fractalnoise.c

   1
   2 #include "quakedef.h"
   3
   4 void fractalnoise(unsigned char *noise, int size, int startgrid)
   5 {
   6         int x, y, g, g2, amplitude, min, max, size1 = size - 1, sizepower, gridpower;
   7         int *noisebuf;
   8 #define n(x,y) noisebuf[((y)&size1)*size+((x)&size1)]
   9
  10         for (sizepower = 0;(1 << sizepower) < size;sizepower++);
  11         if (size != (1 << sizepower))
  12         {
  13                 Con_Printf("fractalnoise: size must be power of 2\n");
  14                 return;
  15         }
  16
  17         for (gridpower = 0;(1 << gridpower) < startgrid;gridpower++);
  18         if (startgrid != (1 << gridpower))
  19         {
  20                 Con_Printf("fractalnoise: grid must be power of 2\n");
  21                 return;
  22         }
  23
  24         startgrid = bound(0, startgrid, size);
  25
  26         amplitude = 0xFFFF; // this gets halved before use
  27         noisebuf = (int *)Mem_Alloc(tempmempool, size*size*sizeof(int));
  28         memset(noisebuf, 0, size*size*sizeof(int));
  29
  30         for (g2 = startgrid;g2;g2 >>= 1)
  31         {
  32                 // brownian motion (at every smaller level there is random behavior)
  33                 amplitude >>= 1;
  34                 for (y = 0;y < size;y += g2)
  35                         for (x = 0;x < size;x += g2)
  36                                 n(x,y) += (rand()&amplitude);
  37
  38                 g = g2 >> 1;
  39                 if (g)
  40                 {
  41                         // subdivide, diamond-square algorithm (really this has little to do with squares)
  42                         // diamond
  43                         for (y = 0;y < size;y += g2)
  44                                 for (x = 0;x < size;x += g2)
  45                                         n(x+g,y+g) = (n(x,y) + n(x+g2,y) + n(x,y+g2) + n(x+g2,y+g2)) >> 2;
  46                         // square
  47                         for (y = 0;y < size;y += g2)
  48                                 for (x = 0;x < size;x += g2)
  49                                 {
  50                                         n(x+g,y) = (n(x,y) + n(x+g2,y) + n(x+g,y-g) + n(x+g,y+g)) >> 2;
  51                                         n(x,y+g) = (n(x,y) + n(x,y+g2) + n(x-g,y+g) + n(x+g,y+g)) >> 2;
  52                                 }
  53                 }
  54         }
  55         // find range of noise values
  56         min = max = 0;
  57         for (y = 0;y < size;y++)
  58                 for (x = 0;x < size;x++)
  59                 {
  60                         if (n(x,y) < min) min = n(x,y);
  61                         if (n(x,y) > max) max = n(x,y);
  62                 }
  63         max -= min;
  64         max++;
  65         // normalize noise and copy to output
  66         for (y = 0;y < size;y++)
  67                 for (x = 0;x < size;x++)
  68                         *noise++ = (unsigned char) (((n(x,y) - min) * 256) / max);
  69         Mem_Free(noisebuf);
  70 #undef n
  71 }
  72
  73 // unnormalized, used for explosions mainly, does not allocate/free memory (hence the name quick)
  74 void fractalnoisequick(unsigned char *noise, int size, int startgrid)
  75 {
  76         int x, y, g, g2, amplitude, size1 = size - 1, sizepower, gridpower;
  77 #define n(x,y) noise[((y)&size1)*size+((x)&size1)]
  78
  79         for (sizepower = 0;(1 << sizepower) < size;sizepower++);
  80         if (size != (1 << sizepower))
  81         {
  82                 Con_Printf("fractalnoise: size must be power of 2\n");
  83                 return;
  84         }
  85
  86         for (gridpower = 0;(1 << gridpower) < startgrid;gridpower++);
  87         if (startgrid != (1 << gridpower))
  88         {
  89                 Con_Printf("fractalnoise: grid must be power of 2\n");
  90                 return;
  91         }
  92
  93         startgrid = bound(0, startgrid, size);
  94
  95         amplitude = 255; // this gets halved before use
  96         memset(noise, 0, size*size);
  97
  98         for (g2 = startgrid;g2;g2 >>= 1)
  99         {
 100                 // brownian motion (at every smaller level there is random behavior)
 101                 amplitude >>= 1;
 102                 for (y = 0;y < size;y += g2)
 103                         for (x = 0;x < size;x += g2)
 104                                 n(x,y) += (rand()&amplitude);
 105
 106                 g = g2 >> 1;
 107                 if (g)
 108                 {
 109                         // subdivide, diamond-square algorithm (really this has little to do with squares)
 110                         // diamond
 111                         for (y = 0;y < size;y += g2)
 112                                 for (x = 0;x < size;x += g2)
 113                                         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);
 114                         // square
 115                         for (y = 0;y < size;y += g2)
 116                                 for (x = 0;x < size;x += g2)
 117                                 {
 118                                         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);
 119                                         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);
 120                                 }
 121                 }
 122         }
 123 #undef n
 124 }
 125