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() { return 16; }
  29         static constexpr int Height() { return 16; }
  30         static constexpr int Depth() { return 16; }
  31         static Pos Extent() noexcept { return { Width(), Height(), Depth() }; }
  32         static constexpr int Size() { return 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 Pos ToPos(int idx) noexcept {
  62                 return Pos(
  63                         (idx % Width()),
  64                         ((idx / Width()) % Height()),
  65                         (idx / (Width() * Height()))
  66                 );
  67         }
  68         glm::mat4 ToTransform(int idx) const noexcept;
  69
  70         static constexpr bool IsBorder(int idx) noexcept {
  71                 return
  72                         idx < Width() * Height() ||                    // low Z plane
  73                         idx % Width() == 0 ||                          // low X plane
  74                         (idx / (Width() * Height())) == Depth() - 1 || // high Z plane
  75                         idx % Width() == Width() - 1 ||                // high X plane
  76                         (idx / Width()) % Height() == 0 ||             // low Y plane
  77                         (idx / Width()) % Height() == Height() - 1;    // high Y plane
  78         }
  79
  80         bool IsSurface(int index) const noexcept { return IsSurface(ToPos(index)); }
  81         bool IsSurface(const Block::Pos &pos) const noexcept { return IsSurface(Pos(pos)); }
  82         bool IsSurface(const Pos &pos) const noexcept;
  83
  84         void SetNeighbor(Chunk &) noexcept;
  85         bool HasNeighbor(Block::Face f) const noexcept { return neighbor[f]; }
  86         Chunk &GetNeighbor(Block::Face f) noexcept { return *neighbor[f]; }
  87         const Chunk &GetNeighbor(Block::Face f) const noexcept { return *neighbor[f]; }
  88         void ClearNeighbors() noexcept;
  89         void Unlink() noexcept;
  90         void Relink() noexcept;
  91
  92         // check which faces of a block at given index are obstructed (and therefore invisible)
  93         Block::FaceSet Obstructed(int idx) const noexcept;
  94
  95         void Invalidate() noexcept { dirty = true; }
  96
  97         void SetBlock(int index, const Block &) noexcept;
  98         void SetBlock(const Block::Pos &pos, const Block &block) noexcept { SetBlock(ToIndex(pos), block); }
  99         void SetBlock(const Pos &pos, const Block &block) noexcept { SetBlock(ToIndex(pos), block); }
 100
 101         const Block &BlockAt(int index) const noexcept { return blocks[index]; }
 102         const Block &BlockAt(const Block::Pos &pos) const noexcept { return BlockAt(ToIndex(pos)); }
 103         const Block &BlockAt(const Pos &pos) const noexcept { return BlockAt(ToIndex(pos)); }
 104
 105         const BlockType &Type(const Block &b) const noexcept { return types->Get(b.type); }
 106
 107         void SetLight(int index, int level) noexcept;
 108         void SetLight(const Pos &pos, int level) noexcept { SetLight(ToIndex(pos), level); }
 109         void SetLight(const Block::Pos &pos, int level) noexcept { SetLight(ToIndex(pos), level); }
 110
 111         int GetLight(int index) const noexcept;
 112         int GetLight(const Pos &pos) const noexcept { return GetLight(ToIndex(pos)); }
 113         int GetLight(const Block::Pos &pos) const noexcept { return GetLight(ToIndex(pos)); }
 114
 115         float GetVertexLight(int index, const BlockModel::Position &, const Model::Normal &) const noexcept;
 116
 117         bool Intersection(
 118                 const Ray &ray,
 119                 const glm::mat4 &M,
 120                 float &dist
 121         ) const noexcept {
 122                 return blank::Intersection(ray, Bounds(), M, &dist);
 123         }
 124
 125         bool Intersection(
 126                 const Ray &,
 127                 const glm::mat4 &M,
 128                 int &blkid,
 129                 float &dist,
 130                 glm::vec3 &normal) const noexcept;
 131
 132         void Position(const Pos &pos) noexcept { position = pos; }
 133         const Pos &Position() const noexcept { return position; }
 134         glm::mat4 Transform(const Pos &offset) const noexcept {
 135                 return glm::translate((position - offset) * Extent());
 136         }
 137
 138         void CheckUpdate() noexcept;
 139         void Draw() noexcept;
 140
 141 private:
 142         void Update() noexcept;
 143
 144 private:
 145         const BlockTypeRegistry *types;
 146         Chunk *neighbor[Block::FACE_COUNT];
 147         Block blocks[16 * 16 * 16];
 148         unsigned char light[16 * 16 * 16];
 149         BlockModel model;
 150         Pos position;
 151         bool dirty;
 152
 153 };
 154
 155
 156 class BlockLookup {
 157
 158 public:
 159         // resolve chunk/position from oob coordinates
 160         BlockLookup(Chunk *c, const Chunk::Pos &p) noexcept;
 161
 162         // resolve chunk/position from ib coordinates and direction
 163         BlockLookup(Chunk *c, const Chunk::Pos &p, Block::Face dir) noexcept;
 164
 165         // check if lookup was successful
 166         operator bool() const { return chunk; }
 167
 168         // only valid if lookup was successful
 169         Chunk &GetChunk() const noexcept { return *chunk; }
 170         const Chunk::Pos &GetBlockPos() const noexcept { return pos; }
 171         const Block &GetBlock() const noexcept { return GetChunk().BlockAt(GetBlockPos()); }
 172         const BlockType &GetType() const noexcept { return GetChunk().Type(GetBlock()); }
 173         int GetLight() const noexcept { return GetChunk().GetLight(GetBlockPos()); }
 174
 175 private:
 176         Chunk *chunk;
 177         Chunk::Pos pos;
 178
 179 };
 180
 181
 182 class Generator;
 183
 184 class ChunkLoader {
 185
 186 public:
 187         struct Config {
 188                 int load_dist = 6;
 189                 int unload_dist = 8;
 190         };
 191
 192         ChunkLoader(const Config &, const BlockTypeRegistry &, const Generator &) noexcept;
 193
 194         void Generate(const Chunk::Pos &from, const Chunk::Pos &to);
 195         void GenerateSurrounding(const Chunk::Pos &);
 196
 197         std::list<Chunk> &Loaded() noexcept { return loaded; }
 198
 199         Chunk *Loaded(const Chunk::Pos &) noexcept;
 200         bool Queued(const Chunk::Pos &) noexcept;
 201         bool Known(const Chunk::Pos &) noexcept;
 202         Chunk &ForceLoad(const Chunk::Pos &);
 203
 204         void Rebase(const Chunk::Pos &);
 205         void Update();
 206
 207 private:
 208         Chunk &Generate(const Chunk::Pos &pos);
 209         void Insert(Chunk &) noexcept;
 210         void Remove(Chunk &) noexcept;
 211
 212 private:
 213         Chunk::Pos base;
 214
 215         const BlockTypeRegistry &reg;
 216         const Generator &gen;
 217
 218         std::list<Chunk> loaded;
 219         std::list<Chunk::Pos> to_generate;
 220         std::list<Chunk> to_free;
 221
 222         int load_dist;
 223         int unload_dist;
 224
 225 };
 226
 227 }
 228
 229 #endif