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