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 "../world/Body.hpp"
  15 #include "../world/Planet.hpp"
  16 #include "../world/Simulation.hpp"
  17 #include "../world/TileType.hpp"
  18
  19 #include <algorithm>
  20 #include <sstream>
  21 #include <glm/gtx/transform.hpp>
  22 #include <glm/gtx/vector_angle.hpp>
  23
  24 #include <iostream>
  25 #include <glm/gtx/io.hpp>
  26
  27
  28 namespace blobs {
  29 namespace creature {
  30
  31 Composition::Composition()
  32 : components() {
  33 }
  34
  35 Composition::~Composition() {
  36 }
  37
  38 namespace {
  39 bool CompositionCompare(const Composition::Component &a, const Composition::Component &b) {
  40         return b.value < a.value;
  41 }
  42 }
  43
  44 void Composition::Add(int res, double amount) {
  45         bool found = false;
  46         for (auto &c : components) {
  47                 if (c.resource == res) {
  48                         c.value += amount;
  49                         found = true;
  50                         break;
  51                 }
  52         }
  53         if (!found) {
  54                 components.emplace_back(res, amount);
  55         }
  56         std::sort(components.begin(), components.end(), CompositionCompare);
  57 }
  58
  59 bool Composition::Has(int res) const noexcept {
  60         for (auto &c : components) {
  61                 if (c.resource == res) {
  62                         return true;
  63                 }
  64         }
  65         return false;
  66 }
  67
  68 double Composition::Get(int res) const noexcept {
  69         for (auto &c : components) {
  70                 if (c.resource == res) {
  71                         return c.value;
  72                 }
  73         }
  74         return 0.0;
  75 }
  76
  77
  78 Creature::Creature(world::Simulation &sim)
  79 : sim(sim)
  80 , name()
  81 , genome()
  82 , properties()
  83 , composition()
  84 , base_color(1.0)
  85 , highlight_color(0.0, 0.0, 0.0, 1.0)
  86 , mass(1.0)
  87 , size(1.0)
  88 , birth(sim.Time())
  89 , on_death()
  90 , removable(false)
  91 , stats()
  92 , memory(*this)
  93 , bg_task()
  94 , goals()
  95 , situation()
  96 , steering(*this)
  97 , vao() {
  98         // all creatures avoid each other for now
  99         steering.Separate(0.1, 1.5);
 100 }
 101
 102 Creature::~Creature() {
 103 }
 104
 105 void Creature::AddMass(int res, double amount) {
 106         composition.Add(res, amount);
 107         double mass = 0.0;
 108         double nonsolid = 0.0;
 109         double volume = 0.0;
 110         for (const auto &c : composition) {
 111                 mass += c.value;
 112                 volume += c.value / sim.Assets().data.resources[c.resource].density;
 113                 if (sim.Assets().data.resources[c.resource].state != world::Resource::SOLID) {
 114                         nonsolid += c.value;
 115                 }
 116         }
 117         Mass(mass);
 118         Size(std::cbrt(volume));
 119         highlight_color.a = nonsolid / mass;
 120 }
 121
 122 void Creature::HighlightColor(const glm::dvec3 &c) noexcept {
 123         highlight_color = glm::dvec4(c, highlight_color.a);
 124 }
 125
 126 void Creature::Ingest(int res, double amount) noexcept {
 127         // TODO: check foreign materials
 128         // 10% stays in body
 129         AddMass(res, amount * 0.1);
 130 }
 131
 132 void Creature::Hurt(double amount) noexcept {
 133         stats.Damage().Add(amount);
 134         if (stats.Damage().Full()) {
 135                 std::cout << "[" << int(sim.Time()) << "s] " << name << " ";
 136                 if (stats.Exhaustion().Full()) {
 137                         std::cout << "died of exhaustion";
 138                 } else if (stats.Breath().Full()) {
 139                         std::cout << "suffocated";
 140                 } else if (stats.Thirst().Full()) {
 141                         std::cout << "died of thirst";
 142                 } else if (stats.Hunger().Full()) {
 143                         std::cout << "starved to death";
 144                 } else {
 145                         std::cout << "succumed to wounds";
 146                 }
 147                 std::cout << " at an age of ";
 148                 {
 149                         int age = int(Age());
 150                         if (age >= 3600) {
 151                                 std::cout << (age / 3600) << "h ";
 152                                 age %= 3600;
 153                         }
 154                         if (age >= 60) {
 155                                 std::cout << (age / 60) << "m ";
 156                                 age %= 60;
 157                         }
 158                         std::cout << age << 's';
 159                 }
 160                 std::cout << " (" << int(Age() / properties.Lifetime() * 100)
 161                         << "% of life expectancy of ";
 162                 {
 163                         int lt = int(properties.Lifetime());
 164                         if (lt >= 3600) {
 165                                 std::cout << (lt / 3600) << "h ";
 166                                 lt %= 3600;
 167                         }
 168                         if (lt >= 60) {
 169                                 std::cout << (lt / 60) << "m ";
 170                                 lt %= 60;
 171                         }
 172                         std::cout << lt << 's';
 173                 }
 174                 std::cout << ")" << std::endl;
 175                 Die();
 176         }
 177 }
 178
 179 void Creature::Die() noexcept {
 180         goals.clear();
 181         steering.Halt();
 182         if (on_death) {
 183                 on_death(*this);
 184         }
 185         Remove();
 186 }
 187
 188 double Creature::Age() const noexcept {
 189         return sim.Time() - birth;
 190 }
 191
 192 double Creature::AgeFactor(double peak) const noexcept {
 193         // shifted inverse hermite, y = 1 - (3t² - 2t³) with t = normalized age - peak
 194         // goes negative below -0.5 and starts to rise again above 1.0
 195         double t = glm::clamp((Age() / properties.Lifetime()) - peak, -0.5, 1.0);
 196         return 1.0 - (3.0 * t * t) + (2.0 * t * t * t);
 197 }
 198
 199 double Creature::ExhaustionFactor() const noexcept {
 200         return 1.0 - (glm::smoothstep(0.5, 1.0, stats.Exhaustion().value) * 0.5);
 201 }
 202
 203 double Creature::FatigueFactor() const noexcept {
 204         return 1.0 - (glm::smoothstep(0.5, 1.0, stats.Fatigue().value) * 0.5);
 205 }
 206
 207 double Creature::Strength() const noexcept {
 208         // TODO: replace all age factors with actual growth and decay
 209         return properties.Strength() * ExhaustionFactor() * AgeFactor(0.25);
 210 }
 211
 212 double Creature::Stamina() const noexcept {
 213         return properties.Stamina() * ExhaustionFactor() * AgeFactor(0.25);
 214 }
 215
 216 double Creature::Dexerty() const noexcept {
 217         return properties.Dexerty() * ExhaustionFactor() * AgeFactor(0.25);
 218 }
 219
 220 double Creature::Intelligence() const noexcept {
 221         return properties.Intelligence() * FatigueFactor() * AgeFactor(0.25);
 222 }
 223
 224 double Creature::Lifetime() const noexcept {
 225         return properties.Lifetime();
 226 }
 227
 228 double Creature::Fertility() const noexcept {
 229         return properties.Fertility() * AgeFactor(0.25);
 230 }
 231
 232 double Creature::Mutability() const noexcept {
 233         return properties.Mutability();
 234 }
 235
 236 double Creature::OffspringMass() const noexcept {
 237         return properties.OffspringMass();
 238 }
 239
 240 double Creature::OffspringChance() const noexcept {
 241         return AgeFactor(0.25) * properties.Fertility() * (1.0 / 3600.0);
 242 }
 243
 244 double Creature::MutateChance() const noexcept {
 245         return GetProperties().Mutability() * (1.0 / 3600.0);
 246 }
 247
 248 void Creature::AddGoal(std::unique_ptr<Goal> &&g) {
 249         g->Enable();
 250         goals.emplace_back(std::move(g));
 251 }
 252
 253 namespace {
 254
 255 bool GoalCompare(const std::unique_ptr<Goal> &a, const std::unique_ptr<Goal> &b) {
 256         return b->Urgency() < a->Urgency();
 257 }
 258
 259 }
 260
 261 void Creature::Tick(double dt) {
 262         TickState(dt);
 263         TickStats(dt);
 264         TickBrain(dt);
 265 }
 266
 267 void Creature::TickState(double dt) {
 268         steering.MaxSpeed(Dexerty());
 269         steering.MaxForce(Strength());
 270         Situation::State state(situation.GetState());
 271         Situation::Derivative a(Step(Situation::Derivative(), 0.0));
 272         Situation::Derivative b(Step(a, dt * 0.5));
 273         Situation::Derivative c(Step(b, dt * 0.5));
 274         Situation::Derivative d(Step(c, dt));
 275         Situation::Derivative f(
 276                 (1.0 / 6.0) * (a.vel + 2.0 * (b.vel + c.vel) + d.vel),
 277                 (1.0 / 6.0) * (a.acc + 2.0 * (b.acc + c.acc) + d.acc)
 278         );
 279         state.pos += f.vel * dt;
 280         state.vel += f.acc * dt;
 281         situation.EnforceConstraints(state);
 282         if (length2(state.vel) > 0.000001) {
 283                 glm::dvec3 nvel(normalize(state.vel));
 284                 double ang = angle(nvel, state.dir);
 285                 double turn_rate = PI * 0.75 * dt;
 286                 if (ang < turn_rate) {
 287                         state.dir = normalize(state.vel);
 288                 } else if (std::abs(ang - PI) < 0.001) {
 289                         state.dir = rotate(state.dir, turn_rate, world::Planet::SurfaceNormal(situation.Surface()));
 290                 } else {
 291                         state.dir = rotate(state.dir, turn_rate, normalize(cross(state.dir, nvel)));
 292                 }
 293         }
 294         situation.SetState(state);
 295         stats.Exhaustion().Add(length(f.acc) * Mass() / Stamina() * 0.5 * dt);
 296 }
 297
 298 Situation::Derivative Creature::Step(const Situation::Derivative &ds, double dt) const noexcept {
 299         Situation::State s = situation.GetState();
 300         s.pos += ds.vel * dt;
 301         s.vel += ds.acc * dt;
 302         glm::dvec3 force(steering.Force(s));
 303         // gravity = antinormal * mass * Gm / r²
 304         double elevation = s.pos[(situation.Surface() + 2) % 3];
 305         glm::dvec3 normal(world::Planet::SurfaceNormal(situation.Surface()));
 306         force += glm::dvec3(
 307                 -normal
 308                 * Mass() * situation.GetPlanet().GravitationalParameter()
 309                 / (elevation * elevation));
 310         // if net force is applied and in contact with surface
 311         if (!allzero(force) && std::abs(std::abs(elevation) - situation.GetPlanet().Radius()) < 0.001) {
 312                 // apply friction = -|normal force| * tangential force * coefficient
 313                 glm::dvec3 fn(normal * dot(force, normal));
 314                 glm::dvec3 ft(force - fn);
 315                 double u = 0.4;
 316                 glm::dvec3 friction(-length(fn) * ft * u);
 317                 force += friction;
 318         }
 319         return {
 320                 s.vel,
 321                 force / Mass()
 322         };
 323 }
 324
 325 void Creature::TickStats(double dt) {
 326         for (auto &s : stats.stat) {
 327                 s.Add(s.gain * dt);
 328         }
 329         stats.Breath().Add(stats.Breath().gain * stats.Exhaustion().value * dt);
 330         // TODO: damage values depending on properties
 331         if (stats.Breath().Full()) {
 332                 constexpr double dps = 1.0 / 4.0;
 333                 Hurt(dps * dt);
 334         }
 335         if (stats.Thirst().Full()) {
 336                 constexpr double dps = 1.0 / 32.0;
 337                 Hurt(dps * dt);
 338         }
 339         if (stats.Hunger().Full()) {
 340                 constexpr double dps = 1.0 / 128.0;
 341                 Hurt(dps * dt);
 342         }
 343         if (!situation.Moving()) {
 344                 // double exhaustion recovery when standing still
 345                 stats.Exhaustion().Add(stats.Exhaustion().gain * dt);
 346         }
 347 }
 348
 349 void Creature::TickBrain(double dt) {
 350         bg_task->Tick(dt);
 351         bg_task->Action();
 352         memory.Tick(dt);
 353         // do background stuff
 354         if (goals.empty()) {
 355                 return;
 356         }
 357         for (auto &goal : goals) {
 358                 goal->Tick(dt);
 359         }
 360         // if active goal can be interrupted, check priorities
 361         if (goals.size() > 1 && goals[0]->Interruptible()) {
 362                 std::sort(goals.begin(), goals.end(), GoalCompare);
 363         }
 364         goals[0]->Action();
 365         for (auto goal = goals.begin(); goal != goals.end();) {
 366                 if ((*goal)->Complete()) {
 367                         goals.erase(goal);
 368                 } else {
 369                         ++goal;
 370                 }
 371         }
 372 }
 373
 374 math::AABB Creature::CollisionBox() const noexcept {
 375         return { glm::dvec3(size * -0.5), glm::dvec3(size * 0.5) };
 376 }
 377
 378 glm::dmat4 Creature::CollisionTransform() const noexcept {
 379         const double half_size = size * 0.5;
 380         const glm::dvec3 &pos = situation.Position();
 381         const glm::dmat3 srf(world::Planet::SurfaceOrientation(situation.Surface()));
 382         return glm::translate(glm::dvec3(pos.x, pos.y, pos.z + half_size))
 383                 * glm::rotate(glm::orientedAngle(-srf[2], situation.Heading(), srf[1]), srf[1])
 384                 * glm::dmat4(srf);
 385 }
 386
 387 glm::dmat4 Creature::LocalTransform() noexcept {
 388         const double half_size = size * 0.5;
 389         return CollisionTransform()
 390                 * glm::scale(glm::dvec3(half_size, half_size, half_size));
 391 }
 392
 393 void Creature::BuildVAO() {
 394         vao.Bind();
 395         vao.BindAttributes();
 396         vao.EnableAttribute(0);
 397         vao.EnableAttribute(1);
 398         vao.EnableAttribute(2);
 399         vao.AttributePointer<glm::vec3>(0, false, offsetof(Attributes, position));
 400         vao.AttributePointer<glm::vec3>(1, false, offsetof(Attributes, normal));
 401         vao.AttributePointer<glm::vec3>(2, false, offsetof(Attributes, texture));
 402         vao.ReserveAttributes(6 * 4, GL_STATIC_DRAW);
 403         {
 404                 auto attrib = vao.MapAttributes(GL_WRITE_ONLY);
 405                 const float offset = 1.0f;
 406                 for (int surface = 0; surface < 6; ++surface) {
 407                         const float tex_u_begin = surface < 3 ? 1.0f : 0.0f;
 408                         const float tex_u_end = surface < 3 ? 0.0f : 1.0f;
 409
 410                         attrib[4 * surface + 0].position[(surface + 0) % 3] = -offset;
 411                         attrib[4 * surface + 0].position[(surface + 1) % 3] = -offset;
 412                         attrib[4 * surface + 0].position[(surface + 2) % 3] = surface < 3 ? offset : -offset;
 413                         attrib[4 * surface + 0].normal[(surface + 0) % 3] = 0.0f;
 414                         attrib[4 * surface + 0].normal[(surface + 1) % 3] = 0.0f;
 415                         attrib[4 * surface + 0].normal[(surface + 2) % 3] = surface < 3 ? 1.0f : -1.0f;
 416                         attrib[4 * surface + 0].texture.x = tex_u_begin;
 417                         attrib[4 * surface + 0].texture.y = 1.0f;
 418                         attrib[4 * surface + 0].texture.z = surface;
 419
 420                         attrib[4 * surface + 1].position[(surface + 0) % 3] = -offset;
 421                         attrib[4 * surface + 1].position[(surface + 1) % 3] =  offset;
 422                         attrib[4 * surface + 1].position[(surface + 2) % 3] = surface < 3 ? offset : -offset;
 423                         attrib[4 * surface + 1].normal[(surface + 0) % 3] = 0.0f;
 424                         attrib[4 * surface + 1].normal[(surface + 1) % 3] = 0.0f;
 425                         attrib[4 * surface + 1].normal[(surface + 2) % 3] = surface < 3 ? 1.0f : -1.0f;
 426                         attrib[4 * surface + 1].texture.x = tex_u_end;
 427                         attrib[4 * surface + 1].texture.y = 1.0f;
 428                         attrib[4 * surface + 1].texture.z = surface;
 429
 430                         attrib[4 * surface + 2].position[(surface + 0) % 3] =  offset;
 431                         attrib[4 * surface + 2].position[(surface + 1) % 3] = -offset;
 432                         attrib[4 * surface + 2].position[(surface + 2) % 3] = surface < 3 ? offset : -offset;
 433                         attrib[4 * surface + 2].normal[(surface + 0) % 3] = 0.0f;
 434                         attrib[4 * surface + 2].normal[(surface + 1) % 3] = 0.0f;
 435                         attrib[4 * surface + 2].normal[(surface + 2) % 3] = surface < 3 ? 1.0f : -1.0f;
 436                         attrib[4 * surface + 2].texture.x = tex_u_begin;
 437                         attrib[4 * surface + 2].texture.y = 0.0f;
 438                         attrib[4 * surface + 2].texture.z = surface;
 439
 440                         attrib[4 * surface + 3].position[(surface + 0) % 3] = offset;
 441                         attrib[4 * surface + 3].position[(surface + 1) % 3] = offset;
 442                         attrib[4 * surface + 3].position[(surface + 2) % 3] = surface < 3 ? offset : -offset;
 443                         attrib[4 * surface + 3].normal[(surface + 0) % 3] = 0.0f;
 444                         attrib[4 * surface + 3].normal[(surface + 1) % 3] = 0.0f;
 445                         attrib[4 * surface + 3].normal[(surface + 2) % 3] = surface < 3 ? 1.0f : -1.0f;
 446                         attrib[4 * surface + 3].texture.x = tex_u_end;
 447                         attrib[4 * surface + 3].texture.y = 0.0f;
 448                         attrib[4 * surface + 3].texture.z = surface;
 449                 }
 450         }
 451         vao.BindElements();
 452         vao.ReserveElements(6 * 6, GL_STATIC_DRAW);
 453         {
 454                 auto element = vao.MapElements(GL_WRITE_ONLY);
 455                 for (int surface = 0; surface < 3; ++surface) {
 456                         element[6 * surface + 0] = 4 * surface + 0;
 457                         element[6 * surface + 1] = 4 * surface + 2;
 458                         element[6 * surface + 2] = 4 * surface + 1;
 459                         element[6 * surface + 3] = 4 * surface + 1;
 460                         element[6 * surface + 4] = 4 * surface + 2;
 461                         element[6 * surface + 5] = 4 * surface + 3;
 462                 }
 463                 for (int surface = 3; surface < 6; ++surface) {
 464                         element[6 * surface + 0] = 4 * surface + 0;
 465                         element[6 * surface + 1] = 4 * surface + 1;
 466                         element[6 * surface + 2] = 4 * surface + 2;
 467                         element[6 * surface + 3] = 4 * surface + 2;
 468                         element[6 * surface + 4] = 4 * surface + 1;
 469                         element[6 * surface + 5] = 4 * surface + 3;
 470                 }
 471         }
 472         vao.Unbind();
 473 }
 474
 475 void Creature::Draw(graphics::Viewport &viewport) {
 476         vao.Bind();
 477         vao.DrawTriangles(6 * 6);
 478 }
 479
 480
 481 void Spawn(Creature &c, world::Planet &p) {
 482         p.AddCreature(&c);
 483         c.GetSituation().SetPlanetSurface(p, 0, p.TileCenter(0, p.SideLength() / 2, p.SideLength() / 2));
 484         c.GetSituation().Heading(-world::Planet::SurfaceOrientation(0)[2]);
 485
 486         // probe surrounding area for common resources
 487         int start = p.SideLength() / 2 - 2;
 488         int end = start + 5;
 489         std::map<int, double> yields;
 490         for (int y = start; y < end; ++y) {
 491                 for (int x = start; x < end; ++x) {
 492                         const world::TileType &t = p.TypeAt(0, x, y);
 493                         for (auto yield : t.resources) {
 494                                 yields[yield.resource] += yield.ubiquity;
 495                         }
 496                 }
 497         }
 498         int liquid = -1;
 499         int solid = -1;
 500         for (auto e : yields) {
 501                 if (c.GetSimulation().Resources()[e.first].state == world::Resource::LIQUID) {
 502                         if (liquid < 0 || e.second > yields[liquid]) {
 503                                 liquid = e.first;
 504                         }
 505                 } else if (c.GetSimulation().Resources()[e.first].state == world::Resource::SOLID) {
 506                         if (solid < 0 || e.second > yields[solid]) {
 507                                 solid = e.first;
 508                         }
 509                 }
 510         }
 511
 512         Genome genome;
 513         genome.properties.Strength() = { 2.0, 0.1 };
 514         genome.properties.Stamina() = { 2.0, 0.1 };
 515         genome.properties.Dexerty() = { 2.0, 0.1 };
 516         genome.properties.Intelligence() = { 1.0, 0.1 };
 517         genome.properties.Lifetime() = { 480.0, 60.0 };
 518         genome.properties.Fertility() = { 0.5, 0.03 };
 519         genome.properties.Mutability() = { 1.0, 0.1 };
 520         genome.properties.OffspringMass() = { 0.3, 0.02 };
 521
 522         glm::dvec3 color_avg(0.0);
 523         double color_divisor = 0.0;
 524
 525         if (p.HasAtmosphere()) {
 526                 c.AddMass(p.Atmosphere(), 0.01);
 527                 color_avg += c.GetSimulation().Resources()[p.Atmosphere()].base_color * 0.1;
 528                 color_divisor += 0.1;
 529         }
 530         if (liquid > -1) {
 531                 c.AddMass(liquid, 0.3);
 532                 color_avg += c.GetSimulation().Resources()[liquid].base_color * 0.5;
 533                 color_divisor += 0.5;
 534         }
 535         if (solid > -1) {
 536                 c.AddMass(solid, 0.1);
 537                 color_avg += c.GetSimulation().Resources()[solid].base_color;
 538                 color_divisor += 1.0;
 539         }
 540
 541         if (color_divisor > 0.001) {
 542                 color_avg /= color_divisor;
 543         }
 544         glm::dvec3 hsl = rgb2hsl(color_avg);
 545         genome.base_hue = { hsl.x, 0.01 };
 546         genome.base_saturation = { hsl.y, 0.01 };
 547         genome.base_lightness = { hsl.z, 0.01 };
 548
 549         genome.Configure(c);
 550 }
 551
 552 void Genome::Configure(Creature &c) const {
 553         c.GetGenome() = *this;
 554
 555         math::GaloisLFSR &random = c.GetSimulation().Assets().random;
 556
 557         c.GetProperties() = Instantiate(properties, random);
 558
 559         // TODO: derive stats from properties
 560         c.GetStats().Damage().gain = (-1.0 / 100.0);
 561         c.GetStats().Breath().gain = (1.0 / 5.0);
 562         c.GetStats().Thirst().gain = (1.0 / 60.0);
 563         c.GetStats().Hunger().gain = (1.0 / 200.0);
 564         c.GetStats().Exhaustion().gain = (-1.0 / 100.0);
 565         c.GetStats().Fatigue().gain = (-1.0 / 100.0);
 566         c.GetStats().Boredom().gain = (1.0 / 300.0);
 567
 568         glm::dvec3 base_color(
 569                 std::fmod(base_hue.FakeNormal(random.SNorm()) + 1.0, 1.0),
 570                 glm::clamp(base_saturation.FakeNormal(random.SNorm()), 0.0, 1.0),
 571                 glm::clamp(base_lightness.FakeNormal(random.SNorm()), 0.0, 1.0)
 572         );
 573         glm::dvec3 highlight_color(
 574                 std::fmod(base_color.x + 0.5, 1.0),
 575                 1.0 - base_color.y,
 576                 1.0 - base_color.z
 577         );
 578         c.BaseColor(hsl2rgb(base_color));
 579         c.HighlightColor(hsl2rgb(highlight_color));
 580         c.SetBackgroundTask(std::unique_ptr<Goal>(new BlobBackgroundTask(c)));
 581         c.AddGoal(std::unique_ptr<Goal>(new IdleGoal(c)));
 582 }
 583
 584
 585 void Split(Creature &c) {
 586         Creature *a = new Creature(c.GetSimulation());
 587         const Situation &s = c.GetSituation();
 588         a->Name(c.GetSimulation().Assets().name.Sequential());
 589         c.GetGenome().Configure(*a);
 590         for (const auto &cmp : c.GetComposition()) {
 591                 a->AddMass(cmp.resource, cmp.value * 0.5);
 592         }
 593         s.GetPlanet().AddCreature(a);
 594         // TODO: duplicate situation somehow
 595         a->GetSituation().SetPlanetSurface(
 596                 s.GetPlanet(), s.Surface(),
 597                 s.Position() + glm::dvec3(0.0, 0.55 * a->Size(), 0.0));
 598         a->BuildVAO();
 599         std::cout << "[" << int(c.GetSimulation().Time()) << "s] "
 600                 << a->Name() << " was born" << std::endl;
 601
 602         Creature *b = new Creature(c.GetSimulation());
 603         b->Name(c.GetSimulation().Assets().name.Sequential());
 604         c.GetGenome().Configure(*b);
 605         for (const auto &cmp : c.GetComposition()) {
 606                 b->AddMass(cmp.resource, cmp.value * 0.5);
 607         }
 608         s.GetPlanet().AddCreature(b);
 609         b->GetSituation().SetPlanetSurface(
 610                 s.GetPlanet(), s.Surface(),
 611                 s.Position() - glm::dvec3(0.0, 0.55 * b->Size(), 0.0));
 612         b->BuildVAO();
 613         std::cout << "[" << int(c.GetSimulation().Time()) << "s] "
 614                 << b->Name() << " was born" << std::endl;
 615
 616         c.Die();
 617 }
 618
 619
 620 Memory::Memory(Creature &c)
 621 : c(c) {
 622 }
 623
 624 Memory::~Memory() {
 625 }
 626
 627 void Memory::Tick(double dt) {
 628         Situation &s = c.GetSituation();
 629         if (s.OnTile()) {
 630                 TrackStay({ &s.GetPlanet(), s.Surface(), s.SurfacePosition() }, dt);
 631         }
 632 }
 633
 634 void Memory::TrackStay(const Location &l, double t) {
 635         const world::TileType &type = l.planet->TypeAt(l.surface, l.coords.x, l.coords.y);
 636         auto entry = known_types.find(type.id);
 637         if (entry != known_types.end()) {
 638                 if (c.GetSimulation().Time() - entry->second.last_been > c.GetProperties().Lifetime() * 0.1) {
 639                         // "it's been ages"
 640                         if (entry->second.time_spent > c.Age() * 0.25) {
 641                                 // the place is very familiar
 642                                 c.GetStats().Boredom().Add(-0.2);
 643                         } else {
 644                                 // infrequent stays
 645                                 c.GetStats().Boredom().Add(-0.1);
 646                         }
 647                 }
 648                 entry->second.last_been = c.GetSimulation().Time();
 649                 entry->second.last_loc = l;
 650                 entry->second.time_spent += t;
 651         } else {
 652                 known_types.emplace(type.id, Stay{
 653                         c.GetSimulation().Time(),
 654                         l,
 655                         c.GetSimulation().Time(),
 656                         l,
 657                         t
 658                 });
 659                 // completely new place, interesting
 660                 // TODO: scale by personality trait
 661                 c.GetStats().Boredom().Add(-0.25);
 662         }
 663 }
 664
 665
 666 NameGenerator::NameGenerator()
 667 : counter(0) {
 668 }
 669
 670 NameGenerator::~NameGenerator() {
 671 }
 672
 673 std::string NameGenerator::Sequential() {
 674         std::stringstream ss;
 675         ss << "Blob " << ++counter;
 676         return ss.str();
 677 }
 678
 679
 680 Situation::Situation()
 681 : planet(nullptr)
 682 , state(glm::dvec3(0.0), glm::dvec3(0.0))
 683 , surface(0)
 684 , type(LOST) {
 685 }
 686
 687 Situation::~Situation() {
 688 }
 689
 690 bool Situation::OnPlanet() const noexcept {
 691         return type == PLANET_SURFACE;
 692 }
 693
 694 bool Situation::OnSurface() const noexcept {
 695         return type == PLANET_SURFACE;
 696 }
 697
 698 bool Situation::OnTile() const noexcept {
 699         glm::ivec2 t(planet->SurfacePosition(surface, state.pos));
 700         return type == PLANET_SURFACE
 701                 && t.x >= 0 && t.x < planet->SideLength()
 702                 && t.y >= 0 && t.y < planet->SideLength();
 703 }
 704
 705 glm::ivec2 Situation::SurfacePosition() const noexcept {
 706         return planet->SurfacePosition(surface, state.pos);
 707 }
 708
 709 world::Tile &Situation::GetTile() const noexcept {
 710         glm::ivec2 t(planet->SurfacePosition(surface, state.pos));
 711         return planet->TileAt(surface, t.x, t.y);
 712 }
 713
 714 const world::TileType &Situation::GetTileType() const noexcept {
 715         glm::ivec2 t(planet->SurfacePosition(surface, state.pos));
 716         return planet->TypeAt(surface, t.x, t.y);
 717 }
 718
 719 void Situation::Move(const glm::dvec3 &dp) noexcept {
 720         state.pos += dp;
 721         EnforceConstraints(state);
 722 }
 723
 724 void Situation::Accelerate(const glm::dvec3 &dv) noexcept {
 725         state.vel += dv;
 726         EnforceConstraints(state);
 727 }
 728
 729 void Situation::EnforceConstraints(State &s) noexcept {
 730         if (OnSurface()) {
 731                 if (Surface() < 3) {
 732                         if (s.pos[(Surface() + 2) % 3] < GetPlanet().Radius()) {
 733                                 s.pos[(Surface() + 2) % 3] = GetPlanet().Radius();
 734                                 s.vel[(Surface() + 2) % 3] = std::max(0.0, s.vel[(Surface() + 2) % 3]);
 735                         }
 736                 } else {
 737                         if (s.pos[(Surface() + 2) % 3] > -GetPlanet().Radius()) {
 738                                 s.pos[(Surface() + 2) % 3] = -GetPlanet().Radius();
 739                                 s.vel[(Surface() + 2) % 3] = std::min(0.0, s.vel[(Surface() + 2) % 3]);
 740                         }
 741                 }
 742         }
 743 }
 744
 745 void Situation::SetPlanetSurface(world::Planet &p, int srf, const glm::dvec3 &pos) noexcept {
 746         type = PLANET_SURFACE;
 747         planet = &p;
 748         surface = srf;
 749         state.pos = pos;
 750         EnforceConstraints(state);
 751 }
 752
 753
 754 Steering::Steering(const Creature &c)
 755 : c(c)
 756 , target(0.0)
 757 , haste(0.0)
 758 , max_force(1.0)
 759 , max_speed(1.0)
 760 , min_dist(0.0)
 761 , max_look(0.0)
 762 , separating(false)
 763 , halting(true)
 764 , seeking(false)
 765 , arriving(false) {
 766 }
 767
 768 Steering::~Steering() {
 769 }
 770
 771 void Steering::Separate(double min_distance, double max_lookaround) noexcept {
 772         separating = true;
 773         min_dist = min_distance;
 774         max_look = max_lookaround;
 775 }
 776
 777 void Steering::DontSeparate() noexcept {
 778         separating = false;
 779 }
 780
 781 void Steering::ResumeSeparate() noexcept {
 782         separating = true;
 783 }
 784
 785 void Steering::Halt() noexcept {
 786         halting = true;
 787         seeking = false;
 788         arriving = false;
 789 }
 790
 791 void Steering::Pass(const glm::dvec3 &t) noexcept {
 792         target = t;
 793         halting = false;
 794         seeking = true;
 795         arriving = false;
 796 }
 797
 798 void Steering::GoTo(const glm::dvec3 &t) noexcept {
 799         target = t;
 800         halting = false;
 801         seeking = false;
 802         arriving = true;
 803 }
 804
 805 glm::dvec3 Steering::Force(const Situation::State &s) const noexcept {
 806         double speed = max_speed * glm::clamp(max_speed * haste * haste, 0.25, 1.0);
 807         double force = max_speed * glm::clamp(max_force * haste * haste, 0.5, 1.0);
 808         glm::dvec3 result(0.0);
 809         if (separating) {
 810                 // TODO: off surface situation
 811                 glm::dvec3 repulse(0.0);
 812                 const Situation &s = c.GetSituation();
 813                 for (auto &other : s.GetPlanet().Creatures()) {
 814                         if (&*other == &c) continue;
 815                         glm::dvec3 diff = s.Position() - other->GetSituation().Position();
 816                         if (length2(diff) > max_look * max_look) continue;
 817                         double sep = length(diff) - other->Size() * 0.707 - c.Size() * 0.707;
 818                         if (sep < min_dist) {
 819                                 repulse += normalize(diff) * (1.0 - sep / min_dist);
 820                         }
 821                 }
 822                 SumForce(result, repulse, force);
 823         }
 824         if (halting) {
 825                 SumForce(result, s.vel * -force, force);
 826         }
 827         if (seeking) {
 828                 glm::dvec3 diff = target - s.pos;
 829                 if (!allzero(diff)) {
 830                         SumForce(result, TargetVelocity(s, (normalize(diff) * speed), force), force);
 831                 }
 832         }
 833         if (arriving) {
 834                 glm::dvec3 diff = target - s.pos;
 835                 double dist = length(diff);
 836                 if (!allzero(diff) && dist > std::numeric_limits<double>::epsilon()) {
 837                         SumForce(result, TargetVelocity(s, diff * std::min(dist * force, speed) / dist, force), force);
 838                 }
 839         }
 840         return result;
 841 }
 842
 843 bool Steering::SumForce(glm::dvec3 &out, const glm::dvec3 &in, double max) const noexcept {
 844         if (allzero(in) || anynan(in)) {
 845                 return false;
 846         }
 847         double cur = allzero(out) ? 0.0 : length(out);
 848         double rem = max - cur;
 849         if (rem < 0.0) {
 850                 return true;
 851         }
 852         double add = length(in);
 853         if (add > rem) {
 854                 // this method is off if in and out are in different
 855                 // directions, but gives okayish results
 856                 out += in * (1.0 / add);
 857                 return true;
 858         } else {
 859                 out += in;
 860                 return false;
 861         }
 862 }
 863
 864 glm::dvec3 Steering::TargetVelocity(const Situation::State &s, const glm::dvec3 &vel, double acc) const noexcept {
 865         return (vel - s.vel) * acc;
 866 }
 867
 868 }
 869 }