added stb, more binaryout changes"
[henge/apc.git] / stb / stb_perlin.h
diff --git a/stb/stb_perlin.h b/stb/stb_perlin.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..0dac7d9
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,182 @@
+// stb_perlin.h - v0.2 - perlin noise
+// public domain single-file C implementation by Sean Barrett
+//
+// LICENSE
+//
+//   This software is dual-licensed to the public domain and under the following
+//   license: you are granted a perpetual, irrevocable license to copy, modify,
+//   publish, and distribute this file as you see fit.
+//
+//
+// to create the implementation,
+//     #define STB_PERLIN_IMPLEMENTATION
+// in *one* C/CPP file that includes this file.
+
+
+// Documentation:
+//
+// float  stb_perlin_noise3( float x,
+//                           float y,
+//                           float z,
+//                           int   x_wrap=0,
+//                           int   y_wrap=0,
+//                           int   z_wrap=0)
+//
+// This function computes a random value at the coordinate (x,y,z).
+// Adjacent random values are continuous but the noise fluctuates
+// its randomness with period 1, i.e. takes on wholly unrelated values
+// at integer points. Specifically, this implements Ken Perlin's
+// revised noise function from 2002.
+//
+// The "wrap" parameters can be used to create wraparound noise that
+// wraps at powers of two. The numbers MUST be powers of two. Specify
+// 0 to mean "don't care". (The noise always wraps every 256 due
+// details of the implementation, even if you ask for larger or no
+// wrapping.)
+
+
+#ifdef __cplusplus
+extern "C" float stb_perlin_noise3(float x, float y, float z, int x_wrap=0, int y_wrap=0, int z_wrap=0);
+#else
+extern float stb_perlin_noise3(float x, float y, float z, int x_wrap, int y_wrap, int z_wrap);
+#endif
+
+#ifdef STB_PERLIN_IMPLEMENTATION
+
+#include <math.h> // floor()
+
+// not same permutation table as Perlin's reference to avoid copyright issues;
+// Perlin's table can be found at http://mrl.nyu.edu/~perlin/noise/
+// @OPTIMIZE: should this be unsigned char instead of int for cache?
+static int stb__perlin_randtab[512] =
+{
+   23, 125, 161, 52, 103, 117, 70, 37, 247, 101, 203, 169, 124, 126, 44, 123, 
+   152, 238, 145, 45, 171, 114, 253, 10, 192, 136, 4, 157, 249, 30, 35, 72, 
+   175, 63, 77, 90, 181, 16, 96, 111, 133, 104, 75, 162, 93, 56, 66, 240, 
+   8, 50, 84, 229, 49, 210, 173, 239, 141, 1, 87, 18, 2, 198, 143, 57, 
+   225, 160, 58, 217, 168, 206, 245, 204, 199, 6, 73, 60, 20, 230, 211, 233, 
+   94, 200, 88, 9, 74, 155, 33, 15, 219, 130, 226, 202, 83, 236, 42, 172, 
+   165, 218, 55, 222, 46, 107, 98, 154, 109, 67, 196, 178, 127, 158, 13, 243, 
+   65, 79, 166, 248, 25, 224, 115, 80, 68, 51, 184, 128, 232, 208, 151, 122, 
+   26, 212, 105, 43, 179, 213, 235, 148, 146, 89, 14, 195, 28, 78, 112, 76, 
+   250, 47, 24, 251, 140, 108, 186, 190, 228, 170, 183, 139, 39, 188, 244, 246, 
+   132, 48, 119, 144, 180, 138, 134, 193, 82, 182, 120, 121, 86, 220, 209, 3, 
+   91, 241, 149, 85, 205, 150, 113, 216, 31, 100, 41, 164, 177, 214, 153, 231, 
+   38, 71, 185, 174, 97, 201, 29, 95, 7, 92, 54, 254, 191, 118, 34, 221, 
+   131, 11, 163, 99, 234, 81, 227, 147, 156, 176, 17, 142, 69, 12, 110, 62, 
+   27, 255, 0, 194, 59, 116, 242, 252, 19, 21, 187, 53, 207, 129, 64, 135, 
+   61, 40, 167, 237, 102, 223, 106, 159, 197, 189, 215, 137, 36, 32, 22, 5,  
+
+   // and a second copy so we don't need an extra mask or static initializer
+   23, 125, 161, 52, 103, 117, 70, 37, 247, 101, 203, 169, 124, 126, 44, 123, 
+   152, 238, 145, 45, 171, 114, 253, 10, 192, 136, 4, 157, 249, 30, 35, 72, 
+   175, 63, 77, 90, 181, 16, 96, 111, 133, 104, 75, 162, 93, 56, 66, 240, 
+   8, 50, 84, 229, 49, 210, 173, 239, 141, 1, 87, 18, 2, 198, 143, 57, 
+   225, 160, 58, 217, 168, 206, 245, 204, 199, 6, 73, 60, 20, 230, 211, 233, 
+   94, 200, 88, 9, 74, 155, 33, 15, 219, 130, 226, 202, 83, 236, 42, 172, 
+   165, 218, 55, 222, 46, 107, 98, 154, 109, 67, 196, 178, 127, 158, 13, 243, 
+   65, 79, 166, 248, 25, 224, 115, 80, 68, 51, 184, 128, 232, 208, 151, 122, 
+   26, 212, 105, 43, 179, 213, 235, 148, 146, 89, 14, 195, 28, 78, 112, 76, 
+   250, 47, 24, 251, 140, 108, 186, 190, 228, 170, 183, 139, 39, 188, 244, 246, 
+   132, 48, 119, 144, 180, 138, 134, 193, 82, 182, 120, 121, 86, 220, 209, 3, 
+   91, 241, 149, 85, 205, 150, 113, 216, 31, 100, 41, 164, 177, 214, 153, 231, 
+   38, 71, 185, 174, 97, 201, 29, 95, 7, 92, 54, 254, 191, 118, 34, 221, 
+   131, 11, 163, 99, 234, 81, 227, 147, 156, 176, 17, 142, 69, 12, 110, 62, 
+   27, 255, 0, 194, 59, 116, 242, 252, 19, 21, 187, 53, 207, 129, 64, 135, 
+   61, 40, 167, 237, 102, 223, 106, 159, 197, 189, 215, 137, 36, 32, 22, 5,  
+};
+
+static float stb__perlin_lerp(float a, float b, float t)
+{
+   return a + (b-a) * t;
+}
+
+// different grad function from Perlin's, but easy to modify to match reference
+static float stb__perlin_grad(int hash, float x, float y, float z)
+{
+   static float basis[12][4] =
+   {
+      {  1, 1, 0 },
+      { -1, 1, 0 },
+      {  1,-1, 0 },
+      { -1,-1, 0 },
+      {  1, 0, 1 },
+      { -1, 0, 1 },
+      {  1, 0,-1 },
+      { -1, 0,-1 },
+      {  0, 1, 1 },
+      {  0,-1, 1 },
+      {  0, 1,-1 },
+      {  0,-1,-1 },
+   };
+
+   // perlin's gradient has 12 cases so some get used 1/16th of the time
+   // and some 2/16ths. We reduce bias by changing those fractions
+   // to 5/16ths and 6/16ths, and the same 4 cases get the extra weight.
+   static unsigned char indices[64] =
+   {
+      0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,
+      0,9,1,11,
+      0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,
+      0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,
+      0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,
+      0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,
+   };
+
+   // if you use reference permutation table, change 63 below to 15 to match reference
+   float *grad = basis[indices[hash & 63]];
+   return grad[0]*x + grad[1]*y + grad[2]*z;
+}
+
+float stb_perlin_noise3(float x, float y, float z, int x_wrap, int y_wrap, int z_wrap)
+{
+   float u,v,w;
+   float n000,n001,n010,n011,n100,n101,n110,n111;
+   float n00,n01,n10,n11;
+   float n0,n1;
+
+   unsigned int x_mask = (x_wrap-1) & 255;
+   unsigned int y_mask = (y_wrap-1) & 255;
+   unsigned int z_mask = (z_wrap-1) & 255;
+   int px = (int) floor(x);
+   int py = (int) floor(y);
+   int pz = (int) floor(z);
+   int x0 = px & x_mask, x1 = (px+1) & x_mask;
+   int y0 = py & y_mask, y1 = (py+1) & y_mask;
+   int z0 = pz & z_mask, z1 = (pz+1) & z_mask;
+   int r0,r1, r00,r01,r10,r11;
+
+   #define stb__perlin_ease(a)   (((a*6-15)*a + 10) * a * a * a)
+
+   x -= px; u = stb__perlin_ease(x);
+   y -= py; v = stb__perlin_ease(y);
+   z -= pz; w = stb__perlin_ease(z);
+
+   r0 = stb__perlin_randtab[x0];
+   r1 = stb__perlin_randtab[x1];
+
+   r00 = stb__perlin_randtab[r0+y0];
+   r01 = stb__perlin_randtab[r0+y1];
+   r10 = stb__perlin_randtab[r1+y0];
+   r11 = stb__perlin_randtab[r1+y1];
+
+   n000 = stb__perlin_grad(stb__perlin_randtab[r00+z0], x  , y  , z   );
+   n001 = stb__perlin_grad(stb__perlin_randtab[r00+z1], x  , y  , z-1 );
+   n010 = stb__perlin_grad(stb__perlin_randtab[r01+z0], x  , y-1, z   );
+   n011 = stb__perlin_grad(stb__perlin_randtab[r01+z1], x  , y-1, z-1 );
+   n100 = stb__perlin_grad(stb__perlin_randtab[r10+z0], x-1, y  , z   );
+   n101 = stb__perlin_grad(stb__perlin_randtab[r10+z1], x-1, y  , z-1 );
+   n110 = stb__perlin_grad(stb__perlin_randtab[r11+z0], x-1, y-1, z   );
+   n111 = stb__perlin_grad(stb__perlin_randtab[r11+z1], x-1, y-1, z-1 );
+
+   n00 = stb__perlin_lerp(n000,n001,w);
+   n01 = stb__perlin_lerp(n010,n011,w);
+   n10 = stb__perlin_lerp(n100,n101,w);
+   n11 = stb__perlin_lerp(n110,n111,w);
+
+   n0 = stb__perlin_lerp(n00,n01,v);
+   n1 = stb__perlin_lerp(n10,n11,v);
+
+   return stb__perlin_lerp(n0,n1,u);
+}
+#endif  // STB_PERLIN_IMPLEMENTATION