src/world/Chunk.hpp

   1 #ifndef BLANK_WORLD_CHUNK_HPP_
   2 #define BLANK_WORLD_CHUNK_HPP_
   3
   4 #include "Block.hpp"
   5 #include "BlockTypeRegistry.hpp"
   6 #include "../geometry/Location.hpp"
   7 #include "../geometry/primitive.hpp"
   8
   9 #include <vector>
  10 #include <glm/glm.hpp>
  11 #include <glm/gtx/transform.hpp>
  12
  13
  14 namespace blank {
  15
  16 class BlockType;
  17 class Entity;
  18 class WorldCollision;
  19
  20 /// cube of size 16 (256 tiles, 4096 blocks)
  21 class Chunk {
  22
  23 public:
  24         explicit Chunk(const BlockTypeRegistry &) noexcept;
  25
  26         Chunk(Chunk &&) noexcept;
  27         Chunk &operator =(Chunk &&) noexcept;
  28
  29         static constexpr int side = ExactLocation::scale;
  30         static constexpr float fside = ExactLocation::fscale;
  31         static constexpr int size = side * side * side;
  32
  33         static AABB Bounds() noexcept { return AABB{ { 0.0f, 0.0f, 0.0f }, ExactLocation::FExtent() }; }
  34         static glm::vec3 Center() noexcept { return glm::vec3(8.0f); }
  35         static float Radius() noexcept { return 27.71281292110203669632f; /* 16 * √3 */ }
  36
  37         static constexpr bool InBounds(const ExactLocation::Fine &pos) noexcept {
  38                 return
  39                         pos.x >= 0.0f && pos.x < fside &&
  40                         pos.y >= 0.0f && pos.y < fside &&
  41                         pos.z >= 0.0f && pos.z < fside;
  42         }
  43         static constexpr bool InBounds(const RoughLocation::Fine &pos) noexcept {
  44                 return
  45                         pos.x >= 0 && pos.x < side &&
  46                         pos.y >= 0 && pos.y < side &&
  47                         pos.z >= 0 && pos.z < side;
  48         }
  49         static constexpr int ToIndex(const RoughLocation::Fine &pos) noexcept {
  50                 return pos.x + pos.y * side + pos.z * side * side;
  51         }
  52         static constexpr bool InBounds(int idx) noexcept {
  53                 return idx >= 0 && idx < size;
  54         }
  55         static ExactLocation::Fine ToCoords(int idx) noexcept {
  56                 return ExactLocation::Fine(
  57                         0.5f + (idx % side),
  58                         0.5f + ((idx / side) % side),
  59                         0.5f + (idx / (side * side))
  60                 );
  61         }
  62         static ExactLocation::Fine ToCoords(const RoughLocation::Fine &pos) noexcept {
  63                 return ExactLocation::Fine(pos) + 0.5f;
  64         }
  65         static RoughLocation::Fine ToPos(int idx) noexcept {
  66                 return RoughLocation::Fine(
  67                         (idx % side),
  68                         ((idx / side) % side),
  69                         (idx / (side * side))
  70                 );
  71         }
  72         /// get a chunk-local transform for block at given position and index
  73         /// (position and index are redundant)
  74         glm::mat4 ToTransform(const RoughLocation::Fine &position, int index) const noexcept;
  75         /// same as above, but also apply offset to given reference
  76         glm::mat4 ToTransform(const ExactLocation::Coarse &ref, const RoughLocation::Fine &pos, int idx) const noexcept;
  77
  78         ExactLocation::Fine ToSceneCoords(const ExactLocation::Coarse &base, const ExactLocation::Fine &pos) const noexcept {
  79                 return ExactLocation::Fine((position - base) * ExactLocation::Extent()) + pos;
  80         }
  81
  82         static bool IsBorder(const RoughLocation::Fine &pos) noexcept {
  83                 return
  84                         pos.x == 0 ||
  85                         pos.x == side - 1 ||
  86                         pos.y == 0 ||
  87                         pos.y == side - 1 ||
  88                         pos.z == 0 ||
  89                         pos.z == side - 1;
  90         }
  91         static constexpr bool IsBorder(int idx) noexcept {
  92                 return
  93                         idx < side * side ||                 // low Z plane
  94                         idx % side == 0 ||                   // low X plane
  95                         (idx / (side * side)) == side - 1 || // high Z plane
  96                         idx % side == side - 1 ||            // high X plane
  97                         (idx / side) % side == 0 ||          // low Y plane
  98                         (idx / side) % side == side - 1;     // high Y plane
  99         }
 100
 101         bool IsSurface(int index) const noexcept { return IsSurface(ToPos(index)); }
 102         bool IsSurface(const ExactLocation::Fine &pos) const noexcept { return IsSurface(RoughLocation::Fine(pos)); }
 103         bool IsSurface(const RoughLocation::Fine &pos) const noexcept;
 104
 105         void SetNeighbor(Block::Face, Chunk &) noexcept;
 106         bool HasNeighbor(Block::Face f) const noexcept { return neighbor[f]; }
 107         Chunk &GetNeighbor(Block::Face f) noexcept { return *neighbor[f]; }
 108         const Chunk &GetNeighbor(Block::Face f) const noexcept { return *neighbor[f]; }
 109         void Unlink() noexcept;
 110
 111         // check which faces of a block at given index are obstructed (and therefore invisible)
 112         Block::FaceSet Obstructed(const RoughLocation::Fine &) const noexcept;
 113
 114         void SetBlock(int index, const Block &) noexcept;
 115         void SetBlock(const ExactLocation::Fine &pos, const Block &block) noexcept { SetBlock(ToIndex(pos), block); }
 116         void SetBlock(const RoughLocation::Fine &pos, const Block &block) noexcept { SetBlock(ToIndex(pos), block); }
 117
 118         const Block &BlockAt(int index) const noexcept { return blocks[index]; }
 119         const Block &BlockAt(const ExactLocation::Fine &pos) const noexcept { return BlockAt(ToIndex(pos)); }
 120         const Block &BlockAt(const RoughLocation::Fine &pos) const noexcept { return BlockAt(ToIndex(pos)); }
 121
 122         const BlockType &Type(const Block &b) const noexcept { return types->Get(b.type); }
 123         const BlockType &Type(int index) const noexcept { return Type(BlockAt(index)); }
 124
 125         void SetLight(int index, int level) noexcept;
 126         void SetLight(const ExactLocation::Fine &pos, int level) noexcept { SetLight(ToIndex(pos), level); }
 127         void SetLight(const RoughLocation::Fine &pos, int level) noexcept { SetLight(ToIndex(pos), level); }
 128
 129         int GetLight(int index) const noexcept;
 130         int GetLight(const ExactLocation::Fine &pos) const noexcept { return GetLight(ToIndex(pos)); }
 131         int GetLight(const RoughLocation::Fine &pos) const noexcept { return GetLight(ToIndex(pos)); }
 132
 133         float GetVertexLight(const RoughLocation::Fine &, const BlockMesh::Position &, const EntityMesh::Normal &) const noexcept;
 134
 135         bool Intersection(
 136                 const Ray &ray,
 137                 const ExactLocation::Coarse &reference,
 138                 float &dist
 139         ) const noexcept {
 140                 return blank::Intersection(ray, Bounds(), Transform(reference), &dist);
 141         }
 142
 143         /// check if given ray intersects any block of this chunk
 144         /// given reference indicated the chunk offset of the ray in world space
 145         bool Intersection(
 146                 const Ray &,
 147                 const ExactLocation::Coarse &reference,
 148                 WorldCollision &) noexcept;
 149
 150         bool Intersection(
 151                 const AABB &box,
 152                 const glm::mat4 &Mbox,
 153                 const glm::mat4 &Mchunk,
 154                 std::vector<WorldCollision> &) noexcept;
 155
 156         bool Intersection(
 157                 const Entity &entity,
 158                 const glm::mat4 &Mentity,
 159                 const glm::mat4 &Mchunk,
 160                 std::vector<WorldCollision> &) noexcept;
 161
 162         void Position(const ExactLocation::Coarse &pos) noexcept { position = pos; }
 163         const ExactLocation::Coarse &Position() const noexcept { return position; }
 164
 165         glm::mat4 Transform(const ExactLocation::Coarse &offset) const noexcept {
 166                 return glm::translate((position - offset) * ExactLocation::Extent());
 167         }
 168
 169         void *BlockData() noexcept { return &blocks[0]; }
 170         const void *BlockData() const noexcept { return &blocks[0]; }
 171         static constexpr std::size_t BlockSize() noexcept { return offsetof(Chunk, position) - offsetof(Chunk, blocks); }
 172
 173         bool Generated() const noexcept { return generated; }
 174         void SetGenerated() noexcept { generated = true; }
 175         bool Lighted() const noexcept { return lighted; }
 176         void ScanLights();
 177
 178         void Ref() noexcept { ++ref_count; }
 179         void UnRef() noexcept { --ref_count; }
 180         bool Referenced() const noexcept { return ref_count > 0; }
 181
 182         void Invalidate() noexcept { dirty_mesh = dirty_save = true; }
 183         void InvalidateMesh() noexcept { dirty_mesh = true; }
 184         void ClearMesh() noexcept { dirty_mesh = false; }
 185         void ClearSave() noexcept { dirty_save = false; }
 186         bool ShouldUpdateMesh() const noexcept { return dirty_mesh; }
 187         bool ShouldUpdateSave() const noexcept { return dirty_save; }
 188
 189         void Update(BlockMesh &) noexcept;
 190
 191 private:
 192         const BlockTypeRegistry *types;
 193         Chunk *neighbor[Block::FACE_COUNT];
 194
 195         Block blocks[size];
 196         unsigned char light[size];
 197         bool generated;
 198         bool lighted;
 199
 200         ExactLocation::Coarse position;
 201         int ref_count;
 202         bool dirty_mesh;
 203         bool dirty_save;
 204
 205 };
 206
 207 }
 208
 209 #endif