0][0]];
+       v[ 7] = noisetable[r[r[r[index[3][0]] ^ index[2][1]] ^ index[1][1]] ^ index[0][1]];
+       v[ 8] = noisetable[r[r[r[index[3][1]] ^ index[2][0]] ^ index[1][0]] ^ index[0][0]];
+       v[ 9] = noisetable[r[r[r[index[3][1]] ^ index[2][0]] ^ index[1][0]] ^ index[0][1]];
+       v[10] = noisetable[r[r[r[index[3][1]] ^ index[2][0]] ^ index[1][1]] ^ index[0][0]];
+       v[11] = noisetable[r[r[r[index[3][1]] ^ index[2][0]] ^ index[1][1]] ^ index[0][1]];
+       v[12] = noisetable[r[r[r[index[3][1]] ^ index[2][1]] ^ index[1][0]] ^ index[0][0]];
+       v[13] = noisetable[r[r[r[index[3][1]] ^ index[2][1]] ^ index[1][0]] ^ index[0][1]];
+       v[14] = noisetable[r[r[r[index[3][1]] ^ index[2][1]] ^ index[1][1]] ^ index[0][0]];
+       v[15] = noisetable[r[r[r[index[3][1]] ^ index[2][1]] ^ index[1][1]] ^ index[0][1]];
+       v[16] = frac[0][0] * v[ 0] + frac[0][1] * v[ 1];
+       v[17] = frac[0][0] * v[ 2] + frac[0][1] * v[ 3];
+       v[18] = frac[0][0] * v[ 4] + frac[0][1] * v[ 5];
+       v[19] = frac[0][0] * v[ 6] + frac[0][1] * v[ 7];
+       v[20] = frac[0][0] * v[ 8] + frac[0][1] * v[ 9];
+       v[21] = frac[0][0] * v[10] + frac[0][1] * v[11];
+       v[22] = frac[0][0] * v[12] + frac[0][1] * v[13];
+       v[23] = frac[0][0] * v[14] + frac[0][1] * v[15];
+       v[24] = frac[1][0] * v[16] + frac[1][1] * v[17];
+       v[25] = frac[1][0] * v[18] + frac[1][1] * v[19];
+       v[26] = frac[1][0] * v[20] + frac[1][1] * v[21];
+       v[27] = frac[1][0] * v[22] + frac[1][1] * v[23];
+       v[28] = frac[2][0] * v[24] + frac[2][1] * v[25];
+       v[29] = frac[2][0] * v[26] + frac[2][1] * v[27];
+       return frac[3][0] * v[28] + frac[3][1] * v[29];
+#else
+       // the algorithm...
+       for (l = 0;l < 2;l++)
+       {
+               for (k = 0;k < 2;k++)
+               {
+                       for (j = 0;j < 2;j++)
+                       {
+                               for (i = 0;i < 2;i++)
+                                       v[l][k][j][i] = noisetable[r[r[r[index[l][3]] ^ index[k][2]] ^ index[j][1]] ^ index[i][0]];
+                               v[l][k][j][2] = frac[0][0] * v[l][k][j][0] + frac[0][1] * v[l][k][j][1];
+                       }
+                       v[l][k][2][2] = frac[1][0] * v[l][k][0][2] + frac[1][1] * v[l][k][1][2];
+               }
+               v[l][2][2][2] = frac[2][0] * v[l][0][2][2] + frac[2][1] * v[l][1][2][2];
+       }
+       v[2][2][2][2] = frac[3][0] * v[0][2][2][2] + frac[3][1] * v[1][2][2][2];
+#endif
+}