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[factor.git] / extra / terrain / terrain.factor
index fe105b2e521392c9be080b7fd5c2fd4363f49bdd..4304ba343206ac53c048eba985549e189e79e0c6 100644 (file)
@@ -1,3 +1,4 @@
+! (c)2009 Joe Groff, Doug Coleman. bsd license
 USING: accessors arrays combinators game-input game-loop
 game-input.scancodes grouping kernel literals locals
 math math.constants math.functions math.matrices math.order
@@ -5,32 +6,47 @@ math.vectors opengl opengl.capabilities opengl.gl
 opengl.shaders opengl.textures opengl.textures.private
 sequences sequences.product specialized-arrays.float
 terrain.generation terrain.shaders ui ui.gadgets
-ui.gadgets.worlds ui.pixel-formats game-worlds method-chains ;
+ui.gadgets.worlds ui.pixel-formats game-worlds method-chains
+math.affine-transforms noise ui.gestures combinators.short-circuit
+destructors grid-meshes ;
 IN: terrain
 
-CONSTANT: FOV $[ 2.0 sqrt 1+ ]
-CONSTANT: NEAR-PLANE $[ 1.0 2048.0 / ]
-CONSTANT: FAR-PLANE 1.0
+CONSTANT: FOV $[ 2.0 sqrt 1 + ]
+CONSTANT: NEAR-PLANE $[ 1.0 1024.0 / ]
+CONSTANT: FAR-PLANE 2.0
 CONSTANT: PLAYER-START-LOCATION { 0.5 0.51 0.5 }
-CONSTANT: PLAYER-HEIGHT $[ 3.0 1024.0 / ]
+CONSTANT: VELOCITY-MODIFIER-NORMAL { 1.0 1.0 1.0 }
+CONSTANT: VELOCITY-MODIFIER-FAST { 2.0 1.0 2.0 }
+CONSTANT: PLAYER-HEIGHT $[ 1.0 256.0 / ]
 CONSTANT: GRAVITY $[ 1.0 4096.0 / ]
 CONSTANT: JUMP $[ 1.0 1024.0 / ]
 CONSTANT: MOUSE-SCALE $[ 1.0 10.0 / ]
 CONSTANT: MOVEMENT-SPEED $[ 1.0 16384.0 / ]
-CONSTANT: FRICTION 0.95
-CONSTANT: COMPONENT-SCALE { 0.5 0.01 0.002 0.0 }
+CONSTANT: FRICTION { 0.95 0.99 0.95 }
+CONSTANT: COMPONENT-SCALE { 0.5 0.01 0.0005 0.0 }
+CONSTANT: SKY-PERIOD 1200
+CONSTANT: SKY-SPEED 0.0005
 
 CONSTANT: terrain-vertex-size { 512 512 }
-CONSTANT: terrain-vertex-distance { $[ 1.0 512.0 / ] $[ 1.0 512.0 / ] }
-CONSTANT: terrain-vertex-row-length $[ 512 1 + 2 * ]
 
 TUPLE: player
-    location yaw pitch velocity ;
+    location yaw pitch velocity velocity-modifier
+    reverse-time ;
 
 TUPLE: terrain-world < game-world
     player
+    sky-image sky-texture sky-program
     terrain terrain-segment terrain-texture terrain-program
-    terrain-vertex-buffer ;
+    terrain-mesh
+    history ;
+
+: <player> ( -- player )
+    player new
+        PLAYER-START-LOCATION >>location
+        0.0 >>yaw
+        0.0 >>pitch
+        { 0.0 0.0 0.0 } >>velocity
+        VELOCITY-MODIFIER-NORMAL >>velocity-modifier ;
 
 M: terrain-world tick-length
     drop 1000 30 /i ;
@@ -41,7 +57,7 @@ M: terrain-world tick-length
     NEAR-PLANE FAR-PLANE ;
 
 : set-modelview-matrix ( gadget -- )
-    GL_COLOR_BUFFER_BIT GL_DEPTH_BUFFER_BIT bitor glClear
+    GL_DEPTH_BUFFER_BIT glClear
     GL_MODELVIEW glMatrixMode
     glLoadIdentity
     player>>
@@ -49,35 +65,6 @@ M: terrain-world tick-length
     [ yaw>> 0.0 1.0 0.0 glRotatef ]
     [ location>> vneg first3 glTranslatef ] tri ;
 
-: vertex-array-vertex ( x z -- vertex )
-    [ terrain-vertex-distance first * ]
-    [ terrain-vertex-distance second * ] bi*
-    [ 0 ] dip float-array{ } 3sequence ;
-
-: vertex-array-row ( z -- vertices )
-    dup 1 + 2array
-    terrain-vertex-size first 1 + iota
-    2array [ first2 swap vertex-array-vertex ] product-map
-    concat ;
-
-: vertex-array ( -- vertices )
-    terrain-vertex-size second iota
-    [ vertex-array-row ] map concat ;
-
-: >vertex-buffer ( bytes -- buffer )
-    [ GL_ARRAY_BUFFER ] dip GL_STATIC_DRAW <gl-buffer> ;
-
-: draw-vertex-buffer-row ( i -- )
-    [ GL_TRIANGLE_STRIP ] dip
-    terrain-vertex-row-length * terrain-vertex-row-length
-    glDrawArrays ;
-
-: draw-vertex-buffer ( buffer -- )
-    [ GL_ARRAY_BUFFER ] dip [
-        3 GL_FLOAT 0 f glVertexPointer
-        terrain-vertex-size second iota [ draw-vertex-buffer-row ] each
-    ] with-gl-buffer ;
-
 : degrees ( deg -- rad )
     pi 180.0 / * ;
 
@@ -96,10 +83,12 @@ M: terrain-world tick-length
 
 : forward-vector ( player -- v )
     yaw>> 0.0
-    { 0.0 0.0 $ MOVEMENT-SPEED } vneg eye-rotate ;
+    ${ 0.0 0.0 MOVEMENT-SPEED } vneg eye-rotate ;
 : rightward-vector ( player -- v )
     yaw>> 0.0
-    { $ MOVEMENT-SPEED 0.0 0.0 } eye-rotate ;
+    ${ MOVEMENT-SPEED 0.0 0.0 } eye-rotate ;
+: clamp-pitch ( pitch -- pitch' )
+    -90.0 90.0 clamp ;
 
 : walk-forward ( player -- )
     dup forward-vector [ v+ ] curry change-velocity drop ;
@@ -110,36 +99,67 @@ M: terrain-world tick-length
 : walk-rightward ( player -- )
     dup rightward-vector [ v+ ] curry change-velocity drop ;
 : jump ( player -- )
-    [ { 0.0 $ JUMP 0.0 } v+ ] change-velocity drop ;
+    [ ${ 0.0 JUMP 0.0 } v+ ] change-velocity drop ;
+: rotate-leftward ( player x -- )
+    [ - ] curry change-yaw drop ;
+: rotate-rightward ( player x -- )
+    [ + ] curry change-yaw drop ;
+: look-horizontally ( player x -- )
+    [ + ] curry change-yaw drop ;
+: look-vertically ( player x -- )
+    [ + clamp-pitch ] curry change-pitch drop ;
 
-: clamp-pitch ( pitch -- pitch' )
-    90.0 min -90.0 max ;
 
 : rotate-with-mouse ( player mouse -- )
-    [ dx>> MOUSE-SCALE * [ + ] curry change-yaw ]
-    [ dy>> MOUSE-SCALE * [ + clamp-pitch ] curry change-pitch ] bi
-    drop ;
+    [ dx>> MOUSE-SCALE * look-horizontally ]
+    [ dy>> MOUSE-SCALE * look-vertically ] 2bi ;
+
+
+terrain-world H{
+    { T{ key-down { mods { A+ } } { sym "RET" } } [ toggle-fullscreen ] }
+} set-gestures
 
 :: handle-input ( world -- )
     world player>> :> player
     read-keyboard keys>> :> keys
+
+    key-left-shift keys nth
+    VELOCITY-MODIFIER-FAST VELOCITY-MODIFIER-NORMAL ? player (>>velocity-modifier)
+
+    {
+        [ key-1 keys nth 1  f ? ]
+        [ key-2 keys nth 2  f ? ]
+        [ key-3 keys nth 3  f ? ]
+        [ key-4 keys nth 4  f ? ]
+        [ key-5 keys nth 10000 f ? ]
+    } 0|| player (>>reverse-time)
+
     key-w keys nth [ player walk-forward ] when 
     key-s keys nth [ player walk-backward ] when 
     key-a keys nth [ player walk-leftward ] when 
     key-d keys nth [ player walk-rightward ] when 
+    key-q keys nth [ player -1 look-horizontally ] when 
+    key-e keys nth [ player 1 look-horizontally ] when 
+    key-left-arrow keys nth [ player -1 look-horizontally ] when 
+    key-right-arrow keys nth [ player 1 look-horizontally ] when 
+    key-down-arrow keys nth [ player 1 look-vertically ] when 
+    key-up-arrow keys nth [ player -1 look-vertically ] when 
     key-space keys nth [ player jump ] when 
     key-escape keys nth [ world close-window ] when
     player read-mouse rotate-with-mouse
     reset-mouse ;
 
 : apply-friction ( velocity -- velocity' )
-    FRICTION v*n ;
+    FRICTION v* ;
 
 : apply-gravity ( velocity -- velocity' )
     1 over [ GRAVITY - ] change-nth ;
 
+: clamp-coords ( coords dim -- coords' )
+    [ { 0 0 } vmax ] dip { 2 2 } v- vmin ;
+
 :: pixel-indices ( coords dim -- indices )
-    coords vfloor [ >integer ] map :> floor-coords
+    coords vfloor [ >integer ] map dim clamp-coords :> floor-coords
     floor-coords first2 dim first * + :> base-index
     base-index dim first + :> next-row-index
 
@@ -163,43 +183,77 @@ M: terrain-world tick-length
     [ [ 1 ] 2dip [ max ] with change-nth ]
     [ ] tri ;
 
-: tick-player ( world player -- )
+: scaled-velocity ( player -- velocity )
+    [ velocity>> ] [ velocity-modifier>> ] bi v* ;
+
+: save-history ( world player -- )
+    clone swap history>> push ;
+
+:: tick-player-reverse ( world player -- )
+    player reverse-time>> :> reverse-time
+    world history>> :> history
+    history length 0 > [
+        history length reverse-time 1 - - 1 max history set-length
+        history pop world (>>player)
+    ] when ;
+
+: tick-player-forward ( world player -- )
+    2dup save-history
     [ apply-friction apply-gravity ] change-velocity
-    dup velocity>> [ v+ [ terrain-segment>> ] dip collide ] curry with change-location
+    dup scaled-velocity [ v+ [ terrain-segment>> ] dip collide ] curry with change-location
     drop ;
 
+: tick-player ( world player -- )
+    dup reverse-time>> [
+        tick-player-reverse
+    ] [
+        tick-player-forward
+    ] if ;
+
 M: terrain-world tick*
     [ dup focused?>> [ handle-input ] [ drop ] if ]
     [ dup player>> tick-player ] bi ;
 
-: set-heightmap-texture-parameters ( texture -- )
+: set-texture-parameters ( texture -- )
     GL_TEXTURE_2D GL_TEXTURE0 bind-texture-unit
     GL_TEXTURE_2D GL_TEXTURE_MIN_FILTER GL_LINEAR glTexParameteri
     GL_TEXTURE_2D GL_TEXTURE_MAG_FILTER GL_LINEAR glTexParameteri
     GL_TEXTURE_2D GL_TEXTURE_WRAP_S GL_CLAMP_TO_EDGE glTexParameteri
     GL_TEXTURE_2D GL_TEXTURE_WRAP_T GL_CLAMP_TO_EDGE glTexParameteri ;
 
+: sky-gradient ( world -- t )
+    game-loop>> tick-number>> SKY-PERIOD mod SKY-PERIOD /f ;
+: sky-theta ( world -- theta )
+    game-loop>> tick-number>> SKY-SPEED * ;
+
 BEFORE: terrain-world begin-world
     "2.0" { "GL_ARB_vertex_buffer_object" "GL_ARB_shader_objects" }
     require-gl-version-or-extensions
     GL_DEPTH_TEST glEnable
     GL_TEXTURE_2D glEnable
     GL_VERTEX_ARRAY glEnableClientState
-    0.5 0.5 0.5 1.0 glClearColor
-    PLAYER-START-LOCATION 0.0 0.0 { 0.0 0.0 0.0 } player boa >>player
+    <player> >>player
+    V{ } clone >>history
+    <perlin-noise-table> 0.01 0.01 <scale> { 512 512 } perlin-noise-image
+    [ >>sky-image ] keep
+    make-texture [ set-texture-parameters ] keep >>sky-texture
     <terrain> [ >>terrain ] keep
     { 0 0 } terrain-segment [ >>terrain-segment ] keep
-    make-texture [ set-heightmap-texture-parameters ] keep >>terrain-texture
+    make-texture [ set-texture-parameters ] keep >>terrain-texture
+    sky-vertex-shader sky-pixel-shader <simple-gl-program>
+    >>sky-program
     terrain-vertex-shader terrain-pixel-shader <simple-gl-program>
     >>terrain-program
-    vertex-array >vertex-buffer >>terrain-vertex-buffer
+    terrain-vertex-size <grid-mesh> >>terrain-mesh
     drop ;
 
 AFTER: terrain-world end-world
     {
-        [ terrain-vertex-buffer>> delete-gl-buffer ]
+        [ terrain-mesh>> dispose ]
         [ terrain-program>> delete-gl-program ]
         [ terrain-texture>> delete-texture ]
+        [ sky-program>> delete-gl-program ]
+        [ sky-texture>> delete-texture ]
     } cleave ;
 
 M: terrain-world resize-world
@@ -209,14 +263,22 @@ M: terrain-world resize-world
     [ frustum glFrustum ] bi ;
 
 M: terrain-world draw-world*
-    [ set-modelview-matrix ]
-    [ terrain-texture>> GL_TEXTURE_2D GL_TEXTURE0 bind-texture-unit ]
-    [ dup terrain-program>> [
-        [ "heightmap" glGetUniformLocation 0 glUniform1i ]
-        [ "component_scale" glGetUniformLocation COMPONENT-SCALE first4 glUniform4f ] bi
-        terrain-vertex-buffer>> draw-vertex-buffer
-    ] with-gl-program ]
-    tri gl-error ;
+    {
+        [ set-modelview-matrix ]
+        [ terrain-texture>> GL_TEXTURE_2D GL_TEXTURE0 bind-texture-unit ]
+        [ sky-texture>> GL_TEXTURE_2D GL_TEXTURE1 bind-texture-unit ]
+        [ GL_DEPTH_TEST glDisable dup sky-program>> [
+            [ nip "sky" glGetUniformLocation 1 glUniform1i ]
+            [ "sky_gradient" glGetUniformLocation swap sky-gradient glUniform1f ]
+            [ "sky_theta" glGetUniformLocation swap sky-theta glUniform1f ] 2tri
+            { -1.0 -1.0 } { 2.0 2.0 } gl-fill-rect
+        ] with-gl-program ]
+        [ GL_DEPTH_TEST glEnable dup terrain-program>> [
+            [ "heightmap" glGetUniformLocation 0 glUniform1i ]
+            [ "component_scale" glGetUniformLocation COMPONENT-SCALE first4 glUniform4f ] bi
+            terrain-mesh>> draw-grid-mesh
+        ] with-gl-program ]
+    } cleave gl-error ;
 
 M: terrain-world pref-dim* drop { 640 480 } ;