src/core/level.rs

   1 use common::Point2D;
   2 use core::render::Renderer;
   3 use noise::{NoiseFn, OpenSimplex, Seedable};
   4 use rand::Rng;
   5 use sprites::SpriteManager;
   6
   7 ////////// LEVEL ///////////////////////////////////////////////////////////////
   8
   9 #[derive(Default)]
  10 pub struct Level {
  11     pub gravity: Point2D<f64>,
  12     pub grid: Grid,
  13     iterations: u8,
  14 }
  15
  16 impl Level {
  17     pub fn new(gravity: Point2D<f64>) -> Self {
  18         Level { gravity, grid: Grid::generate(10), iterations: 10 }
  19     }
  20
  21     pub fn regenerate(&mut self) {
  22         self.grid = Grid::generate(self.iterations);
  23     }
  24
  25     pub fn increase_iteration(&mut self) {
  26         self.iterations += 1;
  27         self.regenerate();
  28         println!("iterate {} time(s)", self.iterations);
  29     }
  30
  31     pub fn decrease_iteration(&mut self) {
  32         self.iterations -= 1;
  33         self.regenerate();
  34         println!("iterate {} time(s)", self.iterations);
  35     }
  36
  37     pub fn filter_regions(&mut self) {
  38         self.grid.filter_regions();
  39     }
  40
  41     pub fn render(&mut self, renderer: &mut Renderer, _sprites: &SpriteManager) {
  42         renderer.canvas().set_draw_color((64, 64, 64));
  43         let size = self.grid.cell_size;
  44         for x in 0..self.grid.width {
  45             for y in 0..self.grid.height {
  46                 if self.grid.cells[x][y] {
  47                     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();
  48                 }
  49             }
  50         }
  51     }
  52 }
  53
  54 ////////// GRID ////////////////////////////////////////////////////////////////
  55
  56 #[derive(Default)]
  57 pub struct Grid {
  58     pub width: usize,
  59     pub height: usize,
  60     pub cell_size: usize,
  61     pub cells: Vec<Vec<bool>>,
  62 }
  63
  64 impl Grid {
  65     fn generate(iterations: u8) -> Grid {
  66         let cell_size = 20;
  67         let (width, height) = (2560 / cell_size, 1440 / cell_size);
  68
  69         let mut grid = Grid {
  70             cell_size,
  71             width,
  72             height,
  73             cells: vec!(vec!(true; height); width),
  74         };
  75
  76         // start with some noise
  77 //      grid.simplex_noise();
  78         grid.random_noise();
  79
  80         // smooth with cellular automata
  81         grid.smooth(iterations);
  82 //      grid.smooth_until_equilibrium();
  83
  84         // increase resolution
  85         for _i in 0..1 {
  86             grid = grid.subdivide();
  87             grid.smooth(iterations);
  88         }
  89
  90         grid
  91     }
  92
  93     #[allow(dead_code)]
  94     fn simplex_noise(&mut self) {
  95         let noise = OpenSimplex::new().set_seed(std::time::SystemTime::now().duration_since(std::time::UNIX_EPOCH).unwrap().as_secs() as u32);
  96         self.set_each(|x, y| noise.get([x as f64 / 12.0, y as f64 / 12.0]) > 0.055, 1);
  97     }
  98
  99     #[allow(dead_code)]
 100     fn random_noise(&mut self) {
 101         let mut rng = rand::thread_rng();
 102         let noise = OpenSimplex::new().set_seed(std::time::SystemTime::now().duration_since(std::time::UNIX_EPOCH).unwrap().as_secs() as u32);
 103         self.set_each(|_x, _y| rng.gen_range(0, 100) > (45 + (150.0 * noise.get([_x as f64 / 40.0, _y as f64 / 10.0])) as usize), 1); // more horizontal platforms
 104         // let w = self.width as f64;
 105         // self.set_each(|_x, _y| rng.gen_range(0, 100) > (45 + ((15 * _x) as f64 / w) as usize), 1); // opens up to the right
 106     }
 107
 108     #[allow(dead_code)]
 109     fn smooth(&mut self, iterations: u8) {
 110         let distance = 1;
 111         for _i in 0..iterations {
 112             let mut next = vec!(vec!(true; self.height); self.width);
 113             for x in distance..(self.width - distance) {
 114                 for y in distance..(self.height - distance) {
 115                     match Grid::neighbours(&self.cells, x, y, distance) {
 116                         n if n < 4 => next[x][y] = false,
 117                         n if n > 4 => next[x][y] = true,
 118                         _ => next[x][y] = self.cells[x][y]
 119                     }
 120                 }
 121             }
 122             if self.cells == next {
 123                 break; // exit early
 124             } else {
 125                 self.cells = next;
 126             }
 127         }
 128     }
 129
 130     #[allow(dead_code)]
 131     fn smooth_until_equilibrium(&mut self) {
 132         let distance = 1;
 133         let mut count = 0;
 134         loop {
 135             count += 1;
 136             let mut next = vec!(vec!(true; self.height); self.width);
 137             for x in distance..(self.width - distance) {
 138                 for y in distance..(self.height - distance) {
 139                     match Grid::neighbours(&self.cells, x, y, distance) {
 140                         n if n < 4 => next[x][y] = false,
 141                         n if n > 4 => next[x][y] = true,
 142                         _ => next[x][y] = self.cells[x][y]
 143                     };
 144                 }
 145             }
 146             if self.cells == next {
 147                 break;
 148             } else {
 149                 self.cells = next;
 150             }
 151         }
 152         println!("{} iterations needed", count);
 153     }
 154
 155     fn neighbours(grid: &Vec<Vec<bool>>, px: usize, py: usize, distance: usize) -> u8 {
 156         let mut count = 0;
 157         for x in (px - distance)..=(px + distance) {
 158             for y in (py - distance)..=(py + distance) {
 159                 if !(x == px && y == py) && grid[x][y] {
 160                     count += 1;
 161                 }
 162             }
 163         }
 164         count
 165     }
 166
 167     fn set_each<F: FnMut(usize, usize) -> bool>(&mut self, mut func: F, walls: usize) {
 168         for x in walls..(self.width - walls) {
 169             for y in walls..(self.height - walls) {
 170                 self.cells[x][y] = func(x, y);
 171             }
 172         }
 173     }
 174
 175     fn subdivide(&mut self) -> Grid {
 176         let (width, height) = (self.width * 2, self.height * 2);
 177         let mut cells = vec!(vec!(true; height); width);
 178         for x in 1..(width - 1) {
 179             for y in 1..(height - 1) {
 180                 cells[x][y] = self.cells[x / 2][y / 2];
 181             }
 182         }
 183         Grid {
 184             cell_size: self.cell_size / 2,
 185             width,
 186             height,
 187             cells
 188         }
 189     }
 190
 191     fn find_regions(&self) -> Vec<Region> {
 192         let mut regions = vec!();
 193         let mut marked = vec!(vec!(false; self.height); self.width);
 194         for x in 0..self.width {
 195             for y in 0..self.height {
 196                 if !marked[x][y] {
 197                     regions.push(self.get_region_at_point(x, y, &mut marked));
 198                 }
 199             }
 200         }
 201         regions
 202     }
 203
 204     fn get_region_at_point(&self, x: usize, y: usize, marked: &mut Vec<Vec<bool>>) -> Region {
 205         let value = self.cells[x][y];
 206         let mut cells = vec!();
 207         let mut queue = vec!((x, y));
 208         marked[x][y] = true;
 209
 210         while let Some(p) = queue.pop() {
 211             cells.push(p);
 212             for i in &[(-1, 0), (1, 0), (0, -1), (0, 1)] {
 213                 let ip = (p.0 as isize + i.0, p.1 as isize + i.1);
 214                 if ip.0 >= 0 && ip.0 < self.width as isize && ip.1 >= 0 && ip.1 < self.height as isize {
 215                     let up = (ip.0 as usize, ip.1 as usize);
 216                     if self.cells[up.0][up.1] == value && !marked[up.0][up.1] {
 217                         marked[up.0][up.1] = true;
 218                         queue.push(up);
 219                     }
 220                 }
 221             }
 222         }
 223
 224         Region { value, cells }
 225     }
 226
 227     fn delete_region(&mut self, region: &Region) {
 228         for c in &region.cells {
 229             self.cells[c.0][c.1] = !region.value;
 230         }
 231     }
 232
 233     pub fn filter_regions(&mut self) {
 234         let min_wall_size = 0.0015;
 235         println!("grid size: ({}, {}) = {} cells", self.width, self.height, self.width * self.height);
 236         println!("min wall size: {}", (self.width * self.height) as f64 * min_wall_size);
 237
 238         // delete all smaller wall regions
 239         for r in self.find_regions().iter().filter(|r| r.value) {
 240             let percent = r.cells.len() as f64 / (self.width * self.height) as f64;
 241             if percent < min_wall_size {
 242                 println!("delete wall region of size {}", r.cells.len());
 243                 self.delete_region(r);
 244             }
 245         }
 246
 247         // delete all rooms but the largest
 248         let regions = self.find_regions(); // check again, because if a removed room contains a removed wall, the removed wall will become a room
 249         let mut rooms: Vec<&Region> = regions.iter().filter(|r| !r.value).collect();
 250         rooms.sort_by_key(|r| r.cells.len());
 251         rooms.reverse();
 252         while rooms.len() > 1 {
 253             self.delete_region(rooms.pop().unwrap());
 254         }
 255     }
 256 }
 257
 258 ////////// REGION //////////////////////////////////////////////////////////////
 259
 260 struct Region {
 261     value: bool,
 262     cells: Vec<(usize, usize)>,
 263 }