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reorder world update
authorDaniel Karbach <daniel.karbach@localhorst.tv>
Tue, 24 Nov 2015 16:43:38 +0000 (17:43 +0100)
committerDaniel Karbach <daniel.karbach@localhorst.tv>
Tue, 24 Nov 2015 16:43:38 +0000 (17:43 +0100)
also pushed physics integration details down to entity class

doc/concepts
src/client/net.cpp
src/geometry/distance.hpp
src/world/ChunkStore.hpp
src/world/Entity.hpp
src/world/World.hpp
src/world/chunk.cpp
src/world/world.cpp

index d8d2d84f5dd2822443814b843b58e4990a99546a..e9bb13ec83e6116c3775e436cfb22f21145860e4 100644 (file)
@@ -119,10 +119,13 @@ World update
 ------------
 
  - spawner (servers only)
- - physics simulation
  - for each entity update:
-  - transform caches
   - controller (input for players and AI for others)
+  - physics simulation
+  - transform caches
   - model (animation state)
  - rebase player chunk indices
  - remove dead entities
+
+Note that AI actually depends on transform caches, but t's okay if it
+lags one frame behind until that's sorted.
index bd2a43abd002a20224e8019ff36f203c08989061..bb28f15a7394347ff8a2a898aec3ff33f62d29c6 100644 (file)
@@ -426,7 +426,7 @@ void NetworkedInput::MergePlayerCorrection(uint16_t seq, const EntityState &corr
        vector<WorldCollision> col;
        while (entry != end) {
                SetMovement(entry->movement);
-               GetWorld().Update(replay, entry->delta_t);
+               replay.Update(GetWorld(), entry->delta_t);
                entry->state.pos = replay.GetState().pos;
                ++entry;
        }
index b6955af49391e570cd81970e9a75a57bd9787c9f..ef2f8a2fee5c570bd4dac293a8c190c0399b16cf 100644 (file)
@@ -15,6 +15,15 @@ inline bool iszero(const T &v) noexcept {
        return length2(v) < std::numeric_limits<typename T::value_type>::epsilon();
 }
 
+template<class Vec>
+inline void limit(Vec &v, float max) noexcept {
+       float len2 = length2(v);
+       float max2 = max * max;
+       if (len2 > max2) {
+               v = normalize(v) * max;
+       }
+}
+
 template<class T>
 T manhattan_distance(const glm::tvec3<T> &a, const glm::tvec3<T> &b) noexcept {
        return compAdd(abs(a - b));
index 12debef87b8f4997460959c40d5b71f668f91d22..79a9db1d1373ccb859705a06acf3deb4d115d201 100644 (file)
@@ -26,7 +26,8 @@ public:
        ChunkIndex *ClosestIndex(const ExactLocation::Coarse &pos);
 
        /// returns nullptr if given position is not loaded
-       Chunk *Get(const ExactLocation::Coarse &);
+       Chunk *Get(const ExactLocation::Coarse &) noexcept;
+       const Chunk *Get(const ExactLocation::Coarse &) const noexcept;
        /// returns nullptr if given position is not indexed
        Chunk *Allocate(const ExactLocation::Coarse &);
 
index 1a6fccf26f35a563441a3972a21ddfa799b14966..0117fa9cb0d0801deb53750c54b0b93c2d236cc1 100644 (file)
@@ -2,6 +2,7 @@
 #define BLANK_WORLD_ENTITY_HPP_
 
 #include "Chunk.hpp"
+#include "EntityDerivative.hpp"
 #include "EntityState.hpp"
 #include "../geometry/primitive.hpp"
 #include "../model/Instance.hpp"
@@ -17,6 +18,7 @@ namespace blank {
 class DirectionalLighting;
 class EntityController;
 class Shape;
+class World;
 
 class Entity {
 
@@ -114,13 +116,14 @@ public:
        bool Dead() const noexcept { return dead; }
        bool CanRemove() const noexcept { return dead && ref_count <= 0; }
 
-       void Update(float dt);
+       void Update(World &, float dt);
 
        void Render(const glm::mat4 &M, DirectionalLighting &prog) noexcept {
                if (model) model.Render(M, prog);
        }
 
 private:
+       void UpdatePhysics(World &, float dt);
        void UpdateTransforms() noexcept;
        void UpdateHeading() noexcept;
        void UpdateModel(float dt) noexcept;
@@ -130,6 +133,14 @@ public:
 private:
        void OrientHead(float dt) noexcept;
 
+       EntityDerivative CalculateStep(
+               World &,
+               const EntityState &cur,
+               float dt,
+               const EntityDerivative &prev
+       ) const;
+
+
 private:
        EntityController *ctrl;
        Instance model;
index d17cba65e70e6f767182a64bf253f7ad8735fdfb..7936f98cfd6dcec82a639454d4f8cf9f02c33f84 100644 (file)
@@ -17,7 +17,6 @@ namespace blank {
 
 class BlockTypeRegistry;
 class EntityCollision;
-struct EntityDerivative;
 class Viewport;
 class WorldCollision;
 
@@ -100,8 +99,11 @@ public:
 
        // dt in ms
        void Update(int dt);
-       // dt in s
-       void Update(Entity &, float dt);
+
+       /// fix state so entity doesn't intersect with the solid world
+       void ResolveWorldCollision(const Entity &, EntityState &);
+       /// get force due to gravity at given location
+       glm::vec3 GravityAt(const ExactLocation &) const noexcept;
 
        void Render(Viewport &);
        void RenderDebug(Viewport &);
@@ -110,29 +112,6 @@ private:
        using EntityHandle = std::list<Entity>::iterator;
        EntityHandle RemoveEntity(EntityHandle &);
 
-       EntityDerivative CalculateStep(
-               const Entity &,
-               const EntityState &cur,
-               float dt,
-               const EntityDerivative &prev
-       );
-       glm::vec3 CalculateForce(
-               const Entity &,
-               const EntityState &cur
-       );
-       glm::vec3 ControlForce(
-               const Entity &,
-               const EntityState &
-       );
-       void CollisionFix(
-               const Entity &,
-               EntityState &
-       );
-       glm::vec3 Gravity(
-               const Entity &,
-               const EntityState &
-       );
-
        /// calculate light direction and intensity at entity's location
        void GetLight(
                const Entity &entity,
index e93966e959ce13d4678dfaa3f5870ffcade50e17..60ece9a83451673a1d928d561795e529b394749b 100644 (file)
@@ -1075,7 +1075,7 @@ ChunkIndex *ChunkStore::ClosestIndex(const ExactLocation::Coarse &pos) {
        return closest_index;
 }
 
-Chunk *ChunkStore::Get(const ExactLocation::Coarse &pos) {
+Chunk *ChunkStore::Get(const ExactLocation::Coarse &pos) noexcept {
        for (ChunkIndex &index : indices) {
                Chunk *chunk = index.Get(pos);
                if (chunk) {
@@ -1085,6 +1085,16 @@ Chunk *ChunkStore::Get(const ExactLocation::Coarse &pos) {
        return nullptr;
 }
 
+const Chunk *ChunkStore::Get(const ExactLocation::Coarse &pos) const noexcept {
+       for (const ChunkIndex &index : indices) {
+               const Chunk *chunk = index.Get(pos);
+               if (chunk) {
+                       return chunk;
+               }
+       }
+       return nullptr;
+}
+
 Chunk *ChunkStore::Allocate(const ExactLocation::Coarse &pos) {
        Chunk *chunk = Get(pos);
        if (chunk) {
index d7771f320e8b55d10b47d126aeeba2a790551601..28e419552829262d33c4a74a4716b24bb3f859a1 100644 (file)
@@ -90,11 +90,14 @@ void Entity::UnsetController() noexcept {
 }
 
 glm::vec3 Entity::ControlForce(const EntityState &s) const noexcept {
+       glm::vec3 force;
        if (HasController()) {
-               return GetController().ControlForce(*this, s);
+               force = GetController().ControlForce(*this, s);
        } else {
-               return -s.velocity;
+               force = -s.velocity;
        }
+       limit(force, max_force);
+       return force;
 }
 
 void Entity::Position(const glm::ivec3 &c, const glm::vec3 &b) noexcept {
@@ -129,15 +132,58 @@ Ray Entity::Aim(const ExactLocation::Coarse &chunk_offset) const noexcept {
        return Ray{ glm::vec3(transform[3]), -glm::vec3(transform[2]) };
 }
 
-void Entity::Update(float dt) {
-       UpdateTransforms();
-       UpdateHeading();
+void Entity::Update(World &world, float dt) {
        if (HasController()) {
                GetController().Update(*this, dt);
        }
+       UpdatePhysics(world, dt);
+       UpdateTransforms();
+       UpdateHeading();
        UpdateModel(dt);
 }
 
+void Entity::UpdatePhysics(World &world, float dt) {
+       EntityState s(state);
+
+       EntityDerivative a(CalculateStep(world, s, 0.0f, EntityDerivative()));
+       EntityDerivative b(CalculateStep(world, s, dt * 0.5f, a));
+       EntityDerivative c(CalculateStep(world, s, dt * 0.5f, b));
+       EntityDerivative d(CalculateStep(world, s, dt, c));
+
+       EntityDerivative f;
+       constexpr float sixth = 1.0f / 6.0f;
+       f.position = sixth * (a.position + 2.0f * (b.position + c.position) + d.position);
+       f.velocity = sixth * (a.velocity + 2.0f * (b.velocity + c.velocity) + d.velocity);
+
+       s.pos.block += f.position * dt;
+       s.velocity += f.velocity * dt;
+       limit(s.velocity, max_vel);
+       world.ResolveWorldCollision(*this, s);
+       s.AdjustPosition();
+
+       SetState(s);
+}
+
+EntityDerivative Entity::CalculateStep(
+       World &world,
+       const EntityState &cur,
+       float dt,
+       const EntityDerivative &delta
+) const {
+       EntityState next(cur);
+       next.pos.block += delta.position * dt;
+       next.velocity += delta.velocity * dt;
+       limit(next.velocity, max_vel);
+       world.ResolveWorldCollision(*this, next);
+       next.AdjustPosition();
+
+       EntityDerivative out;
+       out.position = next.velocity;
+       out.velocity = ControlForce(next) + world.GravityAt(next.pos); // by mass = 1kg
+       return out;
+}
+
+
 void Entity::UpdateTransforms() noexcept {
        // model transform is the one given by current state
        model_transform = state.Transform(state.pos.chunk);
@@ -564,6 +610,7 @@ bool World::Intersection(
                if (manhattan_radius(cur_chunk.Position() - reference) > 1) {
                        // chunk is not one of the 3x3x3 surrounding the entity
                        // since there's no entity which can extent over 16 blocks, they can be skipped
+                       // TODO: change to indexed (like with entity)
                        continue;
                }
                if (cur_chunk.Intersection(box, M, cur_chunk.Transform(reference), col)) {
@@ -576,10 +623,7 @@ bool World::Intersection(
 void World::Update(int dt) {
        float fdt(dt * 0.001f);
        for (Entity &entity : entities) {
-               Update(entity, fdt);
-       }
-       for (Entity &entity : entities) {
-               entity.Update(fdt);
+               entity.Update(*this, fdt);
        }
        for (Player &player : players) {
                player.Update(dt);
@@ -593,74 +637,13 @@ void World::Update(int dt) {
        }
 }
 
-void World::Update(Entity &entity, float dt) {
-       EntityState state(entity.GetState());
-
-       EntityDerivative a(CalculateStep(entity, state, 0.0f, EntityDerivative()));
-       EntityDerivative b(CalculateStep(entity, state, dt * 0.5f, a));
-       EntityDerivative c(CalculateStep(entity, state, dt * 0.5f, b));
-       EntityDerivative d(CalculateStep(entity, state, dt, c));
-
-       EntityDerivative f;
-       constexpr float sixth = 1.0f / 6.0f;
-       f.position = sixth * (a.position + 2.0f * (b.position + c.position) + d.position);
-       f.velocity = sixth * (a.velocity + 2.0f * (b.velocity + c.velocity) + d.velocity);
-
-       state.pos.block += f.position * dt;
-       state.velocity += f.velocity * dt;
-       CollisionFix(entity, state);
-       state.AdjustPosition();
-
-       entity.SetState(state);
-}
-
-EntityDerivative World::CalculateStep(
-       const Entity &entity,
-       const EntityState &cur,
-       float dt,
-       const EntityDerivative &delta
-) {
-       EntityState next(cur);
-       next.pos.block += delta.position * dt;
-       next.velocity += delta.velocity * dt;
-       CollisionFix(entity, next);
-       next.AdjustPosition();
-
-       if (dot(next.velocity, next.velocity) > entity.MaxVelocity() * entity.MaxVelocity()) {
-               next.velocity = normalize(next.velocity) * entity.MaxVelocity();
-       }
-
-       EntityDerivative out;
-       out.position = next.velocity;
-       out.velocity = CalculateForce(entity, next); // by mass = 1kg
-       return out;
-}
-
-glm::vec3 World::CalculateForce(
-       const Entity &entity,
-       const EntityState &state
-) {
-       glm::vec3 force(ControlForce(entity, state));
-       if (dot(force, force) > entity.MaxControlForce() * entity.MaxControlForce()) {
-               force = normalize(force) * entity.MaxControlForce();
-       }
-       return force + Gravity(entity, state);
-}
-
-glm::vec3 World::ControlForce(
-       const Entity &entity,
-       const EntityState &state
-) {
-       return entity.ControlForce(state);
-}
-
 namespace {
 
 std::vector<WorldCollision> col;
 
 }
 
-void World::CollisionFix(
+void World::ResolveWorldCollision(
        const Entity &entity,
        EntityState &state
 ) {
@@ -725,20 +708,17 @@ glm::vec3 World::CombinedInterpenetration(
        return pen;
 }
 
-glm::vec3 World::Gravity(
-       const Entity &entity,
-       const EntityState &state
-) {
+glm::vec3 World::GravityAt(const ExactLocation &loc) const noexcept {
        glm::vec3 force(0.0f);
-       ExactLocation::Coarse begin(state.pos.chunk - 1);
-       ExactLocation::Coarse end(state.pos.chunk + 2);
+       ExactLocation::Coarse begin(loc.chunk - 1);
+       ExactLocation::Coarse end(loc.chunk + 2);
 
        for (ExactLocation::Coarse pos(begin); pos.z < end.z; ++pos.z) {
                for (pos.y = begin.y; pos.y < end.y; ++pos.y) {
                        for (pos.x = begin.x; pos.x < end.x; ++pos.x) {
-                               Chunk *chunk = chunks.Get(pos);
+                               const Chunk *chunk = chunks.Get(pos);
                                if (chunk) {
-                                       force += chunk->GravityAt(state.pos);
+                                       force += chunk->GravityAt(loc);
                                }
                        }
                }