simgear/math/fastmath.hxx

   1 /*
   2  * \file fastmath.hxx
   3  * fast mathematics routines.
   4  *
   5  * Refferences:
   6  *
   7  * A Fast, Compact Approximation of the Exponential Function
   8  * Nicol N. Schraudolph
   9  * IDSIA, Lugano, Switzerland
  10  * http://www.inf.ethz.ch/~schraudo/pubs/exp.pdf
  11  *
  12  * Fast log() Function, by Laurent de Soras:
  13  * http://www.flipcode.com/cgi-bin/msg.cgi?showThread=Tip-Fastlogfunction&forum=totd&id=-1
  14  *
  15  */
  16
  17 /*
  18  * $Id$
  19  */
  20
  21 #ifndef _SG_FMATH_HXX
  22 #define _SG_FMATH_HXX 1
  23
  24 #ifndef __cplusplus
  25 # error This library requires C++
  26 #endif
  27
  28 #ifdef _MSC_VER
  29 #define  _USE_MATH_DEFINES
  30 #endif
  31 #include <math.h>
  32
  33
  34 double fast_exp(double val);
  35
  36 void fast_BSL(float &x, register unsigned long shiftAmount);
  37 void fast_BSR(float &x, register unsigned long shiftAmount);
  38
  39 inline float fast_log2 (float val)
  40 {
  41    int * const    exp_ptr = reinterpret_cast <int *> (&val);
  42    int            x = *exp_ptr;
  43    const int      log_2 = ((x >> 23) & 255) - 128;
  44    x &= ~(255 << 23);
  45    x += 127 << 23;
  46    *exp_ptr = x;
  47
  48    val = ((-1.0f/3) * val + 2) * val - 2.0f/3;   // (1)
  49
  50    return (val + log_2);
  51 }
  52
  53 /**
  54  * This function is about 3 times faster than the system log() function
  55  * and has an error of about 0.01%
  56  */
  57 inline float fast_log (const float &val)
  58 {
  59    return (fast_log2 (val) * 0.69314718f);
  60 }
  61
  62 inline float fast_log10 (const float &val)
  63 {
  64    return (fast_log2(val) / 3.321928095f);
  65 }
  66
  67
  68 #endif // !_SG_FMATH_HXX
  69