!@thi.ng/colored-noise

![npm version](https://www.npmjs.com/package/@thi.ng/colored-noise)
!npm downloads
![Mastodon Follow](https://mastodon.thi.ng/@toxi)

> [!NOTE]
> This is one of 214 standalone projects, maintained as part
> of the @thi.ng/umbrella monorepo
> and anti-framework.
>
> 🚀 Please help me to work full-time on these projects by sponsoring me on
> GitHub. Thank you! ❤️

- About
- Blue noise
- Green noise
- Pink noise
- Red / brown noise
- Violet noise
- White noise
- Status
- Related packages
- Installation
- Dependencies
- Usage examples
- API
- Use as IGen in @thi.ng/dsp
- Authors
- License

About

Customizable O(1) ES6 generators for colored noise.

Colored noise is useful for a
wide variety of use cases where a more controlled approach to random number
generation is required, from DSP/synthesis to rendering, geometry generation,
animation etc.

The following noise colors are available and illustrated via their power
spectrums / histograms (averaged 1000 runs @ 256 samples each). Each noise gen
is configurable in terms of number of internal RNG states, value range (default:
-1..1) interval, always centered around 0) and the actual backing PRNG
implementation (default: Math.random, see
[@thi.ng/random
for alternatives).

Code ported from Java, C & Clojure implementations and other
references/literature (see links in doc strings). Furthermore, all generators
have been refactored to be O(1).

In alphabetical order:

$3

High-pass filtered noise (opposite of red) -
Source

``text blue2 ▁▁▁▂▂▂▃▄▄▄▅▅▅▅▅▆▆▆▆▇▇▇▇▇▇▇█▇▇███▇ ▁▁▂▃▄▄▅▆▇▆████████████████████████████████████ ▂▃▄▅▇███████████████████████████████████████████████ ▃▆▇█████████████████████████████████████████████████████ ▁▅▇█████████████████████████████████████████████████████████ ▂▆████████████████████████████████████████████████████████████ ▂▇██████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████

blue4 ▁▁▂▄▄▄▆▆▇█▇▆██▇ ▁▃▄▇▇████████████████ ▁▄▆██████████████████████ ▁▄▅▆▇▇███████▇▇▆▄▃▁ ▄▇█████████████████████████ ▃▅████████████████████▇▅ ▄████████████████████████████ ▄██████████████████████████▄ ▁██████████████████████████████ ▂██████████████████████████████▇███████████████████████████████ ▃███████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████

blue16

▃▅▇ ▂████ ▄█████ ▂▅▅▃ ▂██████ ▂▅▄▁ ▆████▅▁███████ ▂ ▁▄▃ ▁▅▇▇▃ ▆████▂ ▅██████████████ ▂▆█▆▂ ▂▆█▆▃ ▄███▅ ▆███▇ ▁█████▄ ▆██████▅███████████████ ▃█████▄ ▃█████▄ ▅█████▆ ▇██████▁███████▇███████████████████████ ███████▅███████▆███████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████

blue32

▆ ██ ▅██ ▅▃ ███ ▃ ▆██████ ▂ ▇▃ ▆██▃███████ ▂ ▅ ▂▇▃ ▅█▆ ███▄███████████ ▃ ▃ ▄ ▄ ▄ ▁▇▂ ▂█▃ ▄█▄ ▆█▇ ███▁███▄███▇███████████████ ▇██ ▇██ ███ ███ ███▁███▂███▄███▅███▇███████████████████████████ ███████▇███████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████`

`$3`

Band-pass filtered noise (interleaved blue noise, opposite of violet) - Source

`text green4

▂▃▅▆▇▇█▇▇▇▆▅▄▃▂ ▃▅█████████████████▆▃ ▄███████████████████████▄ ▁▁ ▂▅▇█████▅▁ ▂███████████████████████████▁ ▂▅▇████▇▅▂ ▁▆██████████▅ ▂█████████████████████████████▂ ▅██████████▆▁ ▂██████████████▅███████████████████████████████▆██████████████▂ ▁███████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ green16

▅▆▅ ████▇ ▅█████▆ ▄▃ ███████ ▃▄ ▄▁ ▆██████████▇██▆ ▁▄ ▁ ▃ ▁▇▄ ▇██▄███████████████▄██▇ ▃█▁ ▄ ▁ ▂▇▃ ▃█▄ ▅█▆ ▇██ ███▅███████████████████████▅███▁███ ▅█▅ ▄█▄ ▄▇▂ ███▃███▄███▆███████████████████████████████████████▆███▄███▃███ ▅███████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ green32

▆ ███ ███ ▅▆███▆▄ ▅ ███████ ▄ ▂ ▇▂███████████▂▆ ▁ ▁ ▄ ▇▁█▆███████████████▆█▂▇ ▄ ▂ ▄ ▃ ▄ ▄ ▅ ▆ ▇▁█▃█▅█▇███████████████████████▇█▄█▃█▁▇ ▆ ▅ ▄ ▃ ▃ ▃ █▅█▅█▅█▆█▇███████████████████████████████████████████▇█▇█▅█▅█▄█ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████`

`$3`

Exponential decay power curve (1/f) - Source

`text pink4 ▅▄▂ ▇████▇▅▃▂ ████████████▇▆▄▃▁▁▁▁▂ ████████████████████████▇▆▅▄▃▂▂ ▁ ████████████████████████████████▇████████████▇▆▅▄▄▄▄▂▃▁▁ █████████████████████████████████████████████████████████▇▆▅▄▁ ██████████████████████████████████████████████████████████████▇▃ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████

pink16 █ █ ██ ███▆▁▁ ██████▇▅▁▂▁ ████████████▇▆▆▄▂▂▂▂▁▁ ███████████████████████▇▇▆▅▅▄▃▂ ▁ ████████████████████████████████▄███████████▇▆▅▄▃▃▄▃▂▂▁ ████████████████████████████████████████████████████████▆▇▆▅▂▁ ██████████████████████████████████████████████████████████████▆▁ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████

pink32 ▄ █ █ █▄ ██▄▁ ████▅▄▂ ████████▆▇▆▄▂▁ ████████████████▅▇▆▆▆▅▄▃▂▁▂ ██████████████████████████████▆▅ ▄▄▅▃▅▄▄▂▃▄▃▂▂ ████████████████████████████████████████████████▇▇▇▇▇▇▆▅▂▂▂ ████████████████████████████████████████████████████████████▅▄▁ ███████████████████████████████████████████████████████████████▅`

`$3`

Low-pass filtered noise (opposite of blue) - Source

`text red4

█▇▇▇▆▇▆▅▅▅▄▃▃▂▁ █████████████████▇▆▅▃▁ ███████████████████████▆▃ ███████████████████████████▄ ▁▃▄▆▇█████████▇▆▅▃▁ █████████████████████████████▄ ▁▄▇████████████████████▆▃ ██████████████████████████████▇▁ ▄██████████████████████████▄ ████████████████████████████████▇██████████████████████████████▁ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████

red16

▇▅▃ █████▃ ██████▃ ███████▂ ▂▅▅▂ ████████ ▅████▅ ▄▄▂ ███████████████▅ ▂████▆ ▃▇█▆▁ ▃▃▂ ▁ ████████████████▅██████▇ ▄█████▁ ▁▇███▆ ▄███▄ ▃▇█▇▂ ▂▆█▆▂ ████████████████████████▇███████▂██████▆ ▆█████▅ ▄█████▃ ▃█████▃ ████████████████████████████████████████████████▆███████▅███████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████

red32

▅ ██▇ ███▅ ████ ▃▅ ████▇██▆ ▁▃ ████████▂██▇ ▂▇▁ ▁ ████████████▄███ ▆█▅ ▃▆▂ ▄ ▁ ████████████████████▄███▁███ ▇█▅ ▄█▄ ▃▇▂ ▁▆▁ ▁▅ ▄ ▄ ▃ ▃ ████████████████████████████▇███▄███▃███▁███ ███ ███ ███ ▇██ ▇█▇ ████████████████████████████████████████████████▇███▇███▇███▇███ ████████████████████████████████████████████████████████████████`

`$3`

Band-stop filtered noise (interleaved red noise, opposite of green) - Source

`text violet2

██▇▇█▆▇▆▆▅▅▃▃▃▂▁ ▁▂▃▄▄▅▆▆▇▆▆▇▇█▇█ ███████████████████▇▅▄▂ ▁▂▄▅▇▇█████████████████ █████████████████████████▅▃ ▃▅████████████████████████ ████████████████████████████▄ ▄███████████████████████████ ██████████████████████████████▄ ▄█████████████████████████████ ████████████████████████████████▆███████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████

violet4

▂▇▇▇▆▄▂▂ ▂▂▄▆▇▇▇ █████████▆▃ ▃▆████████ ████████████▄ ▁ ▄███████████ ██████████████▁ ▂▅▇████▇▅▂ ▂▄▇████▇▅▁ ▁▇████████████ ███████████████▂ ▅██████████▆▁ ▂▇██████████▅ ▁██████████████ ████████████████▅██████████████▃ ▃██████████████▅███████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████

violet16

▅ ▅ ███ ██ ███▆ ▅██ ████ ▃▅ ▅▃ ███ ███████▆ ▁▅ ▃▂ ▆██████ ████████▃██▇ ▄▇▂ ▄ ▂ ▁ ▄ ▂█▄ ▇██▃███████ ████████████▅███▁██▇ ▆█▅ ▄█▄ ▂▇▃ ▃█▂ ▄█▃ ▅█▆ ▇██ ███▅███████████ ████████████████████▆███▅███▄███▃███▃███▄███▆███████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████

violet32

██ █ ██ █ ██▄▄ ▄▆█ ████ ▃ ▃ ███ ██████▂▆ ▁ ▂ ▆▂█████ ████████▅█▂▇ ▄ ▂ ▂ ▄ ▇▁█▅███████ ████████████▇█▅█▂█▁▇ ▇ ▅ ▄ ▃ ▃ ▃ ▃ ▃ ▄ ▄ ▅ ▆ ▇▁█▃█▄█▇███████████ ██████████████████████▇█▇█▆█▆█▅█▅█▅█▅█▆█▆███████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████`

`$3`

Uniform distribution (unfiltered output from source PRNG) - Source

`text white

▁█████████▇█████████▇█████▇▇▇█▇██▇▇█▇████████▇█▇███▇▇█▇█████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████ ████████████████████████████████████████████████████████████████`

`Status`

STABLE - used in production

Search or submit any issues for this package

`Related packages`

- @thi.ng/dsp - Composable signal generators, oscillators, filters, FFT, spectrum, windowing & related DSP utils - @thi.ng/lowdisc - n-dimensional low-discrepancy sequence generators/iterators - @thi.ng/random - Pseudo-random number generators w/ unified API, distributions, weighted choices, ID generation

`Installation`

`bash yarn add @thi.ng/colored-noise`

ESM import:

`ts import * as cnoise from "@thi.ng/colored-noise";`

Browser ESM import:

`html`

JSDelivr documentation

For Node.js REPL:

`js const cnoise = await import("@thi.ng/colored-noise");`

Package sizes (brotli'd, pre-treeshake): ESM: 494 bytes

`Dependencies`

- @thi.ng/binary - @thi.ng/random

`Usage examples`

Two projects in this repo's /examples directory are using this package:

| Screenshot | Description | Live demo | Source | |:-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|:----------------------------------------------------------------------|:------------------------------------------------------|:-----------------------------------------------------------------------------------| | | Fitting, transforming & plotting 10k data points per frame using SIMD | Demo | Source | | | Drawing to floating point offscreen / multi-pass shader pipeline | Demo | Source |

`API`

Generated API docs

TODO

See /tools for usage examples...

`ts import { red } from "@thi.ng/colored-noise"; import { take } from "@thi.ng/transducers";

// default config [...take(20, red())] // [0.03108920908982049, 0.5411110045940151, 0.26064470417452945, ...]

// custom config import { XsAdd } from "@thi.ng/random";

[...take(20, red({ bins: 16, scale: 1, rnd: new XsAdd(0xdecafbad) }))] // [ -0.17761799097704192, -0.10240132532836904, -0.1103387340810939, ...]`

`$3`

`ts import { green } from "@thi.ng/colored-noise"; import { adsr, iterable, product } from "@thi.ng/dsp"; import { wavByteArray } from "@thi.ng/dsp-io-wav"; import { writeFileSync } "node:fs";

const FS = 44100;

const signal = product( // wrap green noise as IGen iterable(green({ bins: 16 }), 0), // apply gain envelope adsr({ a: 0.005 FS, d: 0.2 FS, s: 0 }) );

// output as 16bit mono WAV file writeFileSync( "export/hihat.wav", wavByteArray( { bits: 16, channels: 1, length: 0.25 * FS, sampleRate: FS }, signal ) );`

!Result waveform with spectrum

`Authors`

- Karsten Schmidt

If this project contributes to an academic publication, please cite it as:

`bibtex @misc{thing-colored-noise, title = "@thi.ng/colored-noise", author = "Karsten Schmidt", note = "https://thi.ng/colored-noise", year = 2015 }``

License

!@thi.ng/colored-noise

![npm version](https://www.npmjs.com/package/@thi.ng/colored-noise)
!npm downloads
![Mastodon Follow](https://mastodon.thi.ng/@toxi)

About

Customizable O(1) ES6 generators for colored noise.

Colored noise is useful for a
wide variety of use cases where a more controlled approach to random number
generation is required, from DSP/synthesis to rendering, geometry generation,
animation etc.

Code ported from Java, C & Clojure implementations and other
references/literature (see links in doc strings). Furthermore, all generators
have been refactored to be O(1).

In alphabetical order:

$3

High-pass filtered noise (opposite of red) -
Source

blue16

blue32

`$3`

Band-pass filtered noise (interleaved blue noise, opposite of violet) - Source

`text green4

`$3`

Exponential decay power curve (1/f) - Source

`$3`

Low-pass filtered noise (opposite of blue) - Source

`text red4

red16

red32

`$3`

Band-stop filtered noise (interleaved red noise, opposite of green) - Source

`text violet2

violet4

violet16

violet32

`$3`

Uniform distribution (unfiltered output from source PRNG) - Source

`text white

`Status`

STABLE - used in production

Search or submit any issues for this package

`Related packages`

`Installation`

`bash yarn add @thi.ng/colored-noise`

ESM import:

`ts import * as cnoise from "@thi.ng/colored-noise";`

Browser ESM import:

`html`

JSDelivr documentation

For Node.js REPL:

`js const cnoise = await import("@thi.ng/colored-noise");`

Package sizes (brotli'd, pre-treeshake): ESM: 494 bytes

`Dependencies`

- @thi.ng/binary - @thi.ng/random

`Usage examples`

Two projects in this repo's /examples directory are using this package:

`API`

Generated API docs

TODO

See /tools for usage examples...

`ts import { red } from "@thi.ng/colored-noise"; import { take } from "@thi.ng/transducers";

// default config [...take(20, red())] // [0.03108920908982049, 0.5411110045940151, 0.26064470417452945, ...]

// custom config import { XsAdd } from "@thi.ng/random";

[...take(20, red({ bins: 16, scale: 1, rnd: new XsAdd(0xdecafbad) }))] // [ -0.17761799097704192, -0.10240132532836904, -0.1103387340810939, ...]`

`$3`

`ts import { green } from "@thi.ng/colored-noise"; import { adsr, iterable, product } from "@thi.ng/dsp"; import { wavByteArray } from "@thi.ng/dsp-io-wav"; import { writeFileSync } "node:fs";

const FS = 44100;

const signal = product( // wrap green noise as IGen iterable(green({ bins: 16 }), 0), // apply gain envelope adsr({ a: 0.005 FS, d: 0.2 FS, s: 0 }) );

// output as 16bit mono WAV file writeFileSync( "export/hihat.wav", wavByteArray( { bits: 16, channels: 1, length: 0.25 * FS, sampleRate: FS }, signal ) );`

!Result waveform with spectrum

`Authors`

- Karsten Schmidt

If this project contributes to an academic publication, please cite it as:

`bibtex @misc{thing-colored-noise, title = "@thi.ng/colored-noise", author = "Karsten Schmidt", note = "https://thi.ng/colored-noise", year = 2015 }``