git.mutantstargoat.com Git - metatoy/blob - src/metaobj.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <string.h>
   3 #include "cgmath/cgmath.h"
   4 #include "game.h"
   5 #include "metasurf.h"
   6 #include "metaobj.h"
   7 #include "util.h"
   8
   9 static struct mobject *mobj_create(int num);
  10 static void swstate(struct mobject *mobj, int st);
  11 static void update(struct mobject *mobj, float tsec);
  12 static float eval(struct mobject *mobj, cgm_vec3 *pos);
  13
  14 static void upd_sflake_ball(struct mobject *mobj, struct mball *ball, float tsec, float t);
  15 static int calc_num_balls(int depth);
  16 static int gen_sflake(cgm_vec4 *sarr, int num, int depth, float x, float y, float z, float rad);
  17
  18 static void upd_sgi_caps(struct mobject *mobj, struct mcapsule *caps, float tsec, float t);
  19
  20 static float capsule_distsq(struct mcapsule *c, cgm_vec3 *pos);
  21 static float easein(float x);
  22 static float easeout(float x);
  23
  24
  25 static struct mobject *mobj_create(int num)
  26 {
  27         int i;
  28         struct mobject *mobj;
  29
  30         mobj = calloc_nf(1, sizeof *mobj);
  31
  32         mobj->idlepos = malloc_nf(num * sizeof *mobj->idlepos);
  33         mobj->mot = malloc_nf(num * sizeof *mobj->mot);
  34
  35         for(i=0; i<num; i++) {
  36                 mobj->mot[i].x = 2.0f * ((float)rand() / (float)RAND_MAX) - 1.0f;
  37                 mobj->mot[i].y = 2.0f * ((float)rand() / (float)RAND_MAX) - 1.0f;
  38                 mobj->mot[i].z = 2.0f * ((float)rand() / (float)RAND_MAX) - 1.0f;
  39                 mobj->mot[i].w = 0.8;
  40         }
  41
  42         mobj->swstate = swstate;
  43         mobj->update = update;
  44         mobj->eval = eval;
  45
  46         mobj->state = -1;
  47         swstate(mobj, MOBJ_IDLE);
  48         return mobj;
  49 }
  50
  51 static void swstate(struct mobject *mobj, int st)
  52 {
  53         if(st == mobj->state) return;
  54         if(st == MOBJ_GRABING && mobj->state != MOBJ_IDLE) return;
  55         if(st == MOBJ_DROPPING && mobj->state != MOBJ_HELD && mobj->state != MOBJ_GRABING) {
  56                 return;
  57         }
  58
  59         switch(st) {
  60         case MOBJ_GRABING:
  61                 if(mobj->state != MOBJ_IDLE) return;
  62                 break;
  63
  64         case MOBJ_DROPPING:
  65                 if(mobj->state != MOBJ_HELD && mobj->state != MOBJ_GRABING) {
  66                         return;
  67                 }
  68                 break;
  69
  70         case MOBJ_IDLE:
  71                 mobj->pos.x = mobj->pos.z = 0.0f;
  72                 mobj->pos.y = -BBOX_YSZ * 0.5f;
  73                 break;
  74         }
  75
  76         mobj->state = st;
  77         mobj->tstart = (float)time_msec / 1000.0f;
  78 }
  79
  80 static void update(struct mobject *mobj, float tsec)
  81 {
  82         int i, count;
  83         struct mball *ball;
  84         struct mcapsule *caps;
  85         float t;
  86         cgm_vec3 *idleptr;
  87         cgm_vec4 *motptr;
  88
  89         count = mobj->num_balls + mobj->num_caps;
  90
  91         if(mobj->state != MOBJ_IDLE) {
  92                 cgm_midentity(mobj->xform);
  93                 cgm_mrotate_x(mobj->xform, tsec);
  94                 cgm_mrotate_y(mobj->xform, tsec);
  95                 cgm_mtranslate(mobj->xform, mobj->pos.x, mobj->pos.y, mobj->pos.z);
  96         }
  97         if(mobj->state != MOBJ_HELD) {
  98                 for(i=0; i<count; i++) {
  99                         mobj->idlepos[i].x = sin(tsec * mobj->mot[i].x + mobj->mot[i].y) * mobj->mot[i].z * 3.0f;
 100                         mobj->idlepos[i].z = cos(tsec * mobj->mot[i].z + mobj->mot[i].y) * mobj->mot[i].x * 3.0f;
 101                         mobj->idlepos[i].y = -BBOX_YSZ * 0.45f;
 102                 }
 103         }
 104
 105         idleptr = mobj->idlepos;
 106         motptr = mobj->mot;
 107         ball = mobj->balls;
 108         caps = mobj->caps;
 109
 110         switch(mobj->state) {
 111         case MOBJ_IDLE:
 112                 if(mobj->balls) {
 113                         for(i=0; i<mobj->num_balls; i++) {
 114                                 ball->pos = idleptr[i];
 115                                 ball->energy = motptr[i].w;
 116                                 ball++;
 117                         }
 118                         idleptr += mobj->num_balls;
 119                         motptr += mobj->num_balls;
 120                 }
 121                 if(mobj->caps) {
 122                         for(i=0; i<mobj->num_caps; i++) {
 123                                 caps->end[0] = caps->end[1] = idleptr[i];
 124                                 caps->energy = motptr[i].w;
 125                                 caps++;
 126                         }
 127                 }
 128                 break;
 129
 130         case MOBJ_GRABING:
 131                 t = easeout((tsec - mobj->tstart) / TRANSDUR);
 132                 if(t >= 1.0f) mobj->swstate(mobj, MOBJ_HELD);
 133                 if(0) {
 134         case MOBJ_DROPPING:
 135                         t = easein((tsec - mobj->tstart) / TRANSDUR);
 136                         if(t >= 1.0f) mobj->swstate(mobj, MOBJ_IDLE);
 137                 }
 138                 for(i=0; i<mobj->num_balls; i++) {
 139                         mobj->upd_ball(mobj, ball++, tsec, t);
 140                 }
 141                 for(i=0; i<mobj->num_caps; i++) {
 142                         mobj->upd_caps(mobj, caps++, tsec, t);
 143                 }
 144                 break;
 145
 146         case MOBJ_HELD:
 147                 for(i=0; i<mobj->num_balls; i++) {
 148                         mobj->upd_ball(mobj, ball++, tsec, 0);
 149                 }
 150                 for(i=0; i<mobj->num_caps; i++) {
 151                         mobj->upd_caps(mobj, caps++, tsec, 0);
 152                 }
 153                 break;
 154         }
 155 }
 156
 157 static float eval(struct mobject *mobj, cgm_vec3 *pos)
 158 {
 159         int i;
 160         float dsq, energy = 0.0f;
 161         struct mball *ball = mobj->balls;
 162         struct mcapsule *caps = mobj->caps;
 163
 164         for(i=0; i<mobj->num_balls; i++) {
 165                 dsq = cgm_vdist_sq(&ball->pos, pos);
 166                 energy += ball->energy / dsq;
 167                 ball++;
 168         }
 169
 170         for(i=0; i<mobj->num_caps; i++) {
 171                 dsq = capsule_distsq(mobj->caps + i, pos);
 172                 energy += caps->energy / dsq;
 173         }
 174         return energy;
 175 }
 176
 177
 178 /* ---- sphereflake ---- */
 179 #define SF_MAX_DEPTH    2
 180 static cgm_vec4 *sfsph;
 181
 182 struct mobject *metaobj_sflake(void)
 183 {
 184         int num_balls;
 185         struct mobject *mobj;
 186
 187         num_balls = calc_num_balls(SF_MAX_DEPTH);
 188
 189         mobj = mobj_create(num_balls);
 190
 191         mobj->num_balls = num_balls;
 192         mobj->balls = malloc_nf(num_balls * sizeof *mobj->balls);
 193         sfsph = malloc_nf(num_balls * sizeof *sfsph);
 194
 195         gen_sflake(sfsph, 0, SF_MAX_DEPTH, 0, 0, 0, 20);
 196
 197         mobj->upd_ball = upd_sflake_ball;
 198         return mobj;
 199 }
 200
 201 static void upd_sflake_ball(struct mobject *mobj, struct mball *ball, float tsec, float t)
 202 {
 203         int idx = ball - mobj->balls;
 204         cgm_vec3 pos;
 205
 206         switch(mobj->state) {
 207         case MOBJ_DROPPING:
 208                 t = 1.0f - t;
 209         case MOBJ_GRABING:
 210                 cgm_vcons(&pos, sfsph[idx].x, sfsph[idx].y, sfsph[idx].z);
 211                 cgm_vmul_m4v3(&pos, mobj->xform);
 212                 cgm_vlerp(&ball->pos, mobj->idlepos + idx, &pos, t);
 213                 ball->energy = cgm_lerp(mobj->mot[idx].w, sfsph[idx].w, t);
 214                 break;
 215
 216         case MOBJ_HELD:
 217                 cgm_vcons(&ball->pos, sfsph[idx].x, sfsph[idx].y, sfsph[idx].z);
 218                 cgm_vmul_m4v3(&ball->pos, mobj->xform);
 219                 ball->energy = sfsph[idx].w;
 220                 break;
 221         }
 222 }
 223
 224 static int calc_num_balls(int depth)
 225 {
 226         if(!depth) return 0;
 227         return calc_num_balls(depth - 1) * 6 + 1;
 228 }
 229
 230 static int gen_sflake(cgm_vec4 *sarr, int num, int depth, float x, float y, float z, float rad)
 231 {
 232         int subnum;
 233         float subrad, offs;
 234
 235         if(!depth) return 0;
 236
 237         sarr[num].x = x;
 238         sarr[num].y = y;
 239         sarr[num].z = z;
 240         sarr[num].w = rad;
 241         num++;
 242
 243         subrad = rad * 0.2f;
 244         offs = rad * 0.16f;
 245
 246         subnum = 0;
 247         subnum += gen_sflake(sarr, num + subnum, depth - 1, x + offs, y, z, subrad);
 248         subnum += gen_sflake(sarr, num + subnum, depth - 1, x - offs, y, z, subrad);
 249         subnum += gen_sflake(sarr, num + subnum, depth - 1, x, y + offs, z, subrad);
 250         subnum += gen_sflake(sarr, num + subnum, depth - 1, x, y - offs, z, subrad);
 251         subnum += gen_sflake(sarr, num + subnum, depth - 1, x, y, z + offs, subrad);
 252         subnum += gen_sflake(sarr, num + subnum, depth - 1, x, y, z - offs, subrad);
 253         return subnum + 1;
 254 }
 255
 256 /* ---- SGI logo ---- */
 257
 258 static const cgm_vec3 sgiv[] = {
 259         {2.794170, 4.254175, 2.738066},
 260         {2.794170, 4.254174, -4.358471},
 261         {-2.173414, 4.254174, -4.358471},
 262         {-2.173414, -2.842363, -4.358470},
 263         {4.923134, -2.842363, -4.358471},
 264         {4.923134, 2.125212, -4.358471},
 265         {4.923134, 2.125212, 2.738066},
 266         {4.923134, -4.971326, 2.738067},
 267         {4.923134, -4.971326, -2.229511},
 268         {-2.173413, -4.971326, -2.229511},
 269         {-2.173413, -4.971325, 4.867042},
 270         {2.794170, -4.971325, 4.867042},
 271         {2.794170, 2.125213, 4.867042},
 272         {-4.302382, 2.125213, 4.867042},
 273         {-4.302383, -2.842362, 4.867042},
 274         {-4.302382, -2.842363, -2.229511},
 275         {-4.302382, 4.254175, -2.229512},
 276         {-4.302383, 4.254175, 2.738066}
 277 };
 278 #define NUM_SGI_VERTS   (sizeof sgiv / sizeof *sgiv)
 279 static float sgimat[16];
 280
 281 struct mobject *metaobj_sgi(void)
 282 {
 283         int i;
 284         struct mobject *mobj;
 285
 286         cgm_midentity(sgimat);
 287         cgm_mrotate_y(sgimat, -M_PI / 4.0f);
 288         cgm_mrotate_x(sgimat, M_PI / 4.0f);
 289         cgm_mtranslate(sgimat, 0, -4, 0);
 290
 291         mobj = mobj_create(NUM_SGI_VERTS);
 292
 293         mobj->num_caps = NUM_SGI_VERTS;
 294         mobj->caps = calloc_nf(mobj->num_caps, sizeof *mobj->caps);
 295
 296         for(i=0; i<mobj->num_caps; i++) {
 297                 mobj->caps[i].energy = 0.7;
 298         }
 299
 300         mobj->swstate = swstate;
 301         return mobj;
 302 }
 303
 304 static void upd_sgi_caps(struct mobject *mobj, struct mcapsule *caps, float tsec, float t)
 305 {
 306         int i;
 307         float mat[16];
 308         cgm_vec3 vpos[NUM_SGI_VERTS];
 309
 310         cgm_mcopy(mat, sgimat);
 311         cgm_mrotate_y(mat, t);
 312         cgm_mtranslate(mat, mobj->pos.x, mobj->pos.y, mobj->pos.z);
 313
 314         for(i=0; i<NUM_SGI_VERTS; i++) {
 315                 vpos[i] = sgiv[i];
 316                 cgm_vscale(vpos + i, 0.5);
 317                 cgm_vmul_m4v3(vpos + i, mat);
 318         }
 319
 320         for(i=0; i<NUM_SGI_VERTS; i++) {
 321                 mobj->caps[i].end[0] = vpos[i];
 322                 mobj->caps[i].end[1] = vpos[(i + 1) % NUM_SGI_VERTS];
 323                 mobj->caps[i].len = cgm_vdist(mobj->caps[i].end, mobj->caps[i].end + 1);
 324         }
 325 }
 326
 327 static float capsule_distsq(struct mcapsule *c, cgm_vec3 *pos)
 328 {
 329         float t;
 330         cgm_vec3 pp, dir, pdir;
 331
 332         dir = c->end[1]; cgm_vsub(&dir, c->end);
 333         if(c->len != 0.0f) {
 334                 float s = 1.0f / c->len;
 335                 dir.x *= s;
 336                 dir.y *= s;
 337                 dir.z *= s;
 338         }
 339         pdir = *pos; cgm_vsub(&pdir, c->end);
 340         t = cgm_vdot(&dir, &pdir);
 341
 342         if(t < 0.0f) {
 343                 return cgm_vdist_sq(c->end, pos);
 344         }
 345         if(t > c->len) {
 346                 return cgm_vdist_sq(c->end + 1, pos);
 347         }
 348
 349         pp = c->end[0];
 350         cgm_vadd_scaled(&pp, &dir, t);
 351         return cgm_vdist_sq(&pp, pos);
 352 }
 353
 354 static float easein(float x)
 355 {
 356         return x * x * x;
 357 }
 358
 359 static float easeout(float x)
 360 {
 361         return 1.0f - pow(1.0f - x, 3.0f);
 362 }