source/blender/blenlib/BLI_rand.h

   1 /*
   2  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   3  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   4  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
   5  * of the License, or (at your option) any later version.
   6  *
   7  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
   8  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
   9  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  10  * GNU General Public License for more details.
  11  *
  12  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  13  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
  14  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
  15  *
  16  * The Original Code is Copyright (C) 2001-2002 by NaN Holding BV.
  17  * All rights reserved.
  18  */
  19
  20 #ifndef __BLI_RAND_H__
  21 #define __BLI_RAND_H__
  22
  23 /** \file
  24  * \ingroup bli
  25  * \brief Random number functions.
  26  */
  27
  28 /* RNG is an abstract random number generator type that avoids using globals.
  29  * Always use this instead of the global RNG unless you have a good reason,
  30  * the global RNG is not thread safe and will not give repeatable results.
  31  */
  32 struct RNG;
  33 typedef struct RNG RNG;
  34
  35 struct RNG_THREAD_ARRAY;
  36 typedef struct RNG_THREAD_ARRAY RNG_THREAD_ARRAY;
  37
  38 struct RNG *BLI_rng_new(unsigned int seed);
  39 struct RNG *BLI_rng_new_srandom(unsigned int seed);
  40 struct RNG *BLI_rng_copy(struct RNG *rng) ATTR_NONNULL(1);
  41 void        BLI_rng_free(struct RNG *rng) ATTR_NONNULL(1);
  42
  43 void        BLI_rng_seed(struct RNG *rng, unsigned int seed) ATTR_NONNULL(1);
  44 void        BLI_rng_srandom(struct RNG *rng, unsigned int seed) ATTR_NONNULL(1);
  45 void        BLI_rng_get_char_n(RNG *rng, char *bytes, size_t bytes_len) ATTR_NONNULL(1, 2);
  46 int         BLI_rng_get_int(struct RNG *rng) ATTR_WARN_UNUSED_RESULT ATTR_NONNULL(1);
  47 unsigned int BLI_rng_get_uint(struct RNG *rng) ATTR_WARN_UNUSED_RESULT ATTR_NONNULL(1);
  48 double      BLI_rng_get_double(struct RNG *rng) ATTR_WARN_UNUSED_RESULT ATTR_NONNULL(1);
  49 float       BLI_rng_get_float(struct RNG *rng) ATTR_WARN_UNUSED_RESULT ATTR_NONNULL(1);
  50 void        BLI_rng_get_float_unit_v2(struct RNG *rng, float v[2]) ATTR_NONNULL(1, 2);
  51 void        BLI_rng_get_float_unit_v3(struct RNG *rng, float v[3]) ATTR_NONNULL(1, 2);
  52 void        BLI_rng_get_tri_sample_float_v2(
  53         struct RNG *rng, const float v1[2], const float v2[2], const float v3[2],
  54         float r_pt[2]) ATTR_NONNULL();
  55 void        BLI_rng_shuffle_array(struct RNG *rng, void *data, unsigned int elem_size_i, unsigned int elem_tot) ATTR_NONNULL(1, 2);
  56
  57 /** Note that skipping is as slow as generating n numbers! */
  58 void        BLI_rng_skip(struct RNG *rng, int n) ATTR_NONNULL(1);
  59
  60 /* fill an array with random numbers */
  61 void    BLI_array_frand(float *ar, int count, unsigned int seed);
  62
  63 /** Return a pseudo-random (hash) float from an integer value */
  64 float   BLI_hash_frand(unsigned int seed) ATTR_WARN_UNUSED_RESULT;
  65
  66 /** Shuffle an array randomly using the given seed.
  67  * contents. This routine does not use nor modify
  68  * the state of the BLI random number generator.
  69  */
  70 void    BLI_array_randomize(void *data, unsigned int elem_size, unsigned int elem_tot, unsigned int seed);
  71
  72
  73 /** Better seed for the random number generator, using noise.c hash[] */
  74 /** Allows up to BLENDER_MAX_THREADS threads to address */
  75 void    BLI_thread_srandom(int thread, unsigned int seed);
  76
  77 /** Return a pseudo-random number N where 0<=N<(2^31) */
  78 /** Allows up to BLENDER_MAX_THREADS threads to address */
  79 int     BLI_thread_rand(int thread) ATTR_WARN_UNUSED_RESULT;
  80
  81 /** Return a pseudo-random number N where 0.0f<=N<1.0f */
  82 /** Allows up to BLENDER_MAX_THREADS threads to address */
  83 float   BLI_thread_frand(int thread) ATTR_WARN_UNUSED_RESULT;
  84
  85 /** array versions for thread safe random generation */
  86 RNG_THREAD_ARRAY *BLI_rng_threaded_new(void);
  87 void  BLI_rng_threaded_free(struct RNG_THREAD_ARRAY *rngarr) ATTR_NONNULL(1);
  88 int   BLI_rng_thread_rand(RNG_THREAD_ARRAY *rngarr, int thread) ATTR_WARN_UNUSED_RESULT;
  89
  90 /** Low-discrepancy sequences **/
  91
  92 /** Return the _n_th number of the given low-discrepancy sequence. */
  93 void BLI_halton_1D(unsigned int prime, double offset, int n, double *r);
  94 void BLI_halton_2D(unsigned int prime[2], double offset[2], int n, double *r);
  95 void BLI_halton_3D(unsigned int prime[3], double offset[3], int n, double *r);
  96 void BLI_hammersley_1D(unsigned int n, double *r);
  97
  98 /** Return the whole low-discrepancy sequence up to _n_. */
  99 void BLI_halton_2D_sequence(unsigned int prime[2], double offset[2], int n, double *r);
 100 void BLI_hammersley_2D_sequence(unsigned int n, double *r);
 101
 102 #endif  /* __BLI_RAND_H__ */