Added a supercover line algorithm for better collision detection
authorTomas Wenström <tomas.wenstrom@gmail.com>
Sun, 7 Feb 2021 15:40:58 +0000 (16:40 +0100)
committerTomas Wenström <tomas.wenstrom@gmail.com>
Sun, 7 Feb 2021 15:40:58 +0000 (16:40 +0100)
src/common/geometry.rs
src/common/mod.rs
src/core/level/mod.rs
src/teststate.rs

index 455e600..5a115fd 100644 (file)
@@ -220,7 +220,7 @@ macro_rules! dimen {
     };
 }
 
-#[derive(Debug, Default)]
+#[derive(Debug, Default, Copy, Clone, PartialEq)]
 pub struct Dimension<T> {
     pub width: T,
     pub height: T,
@@ -242,6 +242,95 @@ impl<T> From<(T, T)> for Dimension<T> {
     }
 }
 
+impl<T> From<Dimension<T>> for (T, T) {
+    fn from(item: Dimension<T>) -> Self {
+        (item.width, item.height)
+    }
+}
+
+////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+
+#[allow(dead_code)]
+pub fn supercover_line_int(p1: Point<isize>, p2: Point<isize>) -> Vec<Point<isize>> {
+    let d = p2 - p1;
+    let n = point!(d.x.abs(), d.y.abs());
+    let step = point!(
+       if d.x > 0 { 1 } else { -1 },
+       if d.y > 0 { 1 } else { -1 }
+    );
+
+    let mut p = p1.clone();
+    let mut points = vec!(point!(p.x as isize, p.y as isize));
+    let mut i = point!(0, 0);
+    while i.x < n.x || i.y < n.y {
+        let decision = (1 + 2 * i.x) * n.y - (1 + 2 * i.y) * n.x;
+        if decision == 0 { // next step is diagonal
+            p.x += step.x;
+            p.y += step.y;
+            i.x += 1;
+            i.y += 1;
+        } else if decision < 0 { // next step is horizontal
+            p.x += step.x;
+           i.x += 1;
+        } else { // next step is vertical
+            p.y += step.y;
+            i.y += 1;
+        }
+        points.push(point!(p.x as isize, p.y as isize));
+    }
+
+    points
+}
+
+/// Calculates all points a line crosses, unlike Bresenham's line algorithm.
+/// There might be room for a lot of improvement here.
+pub fn supercover_line(mut p1: Point<f64>, mut p2: Point<f64>) -> Vec<Point<isize>> {
+    let mut delta = p2 - p1;
+    if (delta.x.abs() > delta.y.abs() && delta.x.is_sign_negative()) || (delta.x.abs() <= delta.y.abs() && delta.y.is_sign_negative()) {
+       std::mem::swap(&mut p1, &mut p2);
+       delta = -delta;
+    }
+
+    let mut last = point!(p1.x as isize, p1.y as isize);
+    let mut coords: Vec<Point<isize>> = vec!();
+    coords.push(last);
+
+    if delta.x.abs() > delta.y.abs() {
+       let k = delta.y / delta.x;
+       let m = p1.y as f64 - p1.x as f64 * k;
+       for x in (p1.x as isize + 1)..=(p2.x as isize) {
+           let y = (k * x as f64 + m).floor();
+           let next = point!(x as isize - 1, y as isize);
+           if next != last {
+               coords.push(next);
+           }
+           let next = point!(x as isize, y as isize);
+           coords.push(next);
+           last = next;
+       }
+    } else {
+       let k = delta.x / delta.y;
+       let m = p1.x as f64 - p1.y as f64 * k;
+       for y in (p1.y as isize + 1)..=(p2.y as isize) {
+           let x = (k * y as f64 + m).floor();
+           let next = point!(x as isize, y as isize - 1);
+           if next != last {
+               coords.push(next);
+           }
+           let next = point!(x as isize, y as isize);
+           coords.push(next);
+           last = next;
+       }
+    }
+
+    let next = point!(p2.x as isize, p2.y as isize);
+    if next != last {
+       coords.push(next);
+    }
+
+    coords
+}
+
 ////////// TESTS ///////////////////////////////////////////////////////////////
 
 #[cfg(test)]
@@ -333,4 +422,31 @@ mod tests {
            panic!();
        }
     }
+
+    #[test]
+    fn some_coordinates_on_line() {
+       // horizontally up
+       let coords = supercover_line(point!(0.0, 0.0), point!(3.3, 2.2));
+       assert_eq!(coords.as_slice(), &[point!(0, 0), point!(1, 0), point!(1, 1), point!(2, 1), point!(2, 2), point!(3, 2)]);
+
+       // horizontally down
+       let coords = supercover_line(point!(0.0, 5.0), point!(3.3, 2.2));
+       assert_eq!(coords.as_slice(), &[point!(0, 5), point!(0, 4), point!(1, 4), point!(1, 3), point!(2, 3), point!(2, 2), point!(3, 2)]);
+
+       // vertically right
+       let coords = supercover_line(point!(0.0, 0.0), point!(2.2, 3.3));
+       assert_eq!(coords.as_slice(), &[point!(0, 0), point!(0, 1), point!(1, 1), point!(1, 2), point!(2, 2), point!(2, 3)]);
+
+       // vertically left
+       let coords = supercover_line(point!(5.0, 0.0), point!(3.0, 3.0));
+       assert_eq!(coords.as_slice(), &[point!(5, 0), point!(4, 0), point!(4, 1), point!(3, 1), point!(3, 2), point!(3, 3)]);
+
+       // negative
+       let coords = supercover_line(point!(0.0, 0.0), point!(-3.0, -2.0));
+       assert_eq!(coords.as_slice(), &[point!(-3, -2), point!(-2, -2), point!(-2, -1), point!(-1, -1), point!(-1, 0), point!(0, 0)]);
+
+       // 
+       let coords = supercover_line(point!(0.0, 0.0), point!(2.3, 1.1));
+       assert_eq!(coords.as_slice(), &[point!(0, 0), point!(1, 0), point!(2, 0), point!(2, 1)]);
+    }
 }
index 505860d..675d973 100644 (file)
@@ -5,6 +5,7 @@ pub use common::geometry::{
     Radians,
     Degrees,
     Intersection,
+    supercover_line,
 };
 
 mod time;
index 2a90739..488cae1 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-use common::{Point, Dimension, Intersection};
+use common::{Point, Dimension, Intersection, supercover_line};
 use core::render::Renderer;
 use sprites::SpriteManager;
 use std::rc::Rc;
@@ -36,23 +36,21 @@ impl Level {
        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);
+       let mut grid = Grid {
+           cells: vec!(vec!(vec!(); size.height); size.width),
+           size,
+           cell_size: dimen!(cs.x, cs.y),
+       };
 
        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));
+               for c in grid.grid_coordinates_on_line(edge.p1, edge.p2) {
+                   grid.cells[c.x][c.y].push(Rc::clone(edge));
                }
            }
        }
 
-       Grid {
-           size,
-           cell_size: dimen!(cs.x, cs.y),
-           cells: grid,
-       }
+       grid
     }
 
     pub fn render(&mut self, renderer: &mut Renderer, _sprites: &SpriteManager) {
@@ -77,6 +75,8 @@ impl Level {
        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() {
+                   let num = self.wall_grid.cells[x][y].len();
+                   renderer.canvas().set_draw_color((0, 32*num as u8, 0));
                    renderer.canvas().fill_rect(sdl2::rect::Rect::new(
                        x as i32 * size.width as i32,
                        y as i32 * size.height as i32,
@@ -98,14 +98,16 @@ impl Level {
     }
 
     pub fn intersect_walls(&self, p1: Point<f64>, p2: Point<f64>) -> IntersectResult {
-       let c = point!(p2.x as isize / self.wall_grid.cell_size.width as isize, p2.y as isize / self.wall_grid.cell_size.height as isize);
-       if let Some(walls) = self.wall_grid.at(c) {
-           for w in walls {
-               if let Intersection::Point(p) = Intersection::lines(p1, p2, w.p1, w.p2) {
-                   let wall = Wall {
-                       edge: Rc::clone(&w),
-                   };
-                   return IntersectResult::Intersection(wall, p)
+       for c in self.wall_grid.grid_coordinates_on_line(p1, p2) {
+           if let walls = &self.wall_grid.cells[c.x][c.y] {
+               for w in walls {
+                   if let Intersection::Point(p) = Intersection::lines(p1, p2, w.p1, w.p2) {
+                       let wall = Wall {
+                           region: &self.walls[w.region],
+                           edge: Rc::clone(&w),
+                       };
+                       return IntersectResult::Intersection(wall, p)
+                   }
                }
            }
        }
@@ -138,6 +140,27 @@ impl<T> Grid<T> {
            None
        }
     }
+
+    pub fn to_grid_coordinate<C>(&self, c: C) -> Option<Point<usize>>
+    where C: Into<(isize, isize)>
+    {
+       let c = c.into();
+       if c.0 >= 0 && c.0 < self.size.width as isize && c.1 >= 0 && c.1 < self.size.height as isize {
+           Some(point!(c.0 as usize, c.1 as usize))
+       } else {
+           None
+       }
+    }
+
+    /// Returns a list of grid coordinates that a line in world coordinates passes through.
+    pub fn grid_coordinates_on_line(&self, p1: Point<f64>, p2: Point<f64>) -> Vec<Point<usize>> {
+       let scale = (self.cell_size.width as f64, self.cell_size.height as f64);
+       supercover_line(p1 / scale, p2 / scale)
+           .iter()
+           .map(|c| self.to_grid_coordinate(*c))
+           .flatten()
+           .collect()
+    }
 }
 
 ////////// WALL REGION /////////////////////////////////////////////////////////
index 2f8f240..0a66d82 100644 (file)
@@ -1,20 +1,23 @@
-use common::{Point, Intersection};
+use common::{Dimension, Point, Intersection};
 use core::app::{AppState, StateChange};
 use core::controller::ControllerManager;
+use core::level::Grid;
 use core::render::Renderer;
-use point; // defined in common, but loaded from main...
+use {point, dimen};
 use sdl2::event::Event;
 use sprites::SpriteManager;
 use time::{Duration, Instant};
 
 pub struct TestState {
     start: Instant,
+    mouse: Point<i32>,
 }
 
 impl TestState {
     pub fn new() -> TestState {
         TestState {
            start: Instant::now(),
+           mouse: point!(0, 0),
         }
     }
 
@@ -67,12 +70,56 @@ impl AppState for TestState {
        let y2 = ((self.start.elapsed().as_seconds_f64() + std::f64::consts::FRAC_PI_4).sin() * 60.0) as i32;
        self.draw_intersecting_lines(renderer, (100 + x, 100 + y), (150 + x, 150 + y), (100 + x2, 150 + y2), (150 + x2, 100 + y2));
        self.draw_intersecting_lines(renderer, (250 + x, 85 + y), (250 + x, 165 + y), (210 + x2, 125 + y2), (290 + x2, 125 + y2));
+
+       let grid = Grid {
+           size: dimen!(10, 10),
+           cell_size: dimen!(30, 30),
+           cells: vec!(vec!(false; 10); 10),
+       };
+
+       let offset = point!(200, 200);
+       let size = grid.cell_size;
+       for x in 0..grid.size.width {
+           for y in 0..grid.size.height {
+               let col = (32 + 32 * ((x + y) % 2)) as u8;
+               renderer.canvas().set_draw_color((col, col, col));
+               renderer.canvas().fill_rect(sdl2::rect::Rect::new(
+                   offset.x + x as i32 * size.width as i32,
+                   offset.y + y as i32 * size.height as i32,
+                   size.width as u32,
+                   size.height as u32)).unwrap();
+           }
+       }
+
+       let offsetf = point!(offset.x as f64, offset.y as f64);
+//     let p1 = point!(23.0, 16.0);
+       let p1 = point!(300.0 / 2.0, 300.0 / 2.0);
+       let p2 = {
+           //let p = point!(78.0*3.0, 54.0*3.0);
+           let p = self.mouse - offset;
+           point!(p.x as f64, p.y as f64)
+       };
+       for p in grid.grid_coordinates_on_line(p1, p2) {
+           renderer.canvas().set_draw_color((0, 96, 0));
+           renderer.canvas().fill_rect(sdl2::rect::Rect::new(
+               offset.x + p.x as i32 * size.width as i32,
+               offset.y + p.y as i32 * size.height as i32,
+               size.width as u32,
+               size.height as u32)).unwrap();
+       }
+       let p1 = p1 + offsetf;
+       let p2 = self.mouse;//p2 + offsetf;
+       renderer.draw_line((p1.x as i32, p1.y as i32), (p2.x as i32, p2.y as i32), (255, 255, 0));
     }
 
     fn leave(&mut self) {
     }
 
     fn handle_event(&mut self, _event: Event) -> Option<StateChange> {
+       match _event {
+           Event::MouseMotion { x, y, .. } => self.mouse = point!(x, y),
+           _ => {}
+       }
        None
     }
 }