src/creature/goal.cpp

   1 #include "BlobBackgroundTask.hpp"
   2 #include "Goal.hpp"
   3 #include "IdleGoal.hpp"
   4 #include "IngestGoal.hpp"
   5 #include "LocateResourceGoal.hpp"
   6
   7 #include "Creature.hpp"
   8 #include "../app/Assets.hpp"
   9 #include "../ui/string.hpp"
  10 #include "../world/Planet.hpp"
  11 #include "../world/Resource.hpp"
  12 #include "../world/Simulation.hpp"
  13 #include "../world/TileType.hpp"
  14
  15 #include <cstring>
  16 #include <iostream>
  17 #include <sstream>
  18 #include <glm/gtx/io.hpp>
  19
  20
  21 namespace blobs {
  22 namespace creature {
  23
  24 BlobBackgroundTask::BlobBackgroundTask(Creature &c)
  25 : Goal(c)
  26 , breathing(false)
  27 , drink_subtask(nullptr)
  28 , eat_subtask(nullptr) {
  29 }
  30
  31 BlobBackgroundTask::~BlobBackgroundTask() {
  32 }
  33
  34 std::string BlobBackgroundTask::Describe() const {
  35         return "being a blob";
  36 }
  37
  38 void BlobBackgroundTask::Tick(double dt) {
  39         if (breathing) {
  40                 // TODO: derive breathing ability
  41                 int gas = Assets().data.resources["air"].id;
  42                 // TODO: check if in compatible atmosphere
  43                 double amount = GetCreature().GetStats().Breath().gain * -(1.0 + GetCreature().ExhaustionFactor());
  44                 GetCreature().GetStats().Breath().Add(amount * dt);
  45                 // maintain ~1% gas composition
  46                 double gas_amount = GetCreature().GetComposition().Get(gas);
  47                 if (gas_amount < GetCreature().GetComposition().TotalMass() * 0.01) {
  48                         double add = std::min(GetCreature().GetComposition().TotalMass() * 0.025 - gas_amount, -amount * dt);
  49                         GetCreature().Ingest(gas, add);
  50                 }
  51                 if (GetCreature().GetStats().Breath().Empty()) {
  52                         breathing = false;
  53                 }
  54         }
  55 }
  56
  57 void BlobBackgroundTask::Action() {
  58         CheckStats();
  59         CheckSplit();
  60         CheckMutate();
  61 }
  62
  63 void BlobBackgroundTask::CheckStats() {
  64         Creature::Stats &stats = GetCreature().GetStats();
  65
  66         if (!breathing && stats.Breath().Bad()) {
  67                 breathing = true;
  68         }
  69
  70         if (!drink_subtask && stats.Thirst().Bad()) {
  71                 drink_subtask = new IngestGoal(GetCreature(), stats.Thirst());
  72                 for (const auto &cmp : GetCreature().GetComposition()) {
  73                         if (Assets().data.resources[cmp.resource].state == world::Resource::LIQUID) {
  74                                 drink_subtask->Accept(cmp.resource, 1.0);
  75                         }
  76                 }
  77                 drink_subtask->OnComplete([&](Goal &) { drink_subtask = nullptr; });
  78                 GetCreature().AddGoal(std::unique_ptr<Goal>(drink_subtask));
  79         }
  80
  81         if (!eat_subtask && stats.Hunger().Bad()) {
  82                 eat_subtask = new IngestGoal(GetCreature(), stats.Hunger());
  83                 for (const auto &cmp : GetCreature().GetComposition()) {
  84                         if (Assets().data.resources[cmp.resource].state == world::Resource::SOLID) {
  85                                 eat_subtask->Accept(cmp.resource, 1.0);
  86                         }
  87                 }
  88                 eat_subtask->OnComplete([&](Goal &) { eat_subtask = nullptr; });
  89                 GetCreature().AddGoal(std::unique_ptr<Goal>(eat_subtask));
  90         }
  91
  92         // when in bad shape, don't make much effort
  93         if (stats.Damage().Bad() || stats.Exhaustion().Bad() || stats.Fatigue().Critical()) {
  94                 GetCreature().GetSteering().DontSeparate();
  95         } else {
  96                 GetCreature().GetSteering().ResumeSeparate();
  97         }
  98 }
  99
 100 void BlobBackgroundTask::CheckSplit() {
 101         if (GetCreature().Mass() > GetCreature().OffspringMass() * 2.0
 102                 && GetCreature().OffspringChance() > Assets().random.UNorm()) {
 103                 GetCreature().GetSimulation().Log() << GetCreature().Name() << " split" << std::endl;
 104                 Split(GetCreature());
 105                 return;
 106         }
 107 }
 108
 109 void BlobBackgroundTask::CheckMutate() {
 110         // check for random property mutation
 111         if (GetCreature().MutateChance() > Assets().random.UNorm()) {
 112                 double amount = 1.0 + (Assets().random.SNorm() * 0.05);
 113                 math::Distribution &d = GetCreature().GetGenome().properties.props[Assets().random.UInt(9)];
 114                 if (Assets().random.UNorm() < 0.5) {
 115                         d.Mean(d.Mean() * amount);
 116                 } else {
 117                         d.StandardDeviation(d.StandardDeviation() * amount);
 118                 }
 119         }
 120 }
 121
 122 namespace {
 123
 124 std::string summarize(const Composition &comp, const app::Assets &assets) {
 125         std::stringstream s;
 126         bool first = true;
 127         for (const auto &c : comp) {
 128                 if (first) {
 129                         first = false;
 130                 } else {
 131                         s << " or ";
 132                 }
 133                 s << assets.data.resources[c.resource].label;
 134         }
 135         return s.str();
 136 }
 137
 138 }
 139
 140 IngestGoal::IngestGoal(Creature &c, Creature::Stat &stat)
 141 : Goal(c)
 142 , stat(stat)
 143 , accept()
 144 , locate_subtask(nullptr)
 145 , ingesting(false)
 146 , resource(-1)
 147 , yield(0.0) {
 148         Urgency(stat.value);
 149 }
 150
 151 IngestGoal::~IngestGoal() {
 152 }
 153
 154 void IngestGoal::Accept(int resource, double value) {
 155         accept.Add(resource, value);
 156 }
 157
 158 std::string IngestGoal::Describe() const {
 159         if (resource == -1) {
 160                 return "ingest " + summarize(accept, Assets());
 161         } else {
 162                 const world::Resource &r = Assets().data.resources[resource];
 163                 if (r.state == world::Resource::SOLID) {
 164                         return "eat " + r.label;
 165                 } else {
 166                         return "drink " + r.label;
 167                 }
 168         }
 169 }
 170
 171 void IngestGoal::Enable() {
 172 }
 173
 174 void IngestGoal::Tick(double dt) {
 175         Urgency(stat.value);
 176         if (locate_subtask) {
 177                 locate_subtask->Urgency(Urgency() + 0.1);
 178         }
 179         if (ingesting) {
 180                 if (OnSuitableTile() && !GetSituation().Moving()) {
 181                         // TODO: determine satisfaction factor
 182                         GetCreature().Ingest(resource, yield * dt);
 183                         stat.Add(-1.0 * yield * dt);
 184                         if (stat.Empty()) {
 185                                 SetComplete();
 186                         }
 187                 } else {
 188                         // left tile somehow, some idiot probably pushed us off
 189                         ingesting = false;
 190                         Interruptible(true);
 191                 }
 192         }
 193 }
 194
 195 void IngestGoal::Action() {
 196         if (ingesting) {
 197                 // all good
 198                 return;
 199         }
 200         if (OnSuitableTile()) {
 201                 if (GetSituation().Moving()) {
 202                         // break with maximum force
 203                         GetSteering().Haste(1.0);
 204                         GetSteering().Halt();
 205                 } else {
 206                         // finally
 207                         Interruptible(false);
 208                         ingesting = true;
 209                 }
 210         } else {
 211                 locate_subtask = new LocateResourceGoal(GetCreature());
 212                 for (const auto &c : accept) {
 213                         locate_subtask->Accept(c.resource, c.value);
 214                 }
 215                 locate_subtask->Urgency(Urgency() + 0.1);
 216                 locate_subtask->OnComplete([&](Goal &){ locate_subtask = nullptr; });
 217                 GetCreature().AddGoal(std::unique_ptr<Goal>(locate_subtask));
 218         }
 219 }
 220
 221 bool IngestGoal::OnSuitableTile() {
 222         if (!GetSituation().OnSurface()) {
 223                 return false;
 224         }
 225         const world::TileType &t = GetSituation().GetTileType();
 226         auto found = t.FindBestResource(accept);
 227         if (found != t.resources.end()) {
 228                 resource = found->resource;
 229                 yield = found->ubiquity;
 230                 return true;
 231         } else {
 232                 resource = -1;
 233                 return false;
 234         }
 235 }
 236
 237
 238 Goal::Goal(Creature &c)
 239 : c(c)
 240 , on_complete()
 241 , urgency(0.0)
 242 , interruptible(true)
 243 , complete(false) {
 244 }
 245
 246 Goal::~Goal() noexcept {
 247 }
 248
 249 Situation &Goal::GetSituation() noexcept {
 250         return c.GetSituation();
 251 }
 252
 253 const Situation &Goal::GetSituation() const noexcept {
 254         return c.GetSituation();
 255 }
 256
 257 Steering &Goal::GetSteering() noexcept {
 258         return c.GetSteering();
 259 }
 260
 261 const Steering &Goal::GetSteering() const noexcept {
 262         return c.GetSteering();
 263 }
 264
 265 app::Assets &Goal::Assets() noexcept {
 266         return c.GetSimulation().Assets();
 267 }
 268
 269 const app::Assets &Goal::Assets() const noexcept {
 270         return c.GetSimulation().Assets();
 271 }
 272
 273 void Goal::SetComplete() noexcept {
 274         if (!complete) {
 275                 complete = true;
 276                 if (on_complete) {
 277                         on_complete(*this);
 278                 }
 279         }
 280 }
 281
 282 void Goal::OnComplete(std::function<void(Goal &)> cb) noexcept {
 283         on_complete = cb;
 284         if (complete) {
 285                 on_complete(*this);
 286         }
 287 }
 288
 289
 290 IdleGoal::IdleGoal(Creature &c)
 291 : Goal(c) {
 292         Urgency(-1.0);
 293         Interruptible(true);
 294 }
 295
 296 IdleGoal::~IdleGoal() {
 297 }
 298
 299 std::string IdleGoal::Describe() const {
 300         return "idle";
 301 }
 302
 303 void IdleGoal::Enable() {
 304 }
 305
 306 void IdleGoal::Tick(double dt) {
 307 }
 308
 309 void IdleGoal::Action() {
 310 }
 311
 312
 313 LocateResourceGoal::LocateResourceGoal(Creature &c)
 314 : Goal(c)
 315 , accept()
 316 , found(false)
 317 , target_pos(0.0)
 318 , searching(false)
 319 , reevaluate(0.0) {
 320 }
 321
 322 LocateResourceGoal::~LocateResourceGoal() noexcept {
 323 }
 324
 325 void LocateResourceGoal::Accept(int resource, double value) {
 326         accept.Add(resource, value);
 327 }
 328
 329 std::string LocateResourceGoal::Describe() const {
 330         return "locate " + summarize(accept, Assets());
 331 }
 332
 333 void LocateResourceGoal::Enable() {
 334
 335 }
 336
 337 void LocateResourceGoal::Tick(double dt) {
 338         reevaluate -= dt;
 339 }
 340
 341 void LocateResourceGoal::Action() {
 342         if (reevaluate < 0.0) {
 343                 LocateResource();
 344                 reevaluate = 3.0;
 345         } else if (!found) {
 346                 if (!searching) {
 347                         LocateResource();
 348                 } else {
 349                         double dist = glm::length2(GetSituation().Position() - target_pos);
 350                         if (dist < 0.0001) {
 351                                 LocateResource();
 352                         } else {
 353                                 GetSteering().GoTo(target_pos);
 354                         }
 355                 }
 356         } else if (NearTarget()) {
 357                 GetSteering().Halt();
 358                 if (!GetSituation().Moving()) {
 359                         SetComplete();
 360                 }
 361         } else {
 362                 GetSteering().GoTo(target_pos);
 363         }
 364         GetSteering().Haste(Urgency());
 365 }
 366
 367 void LocateResourceGoal::LocateResource() {
 368         if (GetSituation().OnSurface()) {
 369                 const world::TileType &t = GetSituation().GetTileType();
 370                 auto yield = t.FindBestResource(accept);
 371                 if (yield != t.resources.cend()) {
 372                         // hoooray
 373                         GetSteering().Halt();
 374                         found = true;
 375                         searching = false;
 376                         target_pos = GetSituation().Position();
 377                 } else {
 378                         // go find somewhere else
 379                         SearchVicinity();
 380                 }
 381         } else {
 382                 // well, what now?
 383                 found = false;
 384                 searching = false;
 385         }
 386 }
 387
 388 void LocateResourceGoal::SearchVicinity() {
 389         const world::Planet &planet = GetSituation().GetPlanet();
 390         const glm::dvec3 &pos = GetSituation().Position();
 391         const glm::dvec3 normal(planet.NormalAt(pos));
 392         const glm::dvec3 step_x(normalize(cross(normal, glm::dvec3(normal.z, normal.x, normal.y))));
 393         const glm::dvec3 step_y(normalize(cross(step_x, normal)));
 394
 395         constexpr int search_radius = 2;
 396         double rating[2 * search_radius + 1][2 * search_radius + 1] = {0};
 397
 398         // find close and rich field
 399         for (int y = -search_radius; y < search_radius + 1; ++y) {
 400                 for (int x = -search_radius; x < search_radius + 1; ++x) {
 401                         const glm::dvec3 tpos(pos + (double(x) * step_x) + (double(y) * step_y));
 402                         if (!GetCreature().PerceptionTest(tpos)) continue;
 403                         const world::TileType &type = planet.TileTypeAt(tpos);
 404                         auto yield = type.FindBestResource(accept);
 405                         if (yield != type.resources.cend()) {
 406                                 // TODO: subtract minimum yield
 407                                 rating[y + search_radius][x + search_radius] = yield->ubiquity * accept.Get(yield->resource);
 408                                 // penalize distance
 409                                 double dist = std::max(0.125, 0.25 * glm::length(tpos - pos));
 410                                 rating[y + search_radius][x + search_radius] /= dist;
 411                         }
 412                 }
 413         }
 414
 415         // penalize crowding
 416         for (auto &c : planet.Creatures()) {
 417                 if (&*c == &GetCreature()) continue;
 418                 for (int y = -search_radius; y < search_radius + 1; ++y) {
 419                         for (int x = -search_radius; x < search_radius + 1; ++x) {
 420                                 const glm::dvec3 tpos(pos + (double(x) * step_x) + (double(y) * step_y));
 421                                 if (length2(tpos - c->GetSituation().Position()) < 1.0) {
 422                                         rating[y + search_radius][x + search_radius] *= 0.8;
 423                                 }
 424                         }
 425                 }
 426         }
 427
 428         glm::ivec2 best_pos(0);
 429         double best_rating = -1.0;
 430
 431         for (int y = -search_radius; y < search_radius + 1; ++y) {
 432                 for (int x = -search_radius; x < search_radius + 1; ++x) {
 433                         if (rating[y + search_radius][x + search_radius] > best_rating) {
 434                                 best_pos = glm::ivec2(x, y);
 435                                 best_rating = rating[y + search_radius][x + search_radius];
 436                         }
 437                 }
 438         }
 439
 440         if (best_rating) {
 441                 found = true;
 442                 searching = false;
 443                 target_pos = normalize(pos + (double(best_pos.x) * step_x) + (double(best_pos.y) * step_y)) * planet.Radius();
 444                 GetSteering().GoTo(target_pos);
 445         } else if (!searching) {
 446                 found = false;
 447                 searching = true;
 448                 target_pos = GetSituation().Position();
 449                 target_pos += Assets().random.SNorm() * step_x;
 450                 target_pos += Assets().random.SNorm() * step_y;
 451                 // bias towards current heading
 452                 target_pos += GetSituation().Heading() * 0.5;
 453                 target_pos = normalize(target_pos) * planet.Radius();
 454                 GetSteering().GoTo(target_pos);
 455         }
 456 }
 457
 458 bool LocateResourceGoal::NearTarget() const noexcept {
 459         const Situation &s = GetSituation();
 460         return s.OnSurface() && length2(s.Position() - target_pos) < 0.5;
 461 }
 462
 463 }
 464 }