src/core/level.rs

   1 use common::Point2D;
   2 use ::{point, time_scope};
   3 use core::render::Renderer;
   4 use noise::{NoiseFn, OpenSimplex, Seedable};
   5 use rand::Rng;
   6 use sprites::SpriteManager;
   7
   8 ////////// LEVEL ///////////////////////////////////////////////////////////////
   9
  10 #[derive(Default)]
  11 pub struct Level {
  12     pub gravity: Point2D<f64>,
  13     pub grid: Grid,
  14     iterations: u8,
  15 }
  16
  17 impl Level {
  18     pub fn new(gravity: Point2D<f64>) -> Self {
  19         Level { gravity, grid: Grid::generate(10), iterations: 10 }
  20     }
  21
  22     pub fn regenerate(&mut self) {
  23         self.grid = Grid::generate(self.iterations);
  24     }
  25
  26     pub fn increase_iteration(&mut self) {
  27         self.iterations += 1;
  28         self.regenerate();
  29         println!("iterate {} time(s)", self.iterations);
  30     }
  31
  32     pub fn decrease_iteration(&mut self) {
  33         self.iterations -= 1;
  34         self.regenerate();
  35         println!("iterate {} time(s)", self.iterations);
  36     }
  37
  38     pub fn filter_regions(&mut self) {
  39         self.grid.filter_regions();
  40     }
  41
  42     pub fn render(&mut self, renderer: &mut Renderer, _sprites: &SpriteManager) {
  43         renderer.canvas().set_draw_color((64, 64, 64));
  44         let size = self.grid.cell_size;
  45         for x in 0..self.grid.width {
  46             for y in 0..self.grid.height {
  47                 if self.grid.cells[x][y] {
  48                     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();
  49                 }
  50             }
  51         }
  52     }
  53 }
  54
  55 ////////// GRID ////////////////////////////////////////////////////////////////
  56
  57 #[derive(Default)]
  58 pub struct Grid {
  59     pub width: usize,
  60     pub height: usize,
  61     pub cell_size: usize,
  62     pub cells: Vec<Vec<bool>>,
  63 }
  64
  65 impl Grid {
  66     fn generate(iterations: u8) -> Grid {
  67         time_scope!("grid generation");
  68
  69         let cell_size = 20;
  70         let (width, height) = (2560 / cell_size, 1440 / cell_size);
  71
  72         let mut grid = Grid {
  73             cell_size,
  74             width,
  75             height,
  76             cells: vec!(vec!(true; height); width),
  77         };
  78
  79         // start with some noise
  80 //      grid.simplex_noise();
  81         grid.random_noise();
  82
  83         // smooth with cellular automata
  84         grid.smooth(iterations);
  85 //      grid.smooth_until_equilibrium();
  86
  87         // increase resolution
  88         for _i in 0..1 {
  89             grid = grid.subdivide();
  90             grid.smooth(iterations);
  91         }
  92
  93         grid
  94     }
  95
  96     #[allow(dead_code)]
  97     fn simplex_noise(&mut self) {
  98         let noise = OpenSimplex::new().set_seed(std::time::SystemTime::now().duration_since(std::time::UNIX_EPOCH).unwrap().as_secs() as u32);
  99         self.set_each(|x, y| noise.get([x as f64 / 12.0, y as f64 / 12.0]) > 0.055, 1);
 100     }
 101
 102     #[allow(dead_code)]
 103     fn random_noise(&mut self) {
 104         let mut rng = rand::thread_rng();
 105         let noise = OpenSimplex::new().set_seed(std::time::SystemTime::now().duration_since(std::time::UNIX_EPOCH).unwrap().as_secs() as u32);
 106         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
 107         // let w = self.width as f64;
 108         // self.set_each(|_x, _y| rng.gen_range(0, 100) > (45 + ((15 * _x) as f64 / w) as usize), 1); // opens up to the right
 109     }
 110
 111     #[allow(dead_code)]
 112     fn smooth(&mut self, iterations: u8) {
 113         let distance = 1;
 114         for _i in 0..iterations {
 115             let mut next = vec!(vec!(true; self.height); self.width);
 116             for x in distance..(self.width - distance) {
 117                 for y in distance..(self.height - distance) {
 118                     match Grid::neighbours(&self.cells, x, y, distance) {
 119                         n if n < 4 => next[x][y] = false,
 120                         n if n > 4 => next[x][y] = true,
 121                         _ => next[x][y] = self.cells[x][y]
 122                     }
 123                 }
 124             }
 125             if self.cells == next {
 126                 break; // exit early
 127             } else {
 128                 self.cells = next;
 129             }
 130         }
 131     }
 132
 133     #[allow(dead_code)]
 134     fn smooth_until_equilibrium(&mut self) {
 135         let distance = 1;
 136         let mut count = 0;
 137         loop {
 138             count += 1;
 139             let mut next = vec!(vec!(true; self.height); self.width);
 140             for x in distance..(self.width - distance) {
 141                 for y in distance..(self.height - distance) {
 142                     match Grid::neighbours(&self.cells, x, y, distance) {
 143                         n if n < 4 => next[x][y] = false,
 144                         n if n > 4 => next[x][y] = true,
 145                         _ => next[x][y] = self.cells[x][y]
 146                     };
 147                 }
 148             }
 149             if self.cells == next {
 150                 break;
 151             } else {
 152                 self.cells = next;
 153             }
 154         }
 155         println!("{} iterations needed", count);
 156     }
 157
 158     fn neighbours(grid: &Vec<Vec<bool>>, px: usize, py: usize, distance: usize) -> u8 {
 159         let mut count = 0;
 160         for x in (px - distance)..=(px + distance) {
 161             for y in (py - distance)..=(py + distance) {
 162                 if !(x == px && y == py) && grid[x][y] {
 163                     count += 1;
 164                 }
 165             }
 166         }
 167         count
 168     }
 169
 170     fn set_each<F: FnMut(usize, usize) -> bool>(&mut self, mut func: F, walls: usize) {
 171         for x in walls..(self.width - walls) {
 172             for y in walls..(self.height - walls) {
 173                 self.cells[x][y] = func(x, y);
 174             }
 175         }
 176     }
 177
 178     fn subdivide(&mut self) -> Grid {
 179         let (width, height) = (self.width * 2, self.height * 2);
 180         let mut cells = vec!(vec!(true; height); width);
 181         for x in 1..(width - 1) {
 182             for y in 1..(height - 1) {
 183                 cells[x][y] = self.cells[x / 2][y / 2];
 184             }
 185         }
 186         Grid {
 187             cell_size: self.cell_size / 2,
 188             width,
 189             height,
 190             cells
 191         }
 192     }
 193
 194     fn find_regions(&self) -> Vec<Region> {
 195         time_scope!("finding all regions");
 196         let mut regions = vec!();
 197         let mut marked = vec!(vec!(false; self.height); self.width);
 198         for x in 0..self.width {
 199             for y in 0..self.height {
 200                 if !marked[x][y] {
 201                     regions.push(self.get_region_at_point(x, y, &mut marked));
 202                 }
 203             }
 204         }
 205         regions
 206     }
 207
 208     fn get_region_at_point(&self, x: usize, y: usize, marked: &mut Vec<Vec<bool>>) -> Region {
 209         let value = self.cells[x][y];
 210         let mut cells = vec!();
 211         let mut queue = vec!((x, y));
 212         marked[x][y] = true;
 213
 214         while let Some(p) = queue.pop() {
 215             cells.push(p);
 216             for i in &[(-1, 0), (1, 0), (0, -1), (0, 1)] {
 217                 let ip = (p.0 as isize + i.0, p.1 as isize + i.1);
 218                 if ip.0 >= 0 && ip.0 < self.width as isize && ip.1 >= 0 && ip.1 < self.height as isize {
 219                     let up = (ip.0 as usize, ip.1 as usize);
 220                     if self.cells[up.0][up.1] == value && !marked[up.0][up.1] {
 221                         marked[up.0][up.1] = true;
 222                         queue.push(up);
 223                     }
 224                 }
 225             }
 226         }
 227
 228         Region { value, cells }
 229     }
 230
 231     fn delete_region(&mut self, region: &Region) {
 232         for c in &region.cells {
 233             self.cells[c.0][c.1] = !region.value;
 234         }
 235     }
 236
 237     pub fn filter_regions(&mut self) {
 238         let min_wall_size = 0.0015;
 239         println!("grid size: ({}, {}) = {} cells", self.width, self.height, self.width * self.height);
 240         println!("min wall size: {}", (self.width * self.height) as f64 * min_wall_size);
 241
 242         // delete all smaller wall regions
 243         for r in self.find_regions().iter().filter(|r| r.value) {
 244             let percent = r.cells.len() as f64 / (self.width * self.height) as f64;
 245             if percent < min_wall_size {
 246                 println!("delete wall region of size {}", r.cells.len());
 247                 self.delete_region(r);
 248             }
 249         }
 250
 251         // delete all rooms but the largest
 252         let regions = self.find_regions(); // check again, because if a removed room contains a removed wall, the removed wall will become a room
 253         let mut rooms: Vec<&Region> = regions.iter().filter(|r| !r.value).collect();
 254         rooms.sort_by_key(|r| r.cells.len());
 255         rooms.reverse();
 256         while rooms.len() > 1 {
 257             self.delete_region(rooms.pop().unwrap());
 258         }
 259     }
 260 }
 261
 262 ////////// REGION //////////////////////////////////////////////////////////////
 263
 264 struct Region {
 265     value: bool,
 266     cells: Vec<(usize, usize)>,
 267 }