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 "Memory.hpp"
   7 #include "Situation.hpp"
   8 #include "Steering.hpp"
   9 #include "../graphics/SimpleVAO.hpp"
  10 #include "../math/geometry.hpp"
  11 #include "../math/glm.hpp"
  12
  13 #include <functional>
  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 Goal;
  34
  35 class Creature {
  36
  37 public:
  38         using Callback = std::function<void(Creature &)>;
  39
  40         struct Stat {
  41                 // [0,1], zero being good, one bad
  42                 double value = 0.0;
  43                 // static gain per second
  44                 double gain = 0.0;
  45                 // adjust value by delta
  46                 void Add(double delta) noexcept {
  47                         value = glm::clamp(value + delta, 0.0, 1.0);
  48                 }
  49                 bool Empty() const noexcept { return value < 0.000001; }
  50                 bool Good() const noexcept { return value < 0.25; }
  51                 bool Okay() const noexcept { return value < 0.5; }
  52                 bool Bad() const noexcept { return !Okay(); }
  53                 bool Critical() const noexcept { return value > 0.75; }
  54                 bool Full() const noexcept { return value > 0.999999; }
  55         };
  56         struct Stats {
  57                 Stat stat[7];
  58                 Stat &Damage() noexcept { return stat[0]; }
  59                 const Stat &Damage() const noexcept { return stat[0]; }
  60                 Stat &Breath() noexcept { return stat[1]; }
  61                 const Stat &Breath() const noexcept { return stat[1]; }
  62                 Stat &Thirst() noexcept { return stat[2]; }
  63                 const Stat &Thirst() const noexcept { return stat[2]; }
  64                 Stat &Hunger() noexcept { return stat[3]; }
  65                 const Stat &Hunger() const noexcept { return stat[3]; }
  66                 Stat &Exhaustion() noexcept { return stat[4]; }
  67                 const Stat &Exhaustion() const noexcept { return stat[4]; }
  68                 Stat &Fatigue() noexcept { return stat[5]; }
  69                 const Stat &Fatigue() const noexcept { return stat[5]; }
  70                 Stat &Boredom() noexcept { return stat[6]; }
  71                 const Stat &Boredom() const noexcept { return stat[6]; }
  72         };
  73
  74 public:
  75         explicit Creature(world::Simulation &);
  76         ~Creature();
  77
  78         Creature(const Creature &) = delete;
  79         Creature &operator =(const Creature &) = delete;
  80
  81         Creature(Creature &&) = delete;
  82         Creature &operator =(Creature &&) = delete;
  83
  84 public:
  85         world::Simulation &GetSimulation() noexcept { return sim; }
  86         const world::Simulation &GetSimulation() const noexcept { return sim; }
  87
  88         void Name(const std::string &n) noexcept { name = n; }
  89         const std::string &Name() const noexcept { return name; }
  90
  91         Genome &GetGenome() noexcept { return genome; }
  92         const Genome &GetGenome() const noexcept { return genome; }
  93
  94         Genome::Properties<double> &GetProperties() noexcept { return properties; }
  95         const Genome::Properties<double> &GetProperties() const noexcept { return properties; }
  96
  97         void AddMass(int res, double amount);
  98         const Composition &GetComposition() const noexcept { return composition; }
  99
 100         void BaseColor(const glm::dvec3 &c) noexcept { base_color = c; }
 101         const glm::dvec3 &BaseColor() const noexcept { return base_color; }
 102
 103         void HighlightColor(const glm::dvec3 &c) noexcept;
 104         glm::dvec4 HighlightColor() const noexcept { return highlight_color; }
 105
 106         void BackSkin(double s) noexcept { skin_back = s; }
 107         double BackSkin() const noexcept { return skin_back; }
 108
 109         void SideSkin(double s) noexcept { skin_side = s; }
 110         double SideSkin() const noexcept { return skin_side; }
 111
 112         void Mass(double m) noexcept { mass = m; }
 113         double Mass() const noexcept { return mass; }
 114         void Ingest(int res, double amount) noexcept;
 115
 116         void DoWork(double amount) noexcept;
 117
 118         void Size(double s) noexcept { size = s; }
 119         double Size() const noexcept { return size; }
 120
 121         double Born() const noexcept { return birth; }
 122         double Age() const noexcept;
 123         /// age-depended multiplier, peak being the maximum in lifetime [0,1]
 124         double AgeFactor(double peak) const noexcept;
 125
 126         double EnergyEfficiency() const noexcept;
 127         double ExhaustionFactor() const noexcept;
 128         double FatigueFactor() const noexcept;
 129
 130         // stats with effects applied
 131         double Strength() const noexcept;
 132         double StrengthFactor() const noexcept;
 133         double Stamina() const noexcept;
 134         double StaminaFactor() const noexcept;
 135         double Dexerty() const noexcept;
 136         double DexertyFactor() const noexcept;
 137         double Intelligence() const noexcept;
 138         double IntelligenceFactor() const noexcept;
 139         double Lifetime() const noexcept;
 140         double Fertility() const noexcept;
 141         double Mutability() const noexcept;
 142         double Adaptability() const noexcept;
 143         double OffspringMass() const noexcept;
 144
 145         double PerceptionRange() const noexcept;
 146         double PerceptionOmniRange() const noexcept;
 147         double PerceptionField() const noexcept;
 148         bool PerceptionTest(const glm::dvec3 &) const noexcept;
 149         /// chance of giving birth per tick
 150         double OffspringChance() const noexcept;
 151         /// chance of arbitrary genetic mutation per tick
 152         double MutateChance() const noexcept;
 153         /// chance of environmental genetic mutation per tick
 154         double AdaptChance() const noexcept;
 155
 156         void Hurt(double d) noexcept;
 157         void Die() noexcept;
 158         bool Dead() const noexcept;
 159         void WhenDead(Callback cb) noexcept { on_death = cb; }
 160         void Remove() noexcept;
 161         bool Removable() const noexcept { return removable; }
 162         void Removed() noexcept;
 163
 164         void AddParent(Creature &);
 165         const std::vector<Creature *> &Parents() const noexcept { return parents; }
 166
 167         Stats &GetStats() noexcept { return stats; }
 168         const Stats &GetStats() const noexcept { return stats; }
 169
 170         Memory &GetMemory() noexcept { return memory; }
 171         const Memory &GetMemory() const noexcept { return memory; }
 172
 173         /// constantly active goal. every creature in the simulation is required to have one
 174         void SetBackgroundTask(std::unique_ptr<Goal> &&g);
 175         Goal &BackgroundTask();
 176
 177         void AddGoal(std::unique_ptr<Goal> &&);
 178         const std::vector<std::unique_ptr<Goal>> &Goals() const noexcept { return goals; }
 179
 180         void Tick(double dt);
 181
 182         Situation &GetSituation() noexcept { return situation; }
 183         const Situation &GetSituation() const noexcept { return situation; }
 184
 185         Steering &GetSteering() noexcept { return steering; }
 186         const Steering &GetSteering() const noexcept { return steering; }
 187
 188         void HeadingTarget(const glm::dvec3 &t) noexcept { heading_target = t; heading_manual = true; }
 189
 190         math::AABB CollisionBounds() const noexcept;
 191         glm::dmat4 CollisionTransform() const noexcept;
 192
 193         void OnCollide(Creature &other);
 194
 195         glm::dmat4 LocalTransform() noexcept;
 196
 197         void BuildVAO();
 198         void KillVAO();
 199         void Draw(graphics::Viewport &);
 200
 201 private:
 202         void Cache() noexcept;
 203         void TickState(double dt);
 204         void TickStats(double dt);
 205         void TickBrain(double dt);
 206         Situation::Derivative Step(const Situation::Derivative &ds, double dt) const noexcept;
 207
 208 private:
 209         world::Simulation &sim;
 210         std::string name;
 211
 212         Genome genome;
 213         Genome::Properties<double> properties;
 214         Composition composition;
 215
 216         glm::dvec3 base_color;
 217         glm::dvec4 highlight_color;
 218         double skin_back;
 219         double skin_side;
 220
 221         double mass;
 222         double size;
 223
 224         double birth;
 225         double death;
 226         Callback on_death;
 227         bool removable;
 228
 229         std::vector<Creature *> parents;
 230
 231         Stats stats;
 232         Memory memory;
 233
 234         std::unique_ptr<Goal> bg_task;
 235         std::vector<std::unique_ptr<Goal>> goals;
 236
 237         Situation situation;
 238         Steering steering;
 239         glm::dvec3 heading_target;
 240         bool heading_manual;
 241
 242         // cached because steering makes heavy use of this
 243         double perception_range;
 244         double perception_range_squared;
 245         double perception_omni_range;
 246         double perception_omni_range_squared;
 247         double perception_field;
 248
 249         struct Attributes {
 250                 glm::vec3 position;
 251                 glm::vec3 normal;
 252                 glm::vec3 texture;
 253         };
 254         std::unique_ptr<graphics::SimpleVAO<Attributes, unsigned short>> vao;
 255
 256 };
 257
 258 /// put creature on planet and configure it to (hopefully) survive
 259 void Spawn(Creature &, world::Planet &);
 260
 261 /// split the creature into two
 262 void Split(Creature &);
 263
 264 }
 265 }
 266
 267 #endif