src/core/level.rs

   1 use common::Point2D;
   2 use core::render::Renderer;
   3 use rand::Rng;
   4 use sprites::SpriteManager;
   5
   6 ////////// LEVEL ///////////////////////////////////////////////////////////////
   7
   8 #[derive(Default)]
   9 pub struct Level {
  10     pub gravity: Point2D<f64>,
  11     pub ground: f64,            // just to have something
  12     pub grid: Grid,
  13     iterations: u8,
  14 }
  15
  16 impl Level {
  17     pub fn new(gravity: Point2D<f64>, ground: f64) -> Self {
  18         Level { gravity, ground, 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         let w = renderer.viewport().0 as i32;
  43
  44         renderer.canvas().set_draw_color((64, 64, 64));
  45         let size = self.grid.cell_size;
  46         for x in 0..self.grid.width {
  47             for y in 0..self.grid.height {
  48                 if self.grid.cells[x][y] {
  49                     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();
  50                 }
  51             }
  52         }
  53
  54         for i in 1..11 {
  55             let y = (i * i - 1) as i32 + self.ground as i32;
  56             renderer.canvas().set_draw_color((255 - i * 20, 255 - i * 20, 0));
  57             renderer.canvas().draw_line((0, y), (w, y)).unwrap();
  58         }
  59     }
  60 }
  61
  62 ////////// GRID ////////////////////////////////////////////////////////////////
  63
  64 #[derive(Default)]
  65 pub struct Grid {
  66     pub width: usize,
  67     pub height: usize,
  68     pub cell_size: usize,
  69     pub cells: Vec<Vec<bool>>,
  70 }
  71
  72 impl Grid {
  73     fn generate(iterations: u8) -> Grid {
  74         let cell_size = 20;
  75         let (width, height) = (2560 / cell_size, 1440 / cell_size);
  76
  77         let mut grid = Grid {
  78             cell_size,
  79             width,
  80             height,
  81             cells: vec!(vec!(true; height); width),
  82         };
  83
  84         // start with some noise
  85 //      grid.simplex_noise();
  86         grid.random_noise();
  87
  88         // smooth with cellular automata
  89         grid.smooth(iterations);
  90 //      grid.smooth_until_equilibrium();
  91
  92         // increase resolution
  93         for _i in 0..1 {
  94             grid = grid.subdivide();
  95             grid.smooth(iterations);
  96         }
  97
  98         grid
  99     }
 100
 101     #[allow(dead_code)]
 102     fn simplex_noise(&mut self) {
 103         use noise::{NoiseFn, OpenSimplex, Seedable};
 104         let noise = OpenSimplex::new().set_seed(std::time::SystemTime::now().duration_since(std::time::UNIX_EPOCH).unwrap().as_secs() as u32);
 105         self.set_each(|x, y| noise.get([x as f64 / 12.0, y as f64 / 12.0]) > 0.055, 1);
 106     }
 107
 108     #[allow(dead_code)]
 109     fn random_noise(&mut self) {
 110         let mut rng = rand::thread_rng();
 111         self.set_each(|_x, _y| rng.gen_range(0, 100) > 55, 1);
 112     }
 113
 114     #[allow(dead_code)]
 115     fn smooth(&mut self, iterations: u8) {
 116         let distance = 1;
 117         for _i in 0..iterations {
 118             let mut next = vec!(vec!(true; self.height); self.width);
 119             for x in distance..(self.width - distance) {
 120                 for y in distance..(self.height - distance) {
 121                     match Grid::neighbours(&self.cells, x, y, distance) {
 122                         n if n < 4 => next[x][y] = false,
 123                         n if n > 4 => next[x][y] = true,
 124                         _ => next[x][y] = self.cells[x][y]
 125                     }
 126                 }
 127             }
 128             if self.cells == next {
 129                 break; // exit early
 130             } else {
 131                 self.cells = next;
 132             }
 133         }
 134     }
 135
 136     #[allow(dead_code)]
 137     fn smooth_until_equilibrium(&mut self) {
 138         let distance = 1;
 139         let mut count = 0;
 140         loop {
 141             count += 1;
 142             let mut next = vec!(vec!(true; self.height); self.width);
 143             for x in distance..(self.width - distance) {
 144                 for y in distance..(self.height - distance) {
 145                     match Grid::neighbours(&self.cells, x, y, distance) {
 146                         n if n < 4 => next[x][y] = false,
 147                         n if n > 4 => next[x][y] = true,
 148                         _ => next[x][y] = self.cells[x][y]
 149                     };
 150                 }
 151             }
 152             if self.cells == next {
 153                 break;
 154             } else {
 155                 self.cells = next;
 156             }
 157         }
 158         println!("{} iterations needed", count);
 159     }
 160
 161     fn neighbours(grid: &Vec<Vec<bool>>, px: usize, py: usize, distance: usize) -> u8 {
 162         let mut count = 0;
 163         for x in (px - distance)..=(px + distance) {
 164             for y in (py - distance)..=(py + distance) {
 165                 if !(x == px && y == py) && grid[x][y] {
 166                     count += 1;
 167                 }
 168             }
 169         }
 170         count
 171     }
 172
 173     fn set_each<F: FnMut(usize, usize) -> bool>(&mut self, mut func: F, walls: usize) {
 174         for x in walls..(self.width - walls) {
 175             for y in walls..(self.height - walls) {
 176                 self.cells[x][y] = func(x, y);
 177             }
 178         }
 179     }
 180
 181     fn subdivide(&mut self) -> Grid {
 182         let (width, height) = (self.width * 2, self.height * 2);
 183         let mut cells = vec!(vec!(true; height); width);
 184         for x in 1..(width - 1) {
 185             for y in 1..(height - 1) {
 186                 cells[x][y] = self.cells[x / 2][y / 2];
 187             }
 188         }
 189         Grid {
 190             cell_size: self.cell_size / 2,
 191             width,
 192             height,
 193             cells
 194         }
 195     }
 196
 197     fn find_regions(&self) -> Vec<Region> {
 198         let mut regions = vec!();
 199         let mut marked = vec!(vec!(false; self.height); self.width);
 200         for x in 0..self.width {
 201             for y in 0..self.height {
 202                 if !marked[x][y] {
 203                     regions.push(self.get_region_at_point(x, y, &mut marked));
 204                 }
 205             }
 206         }
 207         regions
 208     }
 209
 210     fn get_region_at_point(&self, x: usize, y: usize, marked: &mut Vec<Vec<bool>>) -> Region {
 211         let value = self.cells[x][y];
 212         let mut cells = vec!();
 213         let mut queue = vec!((x, y));
 214         marked[x][y] = true;
 215
 216         while let Some(p) = queue.pop() {
 217             cells.push(p);
 218             for i in &[(-1, 0), (1, 0), (0, -1), (0, 1)] {
 219                 let ip = (p.0 as isize + i.0, p.1 as isize + i.1);
 220                 if ip.0 >= 0 && ip.0 < self.width as isize && ip.1 >= 0 && ip.1 < self.height as isize {
 221                     let up = (ip.0 as usize, ip.1 as usize);
 222                     if self.cells[up.0][up.1] == value && !marked[up.0][up.1] {
 223                         marked[up.0][up.1] = true;
 224                         queue.push(up);
 225                     }
 226                 }
 227             }
 228         }
 229
 230         Region { value, cells }
 231     }
 232
 233     fn delete_region(&mut self, region: &Region) {
 234         for c in &region.cells {
 235             self.cells[c.0][c.1] = !region.value;
 236         }
 237     }
 238
 239     pub fn filter_regions(&mut self) {
 240         let min_wall_size = 0.0015;
 241         println!("grid size: ({}, {}) = {} cells", self.width, self.height, self.width * self.height);
 242         println!("min wall size: {}", (self.width * self.height) as f64 * min_wall_size);
 243
 244         // delete all smaller wall regions
 245         for r in self.find_regions().iter().filter(|r| r.value) {
 246             let percent = r.cells.len() as f64 / (self.width * self.height) as f64;
 247             if percent < min_wall_size {
 248                 println!("delete wall region of size {}", r.cells.len());
 249                 self.delete_region(r);
 250             }
 251         }
 252
 253         // delete all rooms but the largest
 254         let regions = self.find_regions(); // check again, because if a removed room contains a removed wall, the removed wall will become a room
 255         let mut rooms: Vec<&Region> = regions.iter().filter(|r| !r.value).collect();
 256         rooms.sort_by_key(|r| r.cells.len());
 257         rooms.reverse();
 258         while rooms.len() > 1 {
 259             self.delete_region(rooms.pop().unwrap());
 260         }
 261     }
 262 }
 263
 264 ////////// REGION //////////////////////////////////////////////////////////////
 265
 266 struct Region {
 267     value: bool,
 268     cells: Vec<(usize, usize)>,
 269 }