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