Collect wall points into walls and place them in a wall grid
authorTomas Wenström <tomas.wenstrom@gmail.com>
Sun, 31 Jan 2021 17:29:38 +0000 (18:29 +0100)
committerTomas Wenström <tomas.wenstrom@gmail.com>
Sun, 31 Jan 2021 17:29:38 +0000 (18:29 +0100)
src/common/geometry.rs
src/common/mod.rs
src/core/app.rs
src/core/game.rs
src/core/level/lvlgen.rs
src/core/level/mod.rs

index 02f93b1..5a03ffb 100644 (file)
@@ -182,28 +182,28 @@ impl Radians {
 }
 
 #[macro_export]
-macro_rules! rect {
-    ( $x:expr, $y:expr ) => {
-        Rect { x: $x, y: $y }
+macro_rules! dimen {
+    ( $w:expr, $h:expr ) => {
+        Dimension { width: $w, height: $h }
     };
 }
 
-#[derive(Default)]
-pub struct Rect<T> {
+#[derive(Debug, Default)]
+pub struct Dimension<T> {
     pub width: T,
     pub height: T,
 }
 
-impl<T: Mul<Output = T> + Copy> Rect<T> {
+impl<T: Mul<Output = T> + Copy> Dimension<T> {
     #[allow(dead_code)]
     pub fn area(&self) -> T {
         self.width * self.height
     }
 }
 
-impl<T> From<(T, T)> for Rect<T> {
+impl<T> From<(T, T)> for Dimension<T> {
     fn from(item: (T, T)) -> Self {
-        Rect {
+        Dimension {
             width: item.0,
             height: item.1,
         }
@@ -291,9 +291,9 @@ mod tests {
     }
 
     #[test]
-    fn area_for_rect_of_multipliable_type() {
-        let r: Rect<_> = (30, 20).into(); // the Into trait uses the From trait
+    fn area_for_dimension_of_multipliable_type() {
+        let r: Dimension<_> = (30, 20).into(); // the Into trait uses the From trait
         assert_eq!(r.area(), 30 * 20);
-        // let a = Rect::from(("a".to_string(), "b".to_string())).area(); // this doesn't work, because area() is not implemented for String
+        // let a = Dimension::from(("a".to_string(), "b".to_string())).area(); // this doesn't work, because area() is not implemented for String
     }
 }
index 3f5ba26..9c39453 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 mod geometry;
 pub use common::geometry::Point;
-pub use common::geometry::Rect;
+pub use common::geometry::Dimension;
 pub use common::geometry::Radians;
 pub use common::geometry::Degrees;
 
index 9298ece..434f56c 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 use boll::*;
-use common::{Point, Rect};
+use common::{Point, Dimension};
 use core::controller::ControllerManager;
 use core::render::Renderer;
 use point; // defined in common, but loaded from main...
@@ -18,14 +18,14 @@ const NS_PER_FRAME: u32 = 1_000_000_000 / FPS;
 
 #[derive(Default)]
 pub struct AppBuilder {
-    resolution: Rect<u16>,
+    resolution: Dimension<u16>,
     state: Option<Box<dyn AppState>>,
     title: Option<String>,
 }
 
 impl AppBuilder {
     pub fn with_resolution(mut self, width: u16, height: u16) -> Self {
-        self.resolution = Rect { width, height };
+        self.resolution = Dimension { width, height };
         self
     }
 
@@ -283,7 +283,7 @@ type Bollar = Vec<Box<dyn Boll>>;
 
 #[derive(Default)]
 pub struct ActiveState {
-    screen: Rect<u32>,
+    screen: Dimension<u32>,
     bolls: Bollar,
     boll_size: u32,
     mario_angle: f64,
@@ -294,7 +294,7 @@ impl ActiveState {
         ActiveState {
             bolls: Bollar::new(),
             boll_size: 1,
-           screen: Rect::from(screen),
+           screen: Dimension::from(screen),
            ..Default::default()
         }
     }
index 3e424fd..554bde7 100644 (file)
@@ -173,8 +173,8 @@ impl Object for Character {
     fn update(&mut self, objects: &mut Objects, lvl: &Level, dt: Duration) -> ObjectState {
        let ctrl = self.ctrl.borrow();
 
-       let x = (self.pos.x / lvl.grid.cell_size as f64).min(lvl.grid.width as f64 - 1.0).max(0.0) as usize;
-       let y = (self.pos.y / lvl.grid.cell_size as f64).min(lvl.grid.height as f64 - 1.0).max(0.0) as usize;
+       let x = (self.pos.x / lvl.grid.cell_size.width as f64).min(lvl.grid.size.width as f64 - 1.0).max(0.0) as usize;
+       let y = (self.pos.y / lvl.grid.cell_size.height as f64).min(lvl.grid.size.height as f64 - 1.0).max(0.0) as usize;
        self.vel += lvl.gravity;
        if lvl.grid.cells[x][y] {
            if self.vel.y > 0.0 && !(ctrl.mov.down() && ctrl.jump.is_pressed) {
@@ -271,8 +271,8 @@ impl Object for Boll {
        self.vel += lvl.gravity;
        self.pos += self.vel;
 
-       let x = (self.pos.x / lvl.grid.cell_size as f64).min(lvl.grid.width as f64 - 1.0).max(0.0) as usize;
-       let y = (self.pos.y / lvl.grid.cell_size as f64).min(lvl.grid.height as f64 - 1.0).max(0.0) as usize;
+       let x = (self.pos.x / lvl.grid.cell_size.width as f64).min(lvl.grid.size.width as f64 - 1.0).max(0.0) as usize;
+       let y = (self.pos.y / lvl.grid.cell_size.height as f64).min(lvl.grid.size.height as f64 - 1.0).max(0.0) as usize;
        if lvl.grid.cells[x][y] {
            if self.bounces == 0 {
                return Dead
index 4a22807..c2a02b5 100644 (file)
@@ -1,8 +1,9 @@
-use {point, time_scope};
-use common::Point;
-use super::{Grid, Level};
+use common::{Point, Dimension};
+use std::rc::Rc;
 use noise::{NoiseFn, OpenSimplex, Seedable};
 use rand::Rng;
+use super::{Grid, Level, WallRegion};
+use {point, time_scope};
 
 ////////// LEVEL GENERATOR /////////////////////////////////////////////////////
 
@@ -23,16 +24,15 @@ impl LevelGenerator {
     }
 
     pub fn generate(&self) -> Level {
-       println!("new level from {:?}", self);
+       dbg!(self);
        time_scope!("level generation");
 
        let cell_size = 20;
        let (width, height) = (2560 / cell_size, 1440 / cell_size);
 
        let mut grid = Grid {
-           cell_size,
-           width,
-           height,
+           cell_size: (cell_size, cell_size).into(),
+           size: (width, height).into(),
            cells: vec!(vec!(true; height); width),
        };
 
@@ -54,11 +54,7 @@ impl LevelGenerator {
        self.filter_regions(&mut grid);
 
        let walls = self.find_walls(&grid);
-       Level {
-           gravity: point!(0.0, 0.1),
-           grid,
-           walls,
-       }
+       Level::new(point!(0.0, 0.1), grid, walls)
     }
 
     #[allow(dead_code)]
@@ -80,9 +76,9 @@ impl LevelGenerator {
     fn smooth(&self, grid: &mut Grid<bool>) {
        let distance = 1;
        for _i in 0..self.iterations {
-           let mut next = vec!(vec!(true; grid.height); grid.width);
-           for x in distance..(grid.width - distance) {
-               for y in distance..(grid.height - distance) {
+           let mut next = vec!(vec!(true; grid.size.height); grid.size.width);
+           for x in distance..(grid.size.width - distance) {
+               for y in distance..(grid.size.height - distance) {
                    match self.neighbours(&grid.cells, x, y, distance) {
                        n if n < 4 => next[x][y] = false,
                        n if n > 4 => next[x][y] = true,
@@ -104,9 +100,9 @@ impl LevelGenerator {
        let mut count = 0;
        loop {
            count += 1;
-           let mut next = vec!(vec!(true; grid.height); grid.width);
-           for x in distance..(grid.width - distance) {
-               for y in distance..(grid.height - distance) {
+           let mut next = vec!(vec!(true; grid.size.height); grid.size.width);
+           for x in distance..(grid.size.width - distance) {
+               for y in distance..(grid.size.height - distance) {
                    match self.neighbours(&grid.cells, x, y, distance) {
                        n if n < 4 => next[x][y] = false,
                        n if n > 4 => next[x][y] = true,
@@ -136,15 +132,15 @@ impl LevelGenerator {
     }
 
     fn set_each<F: FnMut(usize, usize) -> bool>(&self, grid: &mut Grid<bool>, mut func: F, walls: usize) {
-       for x in walls..(grid.width - walls) {
-           for y in walls..(grid.height - walls) {
+       for x in walls..(grid.size.width - walls) {
+           for y in walls..(grid.size.height - walls) {
                grid.cells[x][y] = func(x, y);
            }
        }
     }
 
     fn subdivide(&self, grid: &mut Grid<bool>) -> Grid<bool> {
-       let (width, height) = (grid.width * 2, grid.height * 2);
+       let (width, height) = (grid.size.width * 2, grid.size.height * 2);
        let mut cells = vec!(vec!(true; height); width);
        for x in 1..(width - 1) {
            for y in 1..(height - 1) {
@@ -152,9 +148,8 @@ impl LevelGenerator {
            }
        }
        Grid {
-           cell_size: grid.cell_size / 2,
-           width,
-           height,
+           cell_size: (grid.cell_size.width / 2, grid.cell_size.height / 2).into(),
+           size: (width, height).into(),
            cells
        }
     }
@@ -162,9 +157,9 @@ impl LevelGenerator {
     fn find_regions(&self, grid: &Grid<bool>) -> Vec<Region> {
        time_scope!("  finding all regions");
        let mut regions = vec!();
-       let mut marked = vec!(vec!(false; grid.height); grid.width);
-       for x in 0..grid.width {
-           for y in 0..grid.height {
+       let mut marked = vec!(vec!(false; grid.size.height); grid.size.width);
+       for x in 0..grid.size.width {
+           for y in 0..grid.size.height {
                if !marked[x][y] {
                    regions.push(self.get_region_at_point(grid, x, y, &mut marked));
                }
@@ -183,7 +178,7 @@ impl LevelGenerator {
            cells.push(p);
            for i in &[(-1, 0), (1, 0), (0, -1), (0, 1)] {
                let ip = (p.0 as isize + i.0, p.1 as isize + i.1);
-               if ip.0 >= 0 && ip.0 < grid.width as isize && ip.1 >= 0 && ip.1 < grid.height as isize {
+               if ip.0 >= 0 && ip.0 < grid.size.width as isize && ip.1 >= 0 && ip.1 < grid.size.height as isize {
                    let up = (ip.0 as usize, ip.1 as usize);
                    if grid.cells[up.0][up.1] == value && !marked[up.0][up.1] {
                        marked[up.0][up.1] = true;
@@ -204,12 +199,12 @@ impl LevelGenerator {
 
     fn filter_regions(&self, grid: &mut Grid<bool>) {
        let min_wall_size = 0.0015;
-       println!("  grid size: ({}, {}) = {} cells", grid.width, grid.height, grid.width * grid.height);
-       println!("  min wall size: {}", (grid.width * grid.height) as f64 * min_wall_size);
+       println!("  grid size: ({}, {}) = {} cells", grid.size.width, grid.size.height, grid.size.width * grid.size.height);
+       println!("  min wall size: {}", (grid.size.width * grid.size.height) as f64 * min_wall_size);
 
        // delete all smaller wall regions
        for r in self.find_regions(grid).iter().filter(|r| r.value) {
-           let percent = r.cells.len() as f64 / (grid.width * grid.height) as f64;
+           let percent = r.cells.len() as f64 / (grid.size.width * grid.size.height) as f64;
            if percent < min_wall_size {
                // println!("  delete wall region of size {}", r.cells.len());
                self.delete_region(grid, r);
@@ -226,20 +221,30 @@ impl LevelGenerator {
        }
     }
 
-    fn find_walls(&self, grid: &Grid<bool>) -> Vec<Vec<Point<isize>>> {
+    fn find_walls(&self, grid: &Grid<bool>) -> Vec<Rc<WallRegion>> {
        let mut walls = vec!();
        for r in self.find_regions(&grid) {
            if r.value {
-               let mut outline = r.outline(grid.cell_size);
-               for i in 2..(outline.len() - 2) {
-//                 outline[i] = (outline[i - 1] + outline[i] + outline[i + 1]) / 3;
-                   outline[i] = (outline[i - 2] + outline[i - 1] + outline[i] + outline[i + 1] + outline[i + 2]) / 5;
-               }
-               walls.push(outline);
+               let outline = r.outline(&grid.cell_size);
+               let mut floats = outline.iter().map(|p| point!(p.x as f64, p.y as f64)).collect();
+               self.smooth_wall(&mut floats, self.wall_smooth_radius as isize);
+               let wall = WallRegion::new(floats);
+               walls.push(wall);
            }
        }
        walls
     }
+
+    fn smooth_wall(&self, points: &mut Vec<Point<f64>>, radius: isize) {
+       let idx = |n| (n as isize + points.len() as isize) as usize % points.len();
+       let mut new_points = points.clone();
+       for i in 0..points.len() {
+           new_points[i] = ((i as isize + 1 - radius)..=(i as isize + radius))                  // aggregates all points from -radius to +radius
+               .fold(points[idx(i as isize - radius)], |acc, o| acc + points[idx(o)]) // with addition
+               / (radius * 2 + 1) as f64;
+       }
+       *points = new_points;
+    }
 }
 
 ////////// REGION //////////////////////////////////////////////////////////////
@@ -262,19 +267,21 @@ impl Region {
        (min.0, min.1, 1 + max.0 - min.0, 1 + max.1 - min.1)
     }
 
-    pub fn outline(&self, scale: usize) -> Vec<Point<isize>> {
+    pub fn outline(&self, scale: &Dimension<usize>) -> Vec<Point<isize>> {
        let rect = self.enclosing_rect();
        let (ox, oy, w, h) = rect;
        let grid = self.grid(&rect);
        let mut marked = vec!(vec!(false; h); w);
        let mut outline = vec!();
        let mut directions = vec!((1, 0), (1, 1), (0, 1), (-1, 1), (-1, 0), (-1, -1), (0, -1), (1, -1)); // 8 directions rotating right from starting direction right
+       let multiplier = (scale.width as isize, scale.height as isize);
+       let offset = (scale.width as isize / 2, scale.height as isize / 2);
 
        let start = self.find_first_point_of_outline(&rect, &grid);
        let mut p = start;
        marked[p.x as usize][p.y as usize] = true;
        loop {
-           outline.push((p + (ox as isize, oy as isize)) * scale as isize);
+           outline.push((p + (ox as isize, oy as isize)) * multiplier + offset);
            self.find_next_point_of_outline(&grid, &mut p, &mut directions);
            if p == start {
                break;
index 3336b95..3945776 100644 (file)
@@ -1,6 +1,8 @@
-use common::Point;
+use common::{Point, Dimension};
 use core::render::Renderer;
 use sprites::SpriteManager;
+use std::rc::Rc;
+use {point, dimen};
 
 mod lvlgen;
 
@@ -12,45 +14,140 @@ pub use self::lvlgen::LevelGenerator;
 pub struct Level {
     pub gravity: Point<f64>,
     pub grid: Grid<bool>,
-    walls: Vec<Vec<Point<isize>>>,
+    walls: Vec<Rc<WallRegion>>,
+    wall_grid: Grid<Vec<Rc<WallEdge>>>,
 }
 
 impl Level {
-    // pub fn new(gravity: Point<f64>) -> Self {
-    //         let seed = std::time::SystemTime::now().duration_since(std::time::UNIX_EPOCH).unwrap().as_secs() as u32;
-    //         let mut lvl = Level { gravity, grid: Grid::generate(seed, 10), iterations: 10, walls: vec!() };
-    //         lvl.filter_regions();
-    //         lvl
-    // }
+    pub fn new(gravity: Point<f64>, grid: Grid<bool>, mut walls: Vec<Rc<WallRegion>>) -> Self {
+       let size = (2560, 1440); // TODO: get actual size from walls or something
+       let wall_grid = Level::build_wall_grid(&mut walls, &size.into());
+       dbg!(&wall_grid.cell_size);
+       Level {
+           gravity,
+           grid,
+           walls,
+           wall_grid,
+       }
+    }
+
+    /// Creates a grid of wall edges for fast lookup
+    fn build_wall_grid(walls: &mut Vec<Rc<WallRegion>>, lvlsize: &Dimension<usize>) -> Grid<Vec<Rc<WallEdge>>> {
+       let size = dimen!(lvlsize.width / 20, lvlsize.height / 20); // TODO: make sure all walls fit within the grid bounds
+       let cs = point!(lvlsize.width / size.width, lvlsize.height / size.height);
+       //let cs = point!(cell_size.width as f64, cell_size.height as f64);
+       let mut grid = vec!(vec!(vec!(); size.height); size.width);
+
+       for wall in walls {
+           for edge in &wall.edges {
+               // TODO: include cells that this edge overlaps
+               for p in &[edge.p1, edge.p2] {
+                   let p = point!(p.x as usize, p.y as usize) / cs;
+                   grid[0.max(p.x as usize).min(size.width - 1)][0.max(p.y as usize).min(size.height - 1)].push(Rc::clone(edge));
+               }
+           }
+       }
+
+       Grid {
+           size,
+           cell_size: dimen!(cs.x, cs.y),
+           cells: grid,
+       }
+    }
 
     pub fn render(&mut self, renderer: &mut Renderer, _sprites: &SpriteManager) {
+       // original grid
        renderer.canvas().set_draw_color((64, 64, 64));
-       let size = self.grid.cell_size;
-       for x in 0..self.grid.width {
-           for y in 0..self.grid.height {
+       let size = &self.grid.cell_size;
+       for x in 0..self.grid.size.width {
+           for y in 0..self.grid.size.height {
                if self.grid.cells[x][y] {
-                   renderer.canvas().fill_rect(sdl2::rect::Rect::new(x as i32 * size as i32, y as i32 * size as i32, size as u32, size as u32)).unwrap();
+                   renderer.canvas().fill_rect(sdl2::rect::Rect::new(
+                       x as i32 * size.width as i32,
+                       y as i32 * size.height as i32,
+                       size.width as u32,
+                       size.height as u32)).unwrap();
+               }
+           }
+       }
+
+       // wall grid
+       renderer.canvas().set_draw_color((0, 32, 0));
+       let size = &self.wall_grid.cell_size;
+       for x in 0..self.wall_grid.size.width {
+           for y in 0..self.wall_grid.size.height {
+               if !self.wall_grid.cells[x][y].is_empty() {
+                   renderer.canvas().fill_rect(sdl2::rect::Rect::new(
+                       x as i32 * size.width as i32,
+                       y as i32 * size.height as i32,
+                       size.width as u32,
+                       size.height as u32)).unwrap();
                }
            }
        }
 
-       let off = (size / 2) as i32;
+       // walls
        for wall in &self.walls {
-           for w in wall.windows(2) {
-               renderer.draw_line((w[0].x as i32 + off, w[0].y as i32 + off), (w[1].x as i32 + off, w[1].y as i32 + off), (255, 255, 0));
+           for e in &wall.edges {
+               renderer.draw_line(
+                   <(i32, i32)>::from(e.p1.to_i32()),
+                   <(i32, i32)>::from(e.p2.to_i32()),
+                   (255, 255, 0));
            }
-           let last = wall.len() - 1;
-           renderer.draw_line((wall[0].x as i32 + off, wall[0].y as i32 + off), (wall[last].x as i32 + off, wall[last].y as i32 + off), (255, 255, 0));
        }
     }
 }
 
 ////////// GRID ////////////////////////////////////////////////////////////////
 
-#[derive(Default)]
+#[derive(Debug, Default)]
 pub struct Grid<T> {
-    pub width: usize,
-    pub height: usize,
-    pub cell_size: usize,
+    pub size: Dimension<usize>,
+    pub cell_size: Dimension<usize>,
     pub cells: Vec<Vec<T>>,
 }
+
+////////// WALL REGION /////////////////////////////////////////////////////////
+
+#[derive(Debug)]
+pub struct WallRegion {
+    edges: Vec<Rc<WallEdge>>,
+}
+
+impl WallRegion {
+    pub fn new(points: Vec<Point<f64>>) -> Rc<Self> {
+       let mut edges = vec!();
+
+       for i in 0..points.len() {
+           let edge = Rc::new(WallEdge {
+               index: i,
+               p1: points[i],
+               p2: points[(i + 1) % points.len()],
+           });
+           edges.push(edge);
+       }
+
+       Rc::new(WallRegion { edges })
+    }
+
+    #[allow(dead_code)]
+    fn next(&self, index: usize) -> Rc<WallEdge> {
+       let index = (index + 1) % self.edges.len();
+       Rc::clone(&self.edges[index])
+    }
+
+    #[allow(dead_code)]
+    fn previous(&self, index: usize) -> Rc<WallEdge> {
+       let index = (index + self.edges.len() + 1) % self.edges.len();
+       Rc::clone(&self.edges[index])
+    }
+}
+
+////////// WALL EDGE ///////////////////////////////////////////////////////////
+
+#[derive(Debug, Default)]
+struct WallEdge {
+    index: usize,
+    pub p1: Point<f64>,
+    pub p2: Point<f64>,
+}