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