src/world/Chunk.hpp

   1 #ifndef BLANK_WORLD_CHUNK_HPP_
   2 #define BLANK_WORLD_CHUNK_HPP_
   3
   4 #include "Block.hpp"
   5 #include "BlockTypeRegistry.hpp"
   6 #include "../geometry/Location.hpp"
   7 #include "../geometry/primitive.hpp"
   8
   9 #include <set>
  10 #include <vector>
  11 #include <glm/glm.hpp>
  12 #include <glm/gtx/transform.hpp>
  13
  14
  15 namespace blank {
  16
  17 class BlockType;
  18 class Entity;
  19 class WorldCollision;
  20
  21 /// cube of size 16 (256 tiles, 4096 blocks)
  22 class Chunk {
  23
  24 public:
  25         explicit Chunk(const BlockTypeRegistry &) noexcept;
  26
  27         Chunk(Chunk &&) noexcept;
  28         Chunk &operator =(Chunk &&) noexcept;
  29
  30         static constexpr int side = ExactLocation::scale;
  31         static constexpr float fside = ExactLocation::fscale;
  32         static constexpr int size = side * side * side;
  33
  34         static AABB Bounds() noexcept { return AABB{ { 0.0f, 0.0f, 0.0f }, ExactLocation::FExtent() }; }
  35         static glm::vec3 Center() noexcept { return glm::vec3(8.0f); }
  36         static float Radius() noexcept { return 27.71281292110203669632f; /* 16 * √3 */ }
  37
  38         /// get bounding box relative to given reference chunk
  39         AABB RelativeBounds(const ExactLocation::Coarse &ref) const noexcept {
  40                 AABB bounds;
  41                 bounds.min = (position - ref) * ExactLocation::Extent();
  42                 bounds.max = bounds.min + ExactLocation::FExtent();
  43                 return bounds;
  44         }
  45
  46         static constexpr bool InBounds(const ExactLocation::Fine &pos) noexcept {
  47                 return
  48                         pos.x >= 0.0f && pos.x < fside &&
  49                         pos.y >= 0.0f && pos.y < fside &&
  50                         pos.z >= 0.0f && pos.z < fside;
  51         }
  52         static constexpr bool InBounds(const RoughLocation::Fine &pos) noexcept {
  53                 return
  54                         pos.x >= 0 && pos.x < side &&
  55                         pos.y >= 0 && pos.y < side &&
  56                         pos.z >= 0 && pos.z < side;
  57         }
  58         static constexpr int ToIndex(const RoughLocation::Fine &pos) noexcept {
  59                 return pos.x + pos.y * side + pos.z * side * side;
  60         }
  61         static constexpr bool InBounds(int idx) noexcept {
  62                 return idx >= 0 && idx < size;
  63         }
  64         static ExactLocation::Fine ToCoords(int idx) noexcept {
  65                 return ExactLocation::Fine(
  66                         0.5f + (idx % side),
  67                         0.5f + ((idx / side) % side),
  68                         0.5f + (idx / (side * side))
  69                 );
  70         }
  71         static ExactLocation::Fine ToCoords(const RoughLocation::Fine &pos) noexcept {
  72                 return ExactLocation::Fine(pos) + 0.5f;
  73         }
  74         static RoughLocation::Fine ToPos(int idx) noexcept {
  75                 return RoughLocation::Fine(
  76                         (idx % side),
  77                         ((idx / side) % side),
  78                         (idx / (side * side))
  79                 );
  80         }
  81         /// get a chunk-local transform for block at given position and index
  82         /// (position and index are redundant)
  83         glm::mat4 ToTransform(const RoughLocation::Fine &position, int index) const noexcept;
  84         /// same as above, but also apply offset to given reference
  85         glm::mat4 ToTransform(const ExactLocation::Coarse &ref, const RoughLocation::Fine &pos, int idx) const noexcept;
  86
  87         ExactLocation::Fine ToSceneCoords(const ExactLocation::Coarse &base, const ExactLocation::Fine &pos) const noexcept {
  88                 return ExactLocation::Fine((position - base) * ExactLocation::Extent()) + pos;
  89         }
  90
  91         static bool IsBorder(const RoughLocation::Fine &pos) noexcept {
  92                 return
  93                         pos.x == 0 ||
  94                         pos.x == side - 1 ||
  95                         pos.y == 0 ||
  96                         pos.y == side - 1 ||
  97                         pos.z == 0 ||
  98                         pos.z == side - 1;
  99         }
 100         static constexpr bool IsBorder(int idx) noexcept {
 101                 return
 102                         idx < side * side ||                 // low Z plane
 103                         idx % side == 0 ||                   // low X plane
 104                         (idx / (side * side)) == side - 1 || // high Z plane
 105                         idx % side == side - 1 ||            // high X plane
 106                         (idx / side) % side == 0 ||          // low Y plane
 107                         (idx / side) % side == side - 1;     // high Y plane
 108         }
 109
 110         bool IsSurface(int index) const noexcept { return IsSurface(ToPos(index)); }
 111         bool IsSurface(const ExactLocation::Fine &pos) const noexcept { return IsSurface(RoughLocation::Fine(pos)); }
 112         bool IsSurface(const RoughLocation::Fine &pos) const noexcept;
 113
 114         void SetNeighbor(Block::Face, Chunk &) noexcept;
 115         bool HasNeighbor(Block::Face f) const noexcept { return neighbor[f]; }
 116         Chunk &GetNeighbor(Block::Face f) noexcept { return *neighbor[f]; }
 117         const Chunk &GetNeighbor(Block::Face f) const noexcept { return *neighbor[f]; }
 118         void Unlink() noexcept;
 119
 120         // check which faces of a block at given index are obstructed (and therefore invisible)
 121         Block::FaceSet Obstructed(const RoughLocation::Fine &) const noexcept;
 122
 123         void SetBlock(int index, const Block &) noexcept;
 124         void SetBlock(const ExactLocation::Fine &pos, const Block &block) noexcept { SetBlock(ToIndex(pos), block); }
 125         void SetBlock(const RoughLocation::Fine &pos, const Block &block) noexcept { SetBlock(ToIndex(pos), block); }
 126
 127         const Block &BlockAt(int index) const noexcept { return blocks[index]; }
 128         const Block &BlockAt(const ExactLocation::Fine &pos) const noexcept { return BlockAt(ToIndex(pos)); }
 129         const Block &BlockAt(const RoughLocation::Fine &pos) const noexcept { return BlockAt(ToIndex(pos)); }
 130
 131         const BlockType &Type(const Block &b) const noexcept { return types->Get(b.type); }
 132         const BlockType &Type(int index) const noexcept { return Type(BlockAt(index)); }
 133
 134         void SetLight(int index, int level) noexcept;
 135         void SetLight(const ExactLocation::Fine &pos, int level) noexcept { SetLight(ToIndex(pos), level); }
 136         void SetLight(const RoughLocation::Fine &pos, int level) noexcept { SetLight(ToIndex(pos), level); }
 137
 138         int GetLight(int index) const noexcept;
 139         int GetLight(const ExactLocation::Fine &pos) const noexcept { return GetLight(ToIndex(pos)); }
 140         int GetLight(const RoughLocation::Fine &pos) const noexcept { return GetLight(ToIndex(pos)); }
 141
 142         float GetVertexLight(const RoughLocation::Fine &, const BlockMesh::Position &, const EntityMesh::Normal &) const noexcept;
 143
 144         /// get gravity for one unit mass at given point
 145         glm::vec3 GravityAt(const ExactLocation &) const noexcept;
 146
 147         /// check if given ray passes this chunk at all
 148         /// given reference indicates the chunk offset of the ray in world space
 149         bool Intersection(
 150                 const Ray &ray,
 151                 const ExactLocation::Coarse &reference,
 152                 float &dist
 153         ) const noexcept {
 154                 return blank::Intersection(ray, RelativeBounds(reference), dist);
 155         }
 156
 157         /// check if given ray intersects any block of this chunk
 158         /// given reference indicates the chunk offset of the ray in world space
 159         bool Intersection(
 160                 const Ray &,
 161                 const ExactLocation::Coarse &reference,
 162                 WorldCollision &) noexcept;
 163
 164         /// get all blocks intersecting given box
 165         bool Intersection(
 166                 const AABB &box,
 167                 const glm::mat4 &Mbox,
 168                 const glm::mat4 &Mchunk,
 169                 std::vector<WorldCollision> &) noexcept;
 170
 171         bool Intersection(
 172                 const Entity &entity,
 173                 const glm::mat4 &Mentity,
 174                 const glm::mat4 &Mchunk,
 175                 std::vector<WorldCollision> &) noexcept;
 176
 177         void Position(const ExactLocation::Coarse &pos) noexcept { position = pos; }
 178         const ExactLocation::Coarse &Position() const noexcept { return position; }
 179
 180         glm::mat4 Transform(const ExactLocation::Coarse &offset) const noexcept {
 181                 return glm::translate((position - offset) * ExactLocation::Extent());
 182         }
 183
 184         void *BlockData() noexcept { return &blocks[0]; }
 185         const void *BlockData() const noexcept { return &blocks[0]; }
 186         static constexpr std::size_t BlockSize() noexcept { return offsetof(Chunk, position) - offsetof(Chunk, blocks); }
 187
 188         bool Generated() const noexcept { return generated; }
 189         void SetGenerated() noexcept { generated = true; }
 190         bool Lighted() const noexcept { return lighted; }
 191         void ScanLights();
 192
 193         /// check for active blocks, should be called after
 194         /// block data was modified by means other than SetBlock()
 195         void ScanActive();
 196
 197         void Ref() noexcept { ++ref_count; }
 198         void UnRef() noexcept { --ref_count; }
 199         bool Referenced() const noexcept { return ref_count > 0; }
 200
 201         void Invalidate() noexcept { dirty_mesh = dirty_save = true; }
 202         void InvalidateMesh() noexcept { dirty_mesh = true; }
 203         void ClearMesh() noexcept { dirty_mesh = false; }
 204         void ClearSave() noexcept { dirty_save = false; }
 205         bool ShouldUpdateMesh() const noexcept { return dirty_mesh; }
 206         bool ShouldUpdateSave() const noexcept { return dirty_save; }
 207
 208         void Update(BlockMesh &) noexcept;
 209
 210 private:
 211         const BlockTypeRegistry *types;
 212         Chunk *neighbor[Block::FACE_COUNT];
 213
 214         std::set<int> gravity;
 215
 216         Block blocks[size];
 217         unsigned char light[size];
 218         bool generated;
 219         bool lighted;
 220
 221         ExactLocation::Coarse position;
 222         int ref_count;
 223         bool dirty_mesh;
 224         bool dirty_save;
 225
 226 };
 227
 228 }
 229
 230 #endif