src/creature/Creature.hpp

   1 #ifndef BLOBS_CREATURE_CREATURE_HPP_
   2 #define BLOBS_CREATURE_CREATURE_HPP_
   3
   4 #include "Composition.hpp"
   5 #include "Genome.hpp"
   6 #include "Goal.hpp"
   7 #include "Memory.hpp"
   8 #include "Situation.hpp"
   9 #include "Steering.hpp"
  10 #include "../graphics/SimpleVAO.hpp"
  11 #include "../math/geometry.hpp"
  12 #include "../math/glm.hpp"
  13
  14 #include <memory>
  15 #include <string>
  16 #include <vector>
  17
  18
  19 namespace blobs {
  20 namespace app {
  21         struct Assets;
  22 }
  23 namespace graphics {
  24         class Viewport;
  25 }
  26 namespace world {
  27         class Body;
  28         class Planet;
  29         class Simulation;
  30 }
  31 namespace creature {
  32
  33 class Creature {
  34
  35 public:
  36         using Callback = std::function<void(Creature &)>;
  37
  38         struct Stat {
  39                 // [0,1], zero being good, one bad
  40                 double value = 0.0;
  41                 // static gain per second
  42                 double gain = 0.0;
  43                 // adjust value by delta
  44                 void Add(double delta) noexcept {
  45                         value = glm::clamp(value + delta, 0.0, 1.0);
  46                 }
  47                 bool Empty() const noexcept { return value < 0.000001; }
  48                 bool Good() const noexcept { return value < 0.25; }
  49                 bool Okay() const noexcept { return value < 0.5; }
  50                 bool Bad() const noexcept { return !Okay(); }
  51                 bool Critical() const noexcept { return value > 0.75; }
  52                 bool Full() const noexcept { return value > 0.999999; }
  53         };
  54         struct Stats {
  55                 Stat stat[7];
  56                 Stat &Damage() noexcept { return stat[0]; }
  57                 const Stat &Damage() const noexcept { return stat[0]; }
  58                 Stat &Breath() noexcept { return stat[1]; }
  59                 const Stat &Breath() const noexcept { return stat[1]; }
  60                 Stat &Thirst() noexcept { return stat[2]; }
  61                 const Stat &Thirst() const noexcept { return stat[2]; }
  62                 Stat &Hunger() noexcept { return stat[3]; }
  63                 const Stat &Hunger() const noexcept { return stat[3]; }
  64                 Stat &Exhaustion() noexcept { return stat[4]; }
  65                 const Stat &Exhaustion() const noexcept { return stat[4]; }
  66                 Stat &Fatigue() noexcept { return stat[5]; }
  67                 const Stat &Fatigue() const noexcept { return stat[5]; }
  68                 Stat &Boredom() noexcept { return stat[6]; }
  69                 const Stat &Boredom() const noexcept { return stat[6]; }
  70         };
  71
  72 public:
  73         explicit Creature(world::Simulation &);
  74         ~Creature();
  75
  76         Creature(const Creature &) = delete;
  77         Creature &operator =(const Creature &) = delete;
  78
  79         Creature(Creature &&) = delete;
  80         Creature &operator =(Creature &&) = delete;
  81
  82 public:
  83         world::Simulation &GetSimulation() noexcept { return sim; }
  84         const world::Simulation &GetSimulation() const noexcept { return sim; }
  85
  86         void Name(const std::string &n) noexcept { name = n; }
  87         const std::string &Name() const noexcept { return name; }
  88
  89         Genome &GetGenome() noexcept { return genome; }
  90         const Genome &GetGenome() const noexcept { return genome; }
  91
  92         Genome::Properties<double> &GetProperties() noexcept { return properties; }
  93         const Genome::Properties<double> &GetProperties() const noexcept { return properties; }
  94
  95         void AddMass(int res, double amount);
  96         const Composition &GetComposition() const noexcept { return composition; }
  97
  98         void BaseColor(const glm::dvec3 &c) noexcept { base_color = c; }
  99         const glm::dvec3 &BaseColor() const noexcept { return base_color; }
 100
 101         void HighlightColor(const glm::dvec3 &c) noexcept;
 102         glm::dvec4 HighlightColor() const noexcept { return highlight_color; }
 103
 104         void Mass(double m) noexcept { mass = m; }
 105         double Mass() const noexcept { return mass; }
 106         void Ingest(int res, double amount) noexcept;
 107
 108         void DoWork(double amount) noexcept;
 109
 110         void Size(double s) noexcept { size = s; }
 111         double Size() const noexcept { return size; }
 112
 113         double Born() const noexcept { return birth; }
 114         double Age() const noexcept;
 115         /// age-depended multiplier, peak being the maximum in lifetime [0,1]
 116         double AgeFactor(double peak) const noexcept;
 117
 118         double EnergyEfficiency() const noexcept;
 119         double ExhaustionFactor() const noexcept;
 120         double FatigueFactor() const noexcept;
 121
 122         // stats with effects applied
 123         double Strength() const noexcept;
 124         double StrengthFactor() const noexcept;
 125         double Stamina() const noexcept;
 126         double StaminaFactor() const noexcept;
 127         double Dexerty() const noexcept;
 128         double DexertyFactor() const noexcept;
 129         double Intelligence() const noexcept;
 130         double IntelligenceFactor() const noexcept;
 131         double Lifetime() const noexcept;
 132         double Fertility() const noexcept;
 133         double Mutability() const noexcept;
 134         double Adaptability() const noexcept;
 135         double OffspringMass() const noexcept;
 136
 137         double PerceptionRange() const noexcept;
 138         double PerceptionOmniRange() const noexcept;
 139         double PerceptionField() const noexcept;
 140         bool PerceptionTest(const glm::dvec3 &) const noexcept;
 141         /// chance of giving birth per tick
 142         double OffspringChance() const noexcept;
 143         /// chance of arbitrary genetic mutation per tick
 144         double MutateChance() const noexcept;
 145         /// chance of environmental genetic mutation per tick
 146         double AdaptChance() const noexcept;
 147
 148         void Hurt(double d) noexcept;
 149         void Die() noexcept;
 150         bool Dead() const noexcept;
 151         void WhenDead(Callback cb) noexcept { on_death = cb; }
 152         void Remove() noexcept;
 153         bool Removable() const noexcept { return removable; }
 154         void Removed() noexcept;
 155
 156         void AddParent(Creature &);
 157         const std::vector<Creature *> &Parents() const noexcept { return parents; }
 158
 159         Stats &GetStats() noexcept { return stats; }
 160         const Stats &GetStats() const noexcept { return stats; }
 161
 162         Memory &GetMemory() noexcept { return memory; }
 163         const Memory &GetMemory() const noexcept { return memory; }
 164
 165         /// constantly active goal. every creature in the simulation is required to have one
 166         void SetBackgroundTask(std::unique_ptr<Goal> &&g) { bg_task = std::move(g); }
 167         Goal &BackgroundTask() { return *bg_task; }
 168
 169         void AddGoal(std::unique_ptr<Goal> &&);
 170         const std::vector<std::unique_ptr<Goal>> &Goals() const noexcept { return goals; }
 171
 172         void Tick(double dt);
 173
 174         Situation &GetSituation() noexcept { return situation; }
 175         const Situation &GetSituation() const noexcept { return situation; }
 176
 177         Steering &GetSteering() noexcept { return steering; }
 178         const Steering &GetSteering() const noexcept { return steering; }
 179
 180         math::AABB CollisionBox() const noexcept;
 181         glm::dmat4 CollisionTransform() const noexcept;
 182
 183         glm::dmat4 LocalTransform() noexcept;
 184
 185         void BuildVAO();
 186         void KillVAO();
 187         void Draw(graphics::Viewport &);
 188
 189 private:
 190         void TickState(double dt);
 191         void TickStats(double dt);
 192         void TickBrain(double dt);
 193         Situation::Derivative Step(const Situation::Derivative &ds, double dt) const noexcept;
 194
 195 private:
 196         world::Simulation &sim;
 197         std::string name;
 198
 199         Genome genome;
 200         Genome::Properties<double> properties;
 201         Composition composition;
 202
 203         glm::dvec3 base_color;
 204         glm::dvec4 highlight_color;
 205
 206         double mass;
 207         double size;
 208
 209         double birth;
 210         double death;
 211         Callback on_death;
 212         bool removable;
 213
 214         std::vector<Creature *> parents;
 215
 216         Stats stats;
 217         Memory memory;
 218
 219         std::unique_ptr<Goal> bg_task;
 220         std::vector<std::unique_ptr<Goal>> goals;
 221
 222         Situation situation;
 223         Steering steering;
 224
 225         struct Attributes {
 226                 glm::vec3 position;
 227                 glm::vec3 normal;
 228                 glm::vec3 texture;
 229         };
 230         std::unique_ptr<graphics::SimpleVAO<Attributes, unsigned short>> vao;
 231
 232 };
 233
 234 /// put creature on planet and configure it to (hopefully) survive
 235 void Spawn(Creature &, world::Planet &);
 236
 237 /// split the creature into two
 238 void Split(Creature &);
 239
 240 }
 241 }
 242
 243 #endif