src/chunk.hpp

   1 #ifndef BLANK_CHUNK_HPP_
   2 #define BLANK_CHUNK_HPP_
   3
   4 #include "block.hpp"
   5 #include "geometry.hpp"
   6 #include "model.hpp"
   7
   8 #include <list>
   9 #include <vector>
  10 #include <glm/glm.hpp>
  11 #include <glm/gtx/transform.hpp>
  12
  13
  14 namespace blank {
  15
  16 /// cube of size 16 (256 tiles, 4096 blocks)
  17 class Chunk {
  18
  19 public:
  20         using Pos = glm::tvec3<int>;
  21
  22 public:
  23         explicit Chunk(const BlockTypeRegistry &) noexcept;
  24
  25         Chunk(Chunk &&) noexcept;
  26         Chunk &operator =(Chunk &&) noexcept;
  27
  28         static constexpr int width = 16;
  29         static constexpr int height = 16;
  30         static constexpr int depth = 16;
  31         static Pos Extent() noexcept { return { width, height, depth }; }
  32         static constexpr int size = width * height * depth;
  33
  34         static AABB Bounds() noexcept { return AABB{ { 0, 0, 0 }, Extent() }; }
  35
  36         static constexpr bool InBounds(const Block::Pos &pos) noexcept {
  37                 return
  38                         pos.x >= 0 && pos.x < width &&
  39                         pos.y >= 0 && pos.y < height &&
  40                         pos.z >= 0 && pos.z < depth;
  41         }
  42         static constexpr bool InBounds(const Pos &pos) noexcept {
  43                 return
  44                         pos.x >= 0 && pos.x < width &&
  45                         pos.y >= 0 && pos.y < height &&
  46                         pos.z >= 0 && pos.z < depth;
  47         }
  48         static constexpr int ToIndex(const Pos &pos) noexcept {
  49                 return pos.x + pos.y * width + pos.z * width * height;
  50         }
  51         static constexpr bool InBounds(int idx) noexcept {
  52                 return idx >= 0 && idx < size;
  53         }
  54         static Block::Pos ToCoords(int idx) noexcept {
  55                 return Block::Pos(
  56                         0.5f + (idx % width),
  57                         0.5f + ((idx / width) % height),
  58                         0.5f + (idx / (width * height))
  59                 );
  60         }
  61         static Block::Pos ToCoords(const Pos &pos) noexcept {
  62                 return Block::Pos(pos) + 0.5f;
  63         }
  64         static Pos ToPos(int idx) noexcept {
  65                 return Pos(
  66                         (idx % width),
  67                         ((idx / width) % height),
  68                         (idx / (width * height))
  69                 );
  70         }
  71         glm::mat4 ToTransform(const Pos &pos, int idx) const noexcept;
  72
  73         static constexpr bool IsBorder(int idx) noexcept {
  74                 return
  75                         idx < width * height ||                    // low Z plane
  76                         idx % width == 0 ||                          // low X plane
  77                         (idx / (width * height)) == depth - 1 || // high Z plane
  78                         idx % width == width - 1 ||                // high X plane
  79                         (idx / width) % height == 0 ||             // low Y plane
  80                         (idx / width) % height == height - 1;    // high Y plane
  81         }
  82
  83         bool IsSurface(int index) const noexcept { return IsSurface(ToPos(index)); }
  84         bool IsSurface(const Block::Pos &pos) const noexcept { return IsSurface(Pos(pos)); }
  85         bool IsSurface(const Pos &pos) const noexcept;
  86
  87         void SetNeighbor(Chunk &) noexcept;
  88         bool HasNeighbor(Block::Face f) const noexcept { return neighbor[f]; }
  89         Chunk &GetNeighbor(Block::Face f) noexcept { return *neighbor[f]; }
  90         const Chunk &GetNeighbor(Block::Face f) const noexcept { return *neighbor[f]; }
  91         void ClearNeighbors() noexcept;
  92         void Unlink() noexcept;
  93         void Relink() noexcept;
  94
  95         // check which faces of a block at given index are obstructed (and therefore invisible)
  96         Block::FaceSet Obstructed(const Pos &) const noexcept;
  97
  98         void Invalidate() noexcept { dirty = true; }
  99
 100         void SetBlock(int index, const Block &) noexcept;
 101         void SetBlock(const Block::Pos &pos, const Block &block) noexcept { SetBlock(ToIndex(pos), block); }
 102         void SetBlock(const Pos &pos, const Block &block) noexcept { SetBlock(ToIndex(pos), block); }
 103
 104         const Block &BlockAt(int index) const noexcept { return blocks[index]; }
 105         const Block &BlockAt(const Block::Pos &pos) const noexcept { return BlockAt(ToIndex(pos)); }
 106         const Block &BlockAt(const Pos &pos) const noexcept { return BlockAt(ToIndex(pos)); }
 107
 108         const BlockType &Type(const Block &b) const noexcept { return types->Get(b.type); }
 109         const BlockType &Type(int index) const noexcept { return Type(BlockAt(index)); }
 110
 111         void SetLight(int index, int level) noexcept;
 112         void SetLight(const Pos &pos, int level) noexcept { SetLight(ToIndex(pos), level); }
 113         void SetLight(const Block::Pos &pos, int level) noexcept { SetLight(ToIndex(pos), level); }
 114
 115         int GetLight(int index) const noexcept;
 116         int GetLight(const Pos &pos) const noexcept { return GetLight(ToIndex(pos)); }
 117         int GetLight(const Block::Pos &pos) const noexcept { return GetLight(ToIndex(pos)); }
 118
 119         float GetVertexLight(const Pos &, const BlockModel::Position &, const Model::Normal &) const noexcept;
 120
 121         bool Intersection(
 122                 const Ray &ray,
 123                 const glm::mat4 &M,
 124                 float &dist
 125         ) const noexcept {
 126                 return blank::Intersection(ray, Bounds(), M, &dist);
 127         }
 128
 129         bool Intersection(
 130                 const Ray &,
 131                 const glm::mat4 &M,
 132                 int &blkid,
 133                 float &dist,
 134                 glm::vec3 &normal) const noexcept;
 135
 136         void Position(const Pos &pos) noexcept { position = pos; }
 137         const Pos &Position() const noexcept { return position; }
 138         glm::mat4 Transform(const Pos &offset) const noexcept {
 139                 return glm::translate((position - offset) * Extent());
 140         }
 141
 142         void CheckUpdate() noexcept;
 143         void Draw() noexcept;
 144
 145 private:
 146         void Update() noexcept;
 147
 148 private:
 149         const BlockTypeRegistry *types;
 150         Chunk *neighbor[Block::FACE_COUNT];
 151         Block blocks[16 * 16 * 16];
 152         unsigned char light[16 * 16 * 16];
 153         BlockModel model;
 154         Pos position;
 155         bool dirty;
 156
 157 };
 158
 159
 160 class BlockLookup {
 161
 162 public:
 163         // resolve chunk/position from oob coordinates
 164         BlockLookup(Chunk *c, const Chunk::Pos &p) noexcept;
 165
 166         // resolve chunk/position from ib coordinates and direction
 167         BlockLookup(Chunk *c, const Chunk::Pos &p, Block::Face dir) noexcept;
 168
 169         // check if lookup was successful
 170         operator bool() const { return chunk; }
 171
 172         // only valid if lookup was successful
 173         Chunk &GetChunk() const noexcept { return *chunk; }
 174         const Chunk::Pos &GetBlockPos() const noexcept { return pos; }
 175         const Block &GetBlock() const noexcept { return GetChunk().BlockAt(GetBlockPos()); }
 176         const BlockType &GetType() const noexcept { return GetChunk().Type(GetBlock()); }
 177         int GetLight() const noexcept { return GetChunk().GetLight(GetBlockPos()); }
 178
 179         // traverse in given direction
 180         BlockLookup Next(Block::Face f) const { return BlockLookup(chunk, pos, f); }
 181
 182 private:
 183         Chunk *chunk;
 184         Chunk::Pos pos;
 185
 186 };
 187
 188
 189 class Generator;
 190
 191 class ChunkLoader {
 192
 193 public:
 194         struct Config {
 195                 int load_dist = 6;
 196                 int unload_dist = 8;
 197         };
 198
 199         ChunkLoader(const Config &, const BlockTypeRegistry &, const Generator &) noexcept;
 200
 201         void Generate(const Chunk::Pos &from, const Chunk::Pos &to);
 202         void GenerateSurrounding(const Chunk::Pos &);
 203
 204         std::list<Chunk> &Loaded() noexcept { return loaded; }
 205
 206         Chunk *Loaded(const Chunk::Pos &) noexcept;
 207         bool Queued(const Chunk::Pos &) noexcept;
 208         bool Known(const Chunk::Pos &) noexcept;
 209         Chunk &ForceLoad(const Chunk::Pos &);
 210
 211         void Rebase(const Chunk::Pos &);
 212         void Update();
 213
 214 private:
 215         Chunk &Generate(const Chunk::Pos &pos);
 216         void Insert(Chunk &) noexcept;
 217         void Remove(Chunk &) noexcept;
 218
 219 private:
 220         Chunk::Pos base;
 221
 222         const BlockTypeRegistry &reg;
 223         const Generator &gen;
 224
 225         std::list<Chunk> loaded;
 226         std::list<Chunk::Pos> to_generate;
 227         std::list<Chunk> to_free;
 228
 229         int load_dist;
 230         int unload_dist;
 231
 232 };
 233
 234 }
 235
 236 #endif