src/creature/creature.cpp

   1 #include "Composition.hpp"
   2 #include "Creature.hpp"
   3 #include "Genome.hpp"
   4 #include "Memory.hpp"
   5 #include "NameGenerator.hpp"
   6 #include "Situation.hpp"
   7 #include "Steering.hpp"
   8
   9 #include "BlobBackgroundTask.hpp"
  10 #include "Goal.hpp"
  11 #include "IdleGoal.hpp"
  12 #include "../app/Assets.hpp"
  13 #include "../math/const.hpp"
  14 #include "../ui/string.hpp"
  15 #include "../world/Body.hpp"
  16 #include "../world/Planet.hpp"
  17 #include "../world/Simulation.hpp"
  18 #include "../world/TileType.hpp"
  19
  20 #include <algorithm>
  21 #include <sstream>
  22 #include <glm/gtx/transform.hpp>
  23 #include <glm/gtx/vector_angle.hpp>
  24
  25 #include <iostream>
  26 #include <glm/gtx/io.hpp>
  27
  28
  29 namespace blobs {
  30 namespace creature {
  31
  32 Composition::Composition()
  33 : components()
  34 , total_mass(0.0) {
  35 }
  36
  37 Composition::~Composition() {
  38 }
  39
  40 namespace {
  41 bool CompositionCompare(const Composition::Component &a, const Composition::Component &b) {
  42         return b.value < a.value;
  43 }
  44 }
  45
  46 void Composition::Add(int res, double amount) {
  47         bool found = false;
  48         for (auto c = components.begin(); c != components.end(); ++c) {
  49                 if (c->resource == res) {
  50                         c->value += amount;
  51                         if (c->value <= 0.0) {
  52                                 components.erase(c);
  53                         }
  54                         found = true;
  55                         break;
  56                 }
  57         }
  58         if (!found && amount > 0.0) {
  59                 components.emplace_back(res, amount);
  60         }
  61         std::sort(components.begin(), components.end(), CompositionCompare);
  62         total_mass += amount;
  63 }
  64
  65 bool Composition::Has(int res) const noexcept {
  66         for (auto &c : components) {
  67                 if (c.resource == res) {
  68                         return true;
  69                 }
  70         }
  71         return false;
  72 }
  73
  74 double Composition::Get(int res) const noexcept {
  75         for (auto &c : components) {
  76                 if (c.resource == res) {
  77                         return c.value;
  78                 }
  79         }
  80         return 0.0;
  81 }
  82
  83
  84 Creature::Creature(world::Simulation &sim)
  85 : sim(sim)
  86 , name()
  87 , genome()
  88 , properties()
  89 , composition()
  90 , base_color(1.0)
  91 , highlight_color(0.0, 0.0, 0.0, 1.0)
  92 , mass(1.0)
  93 , size(1.0)
  94 , birth(sim.Time())
  95 , death(0.0)
  96 , on_death()
  97 , removable(false)
  98 , parents()
  99 , stats()
 100 , memory(*this)
 101 , bg_task()
 102 , goals()
 103 , situation()
 104 , steering(*this)
 105 , vao() {
 106         sim.SetAlive(this);
 107         // all creatures avoid each other for now
 108         steering.Separate(0.1, 1.5);
 109 }
 110
 111 Creature::~Creature() {
 112 }
 113
 114 void Creature::AddMass(int res, double amount) {
 115         composition.Add(res, amount);
 116         double nonsolid = 0.0;
 117         double volume = 0.0;
 118         for (const auto &c : composition) {
 119                 volume += c.value / sim.Assets().data.resources[c.resource].density;
 120                 if (sim.Assets().data.resources[c.resource].state != world::Resource::SOLID) {
 121                         nonsolid += c.value;
 122                 }
 123         }
 124         Mass(composition.TotalMass());
 125         Size(std::cbrt(volume));
 126         highlight_color.a = nonsolid / composition.TotalMass();
 127 }
 128
 129 void Creature::HighlightColor(const glm::dvec3 &c) noexcept {
 130         highlight_color = glm::dvec4(c, highlight_color.a);
 131 }
 132
 133 void Creature::Ingest(int res, double amount) noexcept {
 134         // TODO: check foreign materials
 135         if (sim.Resources()[res].state == world::Resource::SOLID) {
 136                 // 15% of solids stays in body
 137                 AddMass(res, amount * 0.15);
 138         } else {
 139                 // 10% of fluids stays in body
 140                 AddMass(res, amount * 0.05);
 141         }
 142 }
 143
 144 void Creature::DoWork(double amount) noexcept {
 145         stats.Exhaustion().Add(amount / Stamina());
 146         // burn resources proportional to composition
 147         // factor = 1/total * 1/efficiency * amount * -1
 148         double factor = -amount / (composition.TotalMass() * EnergyEfficiency());
 149         // make a copy to total remains constant and
 150         // no entries disappear during iteration
 151         Composition comp(composition);
 152         for (auto &cmp : comp) {
 153                 double value = cmp.value * factor * sim.Resources()[cmp.resource].inverse_energy;
 154                 AddMass(cmp.resource, value);
 155         }
 156 }
 157
 158 void Creature::Hurt(double amount) noexcept {
 159         stats.Damage().Add(amount);
 160         if (stats.Damage().Full()) {
 161                 std::cout << "[" << ui::TimeString(sim.Time()) << "] " << name << " ";
 162                 if (stats.Exhaustion().Full()) {
 163                         std::cout << "died of exhaustion";
 164                 } else if (stats.Breath().Full()) {
 165                         std::cout << "suffocated";
 166                 } else if (stats.Thirst().Full()) {
 167                         std::cout << "died of thirst";
 168                 } else if (stats.Hunger().Full()) {
 169                         std::cout << "starved to death";
 170                 } else {
 171                         std::cout << "succumed to wounds";
 172                 }
 173                 std::cout << " at an age of " << ui::TimeString(Age())
 174                         << " (" << ui::PercentageString(Age() / properties.Lifetime())
 175                         << "% of life expectancy of " << ui::TimeString(properties.Lifetime())
 176                         << ")" << std::endl;
 177                 Die();
 178         }
 179 }
 180
 181 void Creature::Die() noexcept {
 182         sim.SetDead(this);
 183         death = sim.Time();
 184         steering.Halt();
 185         if (on_death) {
 186                 on_death(*this);
 187         }
 188         Remove();
 189 }
 190
 191 void Creature::Remove() noexcept {
 192         removable = true;
 193 }
 194
 195 void Creature::Removed() noexcept {
 196         bg_task.reset();
 197         goals.clear();
 198         memory.Erase();
 199         KillVAO();
 200 }
 201
 202 void Creature::AddParent(Creature &p) {
 203         parents.push_back(&p);
 204 }
 205
 206 double Creature::Age() const noexcept {
 207         return sim.Time() - birth;
 208 }
 209
 210 double Creature::AgeFactor(double peak) const noexcept {
 211         // shifted inverse hermite, y = 1 - (3t² - 2t³) with t = normalized age - peak
 212         // goes negative below -0.5 and starts to rise again above 1.0
 213         double t = glm::clamp((Age() / properties.Lifetime()) - peak, -0.5, 1.0);
 214         // guarantee at least 1%
 215         return std::max(0.01, 1.0 - (3.0 * t * t) + (2.0 * t * t * t));
 216 }
 217
 218 double Creature::EnergyEfficiency() const noexcept {
 219         return 0.25 * AgeFactor(0.05);
 220 }
 221
 222 double Creature::ExhaustionFactor() const noexcept {
 223         return 1.0 - (glm::smoothstep(0.5, 1.0, stats.Exhaustion().value) * 0.5);
 224 }
 225
 226 double Creature::FatigueFactor() const noexcept {
 227         return 1.0 - (glm::smoothstep(0.5, 1.0, stats.Fatigue().value) * 0.5);
 228 }
 229
 230 double Creature::Strength() const noexcept {
 231         // TODO: replace all age factors with actual growth and decay
 232         return properties.Strength() * ExhaustionFactor() * AgeFactor(0.25);
 233 }
 234
 235 double Creature::Stamina() const noexcept {
 236         return properties.Stamina() * ExhaustionFactor() * AgeFactor(0.25);
 237 }
 238
 239 double Creature::Dexerty() const noexcept {
 240         return properties.Dexerty() * ExhaustionFactor() * AgeFactor(0.25);
 241 }
 242
 243 double Creature::Intelligence() const noexcept {
 244         return properties.Intelligence() * FatigueFactor() * AgeFactor(0.25);
 245 }
 246
 247 double Creature::Lifetime() const noexcept {
 248         return properties.Lifetime();
 249 }
 250
 251 double Creature::Fertility() const noexcept {
 252         return properties.Fertility() * AgeFactor(0.25);
 253 }
 254
 255 double Creature::Mutability() const noexcept {
 256         return properties.Mutability();
 257 }
 258
 259 double Creature::OffspringMass() const noexcept {
 260         return properties.OffspringMass();
 261 }
 262
 263 double Creature::OffspringChance() const noexcept {
 264         return AgeFactor(0.25) * properties.Fertility() * (1.0 / 3600.0);
 265 }
 266
 267 double Creature::MutateChance() const noexcept {
 268         return GetProperties().Mutability() * (1.0 / 3600.0);
 269 }
 270
 271 void Creature::AddGoal(std::unique_ptr<Goal> &&g) {
 272         g->Enable();
 273         goals.emplace_back(std::move(g));
 274 }
 275
 276 namespace {
 277
 278 bool GoalCompare(const std::unique_ptr<Goal> &a, const std::unique_ptr<Goal> &b) {
 279         return b->Urgency() < a->Urgency();
 280 }
 281
 282 }
 283
 284 void Creature::Tick(double dt) {
 285         TickState(dt);
 286         TickStats(dt);
 287         TickBrain(dt);
 288 }
 289
 290 void Creature::TickState(double dt) {
 291         steering.MaxSpeed(Dexerty());
 292         steering.MaxForce(Strength());
 293         Situation::State state(situation.GetState());
 294         Situation::Derivative a(Step(Situation::Derivative(), 0.0));
 295         Situation::Derivative b(Step(a, dt * 0.5));
 296         Situation::Derivative c(Step(b, dt * 0.5));
 297         Situation::Derivative d(Step(c, dt));
 298         Situation::Derivative f(
 299                 (1.0 / 6.0) * (a.vel + 2.0 * (b.vel + c.vel) + d.vel),
 300                 (1.0 / 6.0) * (a.acc + 2.0 * (b.acc + c.acc) + d.acc)
 301         );
 302         state.pos += f.vel * dt;
 303         state.vel += f.acc * dt;
 304         situation.EnforceConstraints(state);
 305         if (length2(state.vel) > 0.000001) {
 306                 glm::dvec3 nvel(normalize(state.vel));
 307                 double ang = angle(nvel, state.dir);
 308                 double turn_rate = PI * 0.75 * dt;
 309                 if (ang < turn_rate) {
 310                         state.dir = normalize(state.vel);
 311                 } else if (std::abs(ang - PI) < 0.001) {
 312                         state.dir = rotate(state.dir, turn_rate, world::Planet::SurfaceNormal(situation.Surface()));
 313                 } else {
 314                         state.dir = rotate(state.dir, turn_rate, normalize(cross(state.dir, nvel)));
 315                 }
 316         }
 317         situation.SetState(state);
 318         // work is force times distance
 319         DoWork(length(f.acc) * Mass() * length(f.vel) * dt);
 320 }
 321
 322 Situation::Derivative Creature::Step(const Situation::Derivative &ds, double dt) const noexcept {
 323         Situation::State s = situation.GetState();
 324         s.pos += ds.vel * dt;
 325         s.vel += ds.acc * dt;
 326         glm::dvec3 force(steering.Force(s));
 327         // gravity = antinormal * mass * Gm / r²
 328         double elevation = s.pos[(situation.Surface() + 2) % 3];
 329         glm::dvec3 normal(world::Planet::SurfaceNormal(situation.Surface()));
 330         force += glm::dvec3(
 331                 -normal
 332                 * Mass() * situation.GetPlanet().GravitationalParameter()
 333                 / (elevation * elevation));
 334         // if net force is applied and in contact with surface
 335         if (!allzero(force) && std::abs(std::abs(elevation) - situation.GetPlanet().Radius()) < 0.001) {
 336                 // apply friction = -|normal force| * tangential force * coefficient
 337                 glm::dvec3 fn(normal * dot(force, normal));
 338                 glm::dvec3 ft(force - fn);
 339                 double u = 0.4;
 340                 glm::dvec3 friction(-length(fn) * ft * u);
 341                 force += friction;
 342         }
 343         return {
 344                 s.vel,
 345                 force / Mass()
 346         };
 347 }
 348
 349 void Creature::TickStats(double dt) {
 350         for (auto &s : stats.stat) {
 351                 s.Add(s.gain * dt);
 352         }
 353         stats.Breath().Add(stats.Breath().gain * stats.Exhaustion().value * dt);
 354         // TODO: damage values depending on properties
 355         if (stats.Breath().Full()) {
 356                 constexpr double dps = 1.0 / 4.0;
 357                 Hurt(dps * dt);
 358         }
 359         if (stats.Thirst().Full()) {
 360                 constexpr double dps = 1.0 / 32.0;
 361                 Hurt(dps * dt);
 362         }
 363         if (stats.Hunger().Full()) {
 364                 constexpr double dps = 1.0 / 128.0;
 365                 Hurt(dps * dt);
 366         }
 367         if (!situation.Moving()) {
 368                 // double exhaustion recovery when standing still
 369                 stats.Exhaustion().Add(stats.Exhaustion().gain * dt);
 370         }
 371 }
 372
 373 void Creature::TickBrain(double dt) {
 374         bg_task->Tick(dt);
 375         bg_task->Action();
 376         memory.Tick(dt);
 377         // do background stuff
 378         if (goals.empty()) {
 379                 return;
 380         }
 381         for (auto &goal : goals) {
 382                 goal->Tick(dt);
 383         }
 384         // if active goal can be interrupted, check priorities
 385         if (goals.size() > 1 && goals[0]->Interruptible()) {
 386                 std::sort(goals.begin(), goals.end(), GoalCompare);
 387         }
 388         goals[0]->Action();
 389         for (auto goal = goals.begin(); goal != goals.end();) {
 390                 if ((*goal)->Complete()) {
 391                         goals.erase(goal);
 392                 } else {
 393                         ++goal;
 394                 }
 395         }
 396 }
 397
 398 math::AABB Creature::CollisionBox() const noexcept {
 399         return { glm::dvec3(size * -0.5), glm::dvec3(size * 0.5) };
 400 }
 401
 402 glm::dmat4 Creature::CollisionTransform() const noexcept {
 403         const double half_size = size * 0.5;
 404         const glm::dvec3 &pos = situation.Position();
 405         const glm::dmat3 srf(world::Planet::SurfaceOrientation(situation.Surface()));
 406         return glm::translate(glm::dvec3(pos.x, pos.y, pos.z + half_size))
 407                 * glm::rotate(glm::orientedAngle(-srf[2], situation.Heading(), srf[1]), srf[1])
 408                 * glm::dmat4(srf);
 409 }
 410
 411 glm::dmat4 Creature::LocalTransform() noexcept {
 412         const double half_size = size * 0.5;
 413         return CollisionTransform()
 414                 * glm::scale(glm::dvec3(half_size, half_size, half_size));
 415 }
 416
 417 void Creature::BuildVAO() {
 418         vao.reset(new graphics::SimpleVAO<Attributes, unsigned short>);
 419         vao->Bind();
 420         vao->BindAttributes();
 421         vao->EnableAttribute(0);
 422         vao->EnableAttribute(1);
 423         vao->EnableAttribute(2);
 424         vao->AttributePointer<glm::vec3>(0, false, offsetof(Attributes, position));
 425         vao->AttributePointer<glm::vec3>(1, false, offsetof(Attributes, normal));
 426         vao->AttributePointer<glm::vec3>(2, false, offsetof(Attributes, texture));
 427         vao->ReserveAttributes(6 * 4, GL_STATIC_DRAW);
 428         {
 429                 auto attrib = vao->MapAttributes(GL_WRITE_ONLY);
 430                 const float offset = 1.0f;
 431                 for (int surface = 0; surface < 6; ++surface) {
 432                         const float tex_u_begin = surface < 3 ? 1.0f : 0.0f;
 433                         const float tex_u_end = surface < 3 ? 0.0f : 1.0f;
 434
 435                         attrib[4 * surface + 0].position[(surface + 0) % 3] = -offset;
 436                         attrib[4 * surface + 0].position[(surface + 1) % 3] = -offset;
 437                         attrib[4 * surface + 0].position[(surface + 2) % 3] = surface < 3 ? offset : -offset;
 438                         attrib[4 * surface + 0].normal[(surface + 0) % 3] = 0.0f;
 439                         attrib[4 * surface + 0].normal[(surface + 1) % 3] = 0.0f;
 440                         attrib[4 * surface + 0].normal[(surface + 2) % 3] = surface < 3 ? 1.0f : -1.0f;
 441                         attrib[4 * surface + 0].texture.x = tex_u_begin;
 442                         attrib[4 * surface + 0].texture.y = 1.0f;
 443                         attrib[4 * surface + 0].texture.z = surface;
 444
 445                         attrib[4 * surface + 1].position[(surface + 0) % 3] = -offset;
 446                         attrib[4 * surface + 1].position[(surface + 1) % 3] =  offset;
 447                         attrib[4 * surface + 1].position[(surface + 2) % 3] = surface < 3 ? offset : -offset;
 448                         attrib[4 * surface + 1].normal[(surface + 0) % 3] = 0.0f;
 449                         attrib[4 * surface + 1].normal[(surface + 1) % 3] = 0.0f;
 450                         attrib[4 * surface + 1].normal[(surface + 2) % 3] = surface < 3 ? 1.0f : -1.0f;
 451                         attrib[4 * surface + 1].texture.x = tex_u_end;
 452                         attrib[4 * surface + 1].texture.y = 1.0f;
 453                         attrib[4 * surface + 1].texture.z = surface;
 454
 455                         attrib[4 * surface + 2].position[(surface + 0) % 3] =  offset;
 456                         attrib[4 * surface + 2].position[(surface + 1) % 3] = -offset;
 457                         attrib[4 * surface + 2].position[(surface + 2) % 3] = surface < 3 ? offset : -offset;
 458                         attrib[4 * surface + 2].normal[(surface + 0) % 3] = 0.0f;
 459                         attrib[4 * surface + 2].normal[(surface + 1) % 3] = 0.0f;
 460                         attrib[4 * surface + 2].normal[(surface + 2) % 3] = surface < 3 ? 1.0f : -1.0f;
 461                         attrib[4 * surface + 2].texture.x = tex_u_begin;
 462                         attrib[4 * surface + 2].texture.y = 0.0f;
 463                         attrib[4 * surface + 2].texture.z = surface;
 464
 465                         attrib[4 * surface + 3].position[(surface + 0) % 3] = offset;
 466                         attrib[4 * surface + 3].position[(surface + 1) % 3] = offset;
 467                         attrib[4 * surface + 3].position[(surface + 2) % 3] = surface < 3 ? offset : -offset;
 468                         attrib[4 * surface + 3].normal[(surface + 0) % 3] = 0.0f;
 469                         attrib[4 * surface + 3].normal[(surface + 1) % 3] = 0.0f;
 470                         attrib[4 * surface + 3].normal[(surface + 2) % 3] = surface < 3 ? 1.0f : -1.0f;
 471                         attrib[4 * surface + 3].texture.x = tex_u_end;
 472                         attrib[4 * surface + 3].texture.y = 0.0f;
 473                         attrib[4 * surface + 3].texture.z = surface;
 474                 }
 475         }
 476         vao->BindElements();
 477         vao->ReserveElements(6 * 6, GL_STATIC_DRAW);
 478         {
 479                 auto element = vao->MapElements(GL_WRITE_ONLY);
 480                 for (int surface = 0; surface < 3; ++surface) {
 481                         element[6 * surface + 0] = 4 * surface + 0;
 482                         element[6 * surface + 1] = 4 * surface + 2;
 483                         element[6 * surface + 2] = 4 * surface + 1;
 484                         element[6 * surface + 3] = 4 * surface + 1;
 485                         element[6 * surface + 4] = 4 * surface + 2;
 486                         element[6 * surface + 5] = 4 * surface + 3;
 487                 }
 488                 for (int surface = 3; surface < 6; ++surface) {
 489                         element[6 * surface + 0] = 4 * surface + 0;
 490                         element[6 * surface + 1] = 4 * surface + 1;
 491                         element[6 * surface + 2] = 4 * surface + 2;
 492                         element[6 * surface + 3] = 4 * surface + 2;
 493                         element[6 * surface + 4] = 4 * surface + 1;
 494                         element[6 * surface + 5] = 4 * surface + 3;
 495                 }
 496         }
 497         vao->Unbind();
 498 }
 499
 500 void Creature::KillVAO() {
 501         vao.reset();
 502 }
 503
 504 void Creature::Draw(graphics::Viewport &viewport) {
 505         if (!vao) return;
 506         vao->Bind();
 507         vao->DrawTriangles(6 * 6);
 508 }
 509
 510
 511 void Spawn(Creature &c, world::Planet &p) {
 512         p.AddCreature(&c);
 513         c.GetSituation().SetPlanetSurface(p, 0, p.TileCenter(0, p.SideLength() / 2, p.SideLength() / 2));
 514         c.GetSituation().Heading(-world::Planet::SurfaceOrientation(0)[2]);
 515
 516         // probe surrounding area for common resources
 517         int start = p.SideLength() / 2 - 2;
 518         int end = start + 5;
 519         std::map<int, double> yields;
 520         for (int y = start; y < end; ++y) {
 521                 for (int x = start; x < end; ++x) {
 522                         const world::TileType &t = p.TypeAt(0, x, y);
 523                         for (auto yield : t.resources) {
 524                                 yields[yield.resource] += yield.ubiquity;
 525                         }
 526                 }
 527         }
 528         int liquid = -1;
 529         int solid = -1;
 530         for (auto e : yields) {
 531                 if (c.GetSimulation().Resources()[e.first].state == world::Resource::LIQUID) {
 532                         if (liquid < 0 || e.second > yields[liquid]) {
 533                                 liquid = e.first;
 534                         }
 535                 } else if (c.GetSimulation().Resources()[e.first].state == world::Resource::SOLID) {
 536                         if (solid < 0 || e.second > yields[solid]) {
 537                                 solid = e.first;
 538                         }
 539                 }
 540         }
 541
 542         Genome genome;
 543         genome.properties.Strength() = { 2.0, 0.1 };
 544         genome.properties.Stamina() = { 2.0, 0.1 };
 545         genome.properties.Dexerty() = { 2.0, 0.1 };
 546         genome.properties.Intelligence() = { 1.0, 0.1 };
 547         genome.properties.Lifetime() = { 480.0, 60.0 };
 548         genome.properties.Fertility() = { 0.5, 0.03 };
 549         genome.properties.Mutability() = { 1.0, 0.1 };
 550         genome.properties.OffspringMass() = { 0.3, 0.02 };
 551
 552         glm::dvec3 color_avg(0.0);
 553         double color_divisor = 0.0;
 554
 555         if (p.HasAtmosphere()) {
 556                 c.AddMass(p.Atmosphere(), 0.01);
 557                 color_avg += c.GetSimulation().Resources()[p.Atmosphere()].base_color * 0.1;
 558                 color_divisor += 0.1;
 559         }
 560         if (liquid > -1) {
 561                 c.AddMass(liquid, 0.3);
 562                 color_avg += c.GetSimulation().Resources()[liquid].base_color * 0.5;
 563                 color_divisor += 0.5;
 564         }
 565         if (solid > -1) {
 566                 c.AddMass(solid, 0.1);
 567                 color_avg += c.GetSimulation().Resources()[solid].base_color;
 568                 color_divisor += 1.0;
 569         }
 570
 571         if (color_divisor > 0.001) {
 572                 color_avg /= color_divisor;
 573         }
 574         glm::dvec3 hsl = rgb2hsl(color_avg);
 575         genome.base_hue = { hsl.x, 0.01 };
 576         genome.base_saturation = { hsl.y, 0.01 };
 577         genome.base_lightness = { hsl.z, 0.01 };
 578
 579         genome.Configure(c);
 580 }
 581
 582 void Genome::Configure(Creature &c) const {
 583         c.GetGenome() = *this;
 584
 585         math::GaloisLFSR &random = c.GetSimulation().Assets().random;
 586
 587         c.GetProperties() = Instantiate(properties, random);
 588
 589         // TODO: derive stats from properties
 590         c.GetStats().Damage().gain = (-1.0 / 100.0);
 591         c.GetStats().Breath().gain = (1.0 / 5.0);
 592         c.GetStats().Thirst().gain = (1.0 / 60.0);
 593         c.GetStats().Hunger().gain = (1.0 / 200.0);
 594         c.GetStats().Exhaustion().gain = (-1.0 / 100.0);
 595         c.GetStats().Fatigue().gain = (-1.0 / 100.0);
 596         c.GetStats().Boredom().gain = (1.0 / 300.0);
 597
 598         glm::dvec3 base_color(
 599                 std::fmod(base_hue.FakeNormal(random.SNorm()) + 1.0, 1.0),
 600                 glm::clamp(base_saturation.FakeNormal(random.SNorm()), 0.0, 1.0),
 601                 glm::clamp(base_lightness.FakeNormal(random.SNorm()), 0.0, 1.0)
 602         );
 603         glm::dvec3 highlight_color(
 604                 std::fmod(base_color.x + 0.5, 1.0),
 605                 1.0 - base_color.y,
 606                 1.0 - base_color.z
 607         );
 608         c.BaseColor(hsl2rgb(base_color));
 609         c.HighlightColor(hsl2rgb(highlight_color));
 610         c.SetBackgroundTask(std::unique_ptr<Goal>(new BlobBackgroundTask(c)));
 611         c.AddGoal(std::unique_ptr<Goal>(new IdleGoal(c)));
 612 }
 613
 614
 615 void Split(Creature &c) {
 616         Creature *a = new Creature(c.GetSimulation());
 617         const Situation &s = c.GetSituation();
 618         a->AddParent(c);
 619         a->Name(c.GetSimulation().Assets().name.Sequential());
 620         c.GetGenome().Configure(*a);
 621         for (const auto &cmp : c.GetComposition()) {
 622                 a->AddMass(cmp.resource, cmp.value * 0.5);
 623         }
 624         s.GetPlanet().AddCreature(a);
 625         // TODO: duplicate situation somehow
 626         a->GetSituation().SetPlanetSurface(
 627                 s.GetPlanet(), s.Surface(),
 628                 s.Position() + glm::dvec3(0.0, 0.55 * a->Size(), 0.0));
 629         a->BuildVAO();
 630         std::cout << "[" << ui::TimeString(c.GetSimulation().Time()) << "] "
 631                 << a->Name() << " was born" << std::endl;
 632
 633         Creature *b = new Creature(c.GetSimulation());
 634         b->AddParent(c);
 635         b->Name(c.GetSimulation().Assets().name.Sequential());
 636         c.GetGenome().Configure(*b);
 637         for (const auto &cmp : c.GetComposition()) {
 638                 b->AddMass(cmp.resource, cmp.value * 0.5);
 639         }
 640         s.GetPlanet().AddCreature(b);
 641         b->GetSituation().SetPlanetSurface(
 642                 s.GetPlanet(), s.Surface(),
 643                 s.Position() - glm::dvec3(0.0, 0.55 * b->Size(), 0.0));
 644         b->BuildVAO();
 645         std::cout << "[" << ui::TimeString(c.GetSimulation().Time()) << "] "
 646                 << b->Name() << " was born" << std::endl;
 647
 648         c.Die();
 649 }
 650
 651
 652 Memory::Memory(Creature &c)
 653 : c(c) {
 654 }
 655
 656 Memory::~Memory() {
 657 }
 658
 659 void Memory::Erase() {
 660         known_types.clear();
 661 }
 662
 663 void Memory::Tick(double dt) {
 664         Situation &s = c.GetSituation();
 665         if (s.OnTile()) {
 666                 TrackStay({ &s.GetPlanet(), s.Surface(), s.SurfacePosition() }, dt);
 667         }
 668 }
 669
 670 void Memory::TrackStay(const Location &l, double t) {
 671         const world::TileType &type = l.planet->TypeAt(l.surface, l.coords.x, l.coords.y);
 672         auto entry = known_types.find(type.id);
 673         if (entry != known_types.end()) {
 674                 if (c.GetSimulation().Time() - entry->second.last_been > c.GetProperties().Lifetime() * 0.1) {
 675                         // "it's been ages"
 676                         if (entry->second.time_spent > c.Age() * 0.25) {
 677                                 // the place is very familiar
 678                                 c.GetStats().Boredom().Add(-0.2);
 679                         } else {
 680                                 // infrequent stays
 681                                 c.GetStats().Boredom().Add(-0.1);
 682                         }
 683                 }
 684                 entry->second.last_been = c.GetSimulation().Time();
 685                 entry->second.last_loc = l;
 686                 entry->second.time_spent += t;
 687         } else {
 688                 known_types.emplace(type.id, Stay{
 689                         c.GetSimulation().Time(),
 690                         l,
 691                         c.GetSimulation().Time(),
 692                         l,
 693                         t
 694                 });
 695                 // completely new place, interesting
 696                 // TODO: scale by personality trait
 697                 c.GetStats().Boredom().Add(-0.25);
 698         }
 699 }
 700
 701
 702 NameGenerator::NameGenerator()
 703 : counter(0) {
 704 }
 705
 706 NameGenerator::~NameGenerator() {
 707 }
 708
 709 std::string NameGenerator::Sequential() {
 710         std::stringstream ss;
 711         ss << "Blob " << ++counter;
 712         return ss.str();
 713 }
 714
 715
 716 Situation::Situation()
 717 : planet(nullptr)
 718 , state(glm::dvec3(0.0), glm::dvec3(0.0))
 719 , surface(0)
 720 , type(LOST) {
 721 }
 722
 723 Situation::~Situation() {
 724 }
 725
 726 bool Situation::OnPlanet() const noexcept {
 727         return type == PLANET_SURFACE;
 728 }
 729
 730 bool Situation::OnSurface() const noexcept {
 731         return type == PLANET_SURFACE;
 732 }
 733
 734 bool Situation::OnTile() const noexcept {
 735         glm::ivec2 t(planet->SurfacePosition(surface, state.pos));
 736         return type == PLANET_SURFACE
 737                 && t.x >= 0 && t.x < planet->SideLength()
 738                 && t.y >= 0 && t.y < planet->SideLength();
 739 }
 740
 741 glm::ivec2 Situation::SurfacePosition() const noexcept {
 742         return planet->SurfacePosition(surface, state.pos);
 743 }
 744
 745 world::Tile &Situation::GetTile() const noexcept {
 746         glm::ivec2 t(planet->SurfacePosition(surface, state.pos));
 747         return planet->TileAt(surface, t.x, t.y);
 748 }
 749
 750 const world::TileType &Situation::GetTileType() const noexcept {
 751         glm::ivec2 t(planet->SurfacePosition(surface, state.pos));
 752         return planet->TypeAt(surface, t.x, t.y);
 753 }
 754
 755 void Situation::Move(const glm::dvec3 &dp) noexcept {
 756         state.pos += dp;
 757         EnforceConstraints(state);
 758 }
 759
 760 void Situation::Accelerate(const glm::dvec3 &dv) noexcept {
 761         state.vel += dv;
 762         EnforceConstraints(state);
 763 }
 764
 765 void Situation::EnforceConstraints(State &s) noexcept {
 766         if (OnSurface()) {
 767                 if (Surface() < 3) {
 768                         if (s.pos[(Surface() + 2) % 3] < GetPlanet().Radius()) {
 769                                 s.pos[(Surface() + 2) % 3] = GetPlanet().Radius();
 770                                 s.vel[(Surface() + 2) % 3] = std::max(0.0, s.vel[(Surface() + 2) % 3]);
 771                         }
 772                 } else {
 773                         if (s.pos[(Surface() + 2) % 3] > -GetPlanet().Radius()) {
 774                                 s.pos[(Surface() + 2) % 3] = -GetPlanet().Radius();
 775                                 s.vel[(Surface() + 2) % 3] = std::min(0.0, s.vel[(Surface() + 2) % 3]);
 776                         }
 777                 }
 778         }
 779 }
 780
 781 void Situation::SetPlanetSurface(world::Planet &p, int srf, const glm::dvec3 &pos) noexcept {
 782         type = PLANET_SURFACE;
 783         planet = &p;
 784         surface = srf;
 785         state.pos = pos;
 786         EnforceConstraints(state);
 787 }
 788
 789
 790 Steering::Steering(const Creature &c)
 791 : c(c)
 792 , target(0.0)
 793 , haste(0.0)
 794 , max_force(1.0)
 795 , max_speed(1.0)
 796 , min_dist(0.0)
 797 , max_look(0.0)
 798 , separating(false)
 799 , halting(true)
 800 , seeking(false)
 801 , arriving(false) {
 802 }
 803
 804 Steering::~Steering() {
 805 }
 806
 807 void Steering::Separate(double min_distance, double max_lookaround) noexcept {
 808         separating = true;
 809         min_dist = min_distance;
 810         max_look = max_lookaround;
 811 }
 812
 813 void Steering::DontSeparate() noexcept {
 814         separating = false;
 815 }
 816
 817 void Steering::ResumeSeparate() noexcept {
 818         separating = true;
 819 }
 820
 821 void Steering::Halt() noexcept {
 822         halting = true;
 823         seeking = false;
 824         arriving = false;
 825 }
 826
 827 void Steering::Pass(const glm::dvec3 &t) noexcept {
 828         target = t;
 829         halting = false;
 830         seeking = true;
 831         arriving = false;
 832 }
 833
 834 void Steering::GoTo(const glm::dvec3 &t) noexcept {
 835         target = t;
 836         halting = false;
 837         seeking = false;
 838         arriving = true;
 839 }
 840
 841 glm::dvec3 Steering::Force(const Situation::State &s) const noexcept {
 842         double speed = max_speed * glm::clamp(max_speed * haste * haste, 0.25, 1.0);
 843         double force = max_speed * glm::clamp(max_force * haste * haste, 0.5, 1.0);
 844         glm::dvec3 result(0.0);
 845         if (separating) {
 846                 // TODO: off surface situation
 847                 glm::dvec3 repulse(0.0);
 848                 const Situation &s = c.GetSituation();
 849                 for (auto &other : s.GetPlanet().Creatures()) {
 850                         if (&*other == &c) continue;
 851                         glm::dvec3 diff = s.Position() - other->GetSituation().Position();
 852                         if (length2(diff) > max_look * max_look) continue;
 853                         double sep = length(diff) - other->Size() * 0.707 - c.Size() * 0.707;
 854                         if (sep < min_dist) {
 855                                 repulse += normalize(diff) * (1.0 - sep / min_dist);
 856                         }
 857                 }
 858                 SumForce(result, repulse, force);
 859         }
 860         if (halting) {
 861                 // break twice as hard
 862                 SumForce(result, s.vel * force * -2.0, force);
 863         }
 864         if (seeking) {
 865                 glm::dvec3 diff = target - s.pos;
 866                 if (!allzero(diff)) {
 867                         SumForce(result, TargetVelocity(s, (normalize(diff) * speed), force), force);
 868                 }
 869         }
 870         if (arriving) {
 871                 glm::dvec3 diff = target - s.pos;
 872                 double dist = length(diff);
 873                 if (!allzero(diff) && dist > std::numeric_limits<double>::epsilon()) {
 874                         SumForce(result, TargetVelocity(s, diff * std::min(dist * force, speed) / dist, force), force);
 875                 }
 876         }
 877         return result;
 878 }
 879
 880 bool Steering::SumForce(glm::dvec3 &out, const glm::dvec3 &in, double max) const noexcept {
 881         if (allzero(in) || anynan(in)) {
 882                 return false;
 883         }
 884         double cur = allzero(out) ? 0.0 : length(out);
 885         double rem = max - cur;
 886         if (rem < 0.0) {
 887                 return true;
 888         }
 889         double add = length(in);
 890         if (add > rem) {
 891                 // this method is off if in and out are in different
 892                 // directions, but gives okayish results
 893                 out += in * (1.0 / add);
 894                 return true;
 895         } else {
 896                 out += in;
 897                 return false;
 898         }
 899 }
 900
 901 glm::dvec3 Steering::TargetVelocity(const Situation::State &s, const glm::dvec3 &vel, double acc) const noexcept {
 902         return (vel - s.vel) * acc;
 903 }
 904
 905 }
 906 }