src/util/numeric.cpp

   1 /*
   2 Minetest
   3 Copyright (C) 2010-2013 celeron55, Perttu Ahola <celeron55@gmail.com>
   4
   5 This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6 it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
   7 the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or
   8 (at your option) any later version.
   9
  10 This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13 GNU Lesser General Public License for more details.
  14
  15 You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License along
  16 with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  17 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  18 */
  19
  20 #include "numeric.h"
  21 #include "mathconstants.h"
  22
  23 #include "log.h"
  24 #include "../constants.h" // BS, MAP_BLOCKSIZE
  25 #include <string.h>
  26 #include <iostream>
  27
  28 std::map<u16, std::vector<v3s16> > FacePositionCache::m_cache;
  29 // Calculate the borders of a "d-radius" cube
  30 std::vector<v3s16> FacePositionCache::getFacePositions(u16 d)
  31 {
  32         if (m_cache.find(d) != m_cache.end())
  33                 return m_cache[d];
  34
  35         generateFacePosition(d);
  36         return m_cache[d];
  37
  38 }
  39
  40 void FacePositionCache::generateFacePosition(u16 d)
  41 {
  42         m_cache[d] = std::vector<v3s16>();
  43         if(d == 0) {
  44                 m_cache[d].push_back(v3s16(0,0,0));
  45                 return;
  46         }
  47         if(d == 1) {
  48                 /*
  49                         This is an optimized sequence of coordinates.
  50                 */
  51                 m_cache[d].push_back(v3s16( 0, 1, 0)); // top
  52                 m_cache[d].push_back(v3s16( 0, 0, 1)); // back
  53                 m_cache[d].push_back(v3s16(-1, 0, 0)); // left
  54                 m_cache[d].push_back(v3s16( 1, 0, 0)); // right
  55                 m_cache[d].push_back(v3s16( 0, 0,-1)); // front
  56                 m_cache[d].push_back(v3s16( 0,-1, 0)); // bottom
  57                 // 6
  58                 m_cache[d].push_back(v3s16(-1, 0, 1)); // back left
  59                 m_cache[d].push_back(v3s16( 1, 0, 1)); // back right
  60                 m_cache[d].push_back(v3s16(-1, 0,-1)); // front left
  61                 m_cache[d].push_back(v3s16( 1, 0,-1)); // front right
  62                 m_cache[d].push_back(v3s16(-1,-1, 0)); // bottom left
  63                 m_cache[d].push_back(v3s16( 1,-1, 0)); // bottom right
  64                 m_cache[d].push_back(v3s16( 0,-1, 1)); // bottom back
  65                 m_cache[d].push_back(v3s16( 0,-1,-1)); // bottom front
  66                 m_cache[d].push_back(v3s16(-1, 1, 0)); // top left
  67                 m_cache[d].push_back(v3s16( 1, 1, 0)); // top right
  68                 m_cache[d].push_back(v3s16( 0, 1, 1)); // top back
  69                 m_cache[d].push_back(v3s16( 0, 1,-1)); // top front
  70                 // 18
  71                 m_cache[d].push_back(v3s16(-1, 1, 1)); // top back-left
  72                 m_cache[d].push_back(v3s16( 1, 1, 1)); // top back-right
  73                 m_cache[d].push_back(v3s16(-1, 1,-1)); // top front-left
  74                 m_cache[d].push_back(v3s16( 1, 1,-1)); // top front-right
  75                 m_cache[d].push_back(v3s16(-1,-1, 1)); // bottom back-left
  76                 m_cache[d].push_back(v3s16( 1,-1, 1)); // bottom back-right
  77                 m_cache[d].push_back(v3s16(-1,-1,-1)); // bottom front-left
  78                 m_cache[d].push_back(v3s16( 1,-1,-1)); // bottom front-right
  79                 // 26
  80                 return;
  81         }
  82
  83         // Take blocks in all sides, starting from y=0 and going +-y
  84         for(s16 y=0; y<=d-1; y++) {
  85                 // Left and right side, including borders
  86                 for(s16 z=-d; z<=d; z++) {
  87                         m_cache[d].push_back(v3s16(d,y,z));
  88                         m_cache[d].push_back(v3s16(-d,y,z));
  89                         if(y != 0) {
  90                                 m_cache[d].push_back(v3s16(d,-y,z));
  91                                 m_cache[d].push_back(v3s16(-d,-y,z));
  92                         }
  93                 }
  94                 // Back and front side, excluding borders
  95                 for(s16 x=-d+1; x<=d-1; x++) {
  96                         m_cache[d].push_back(v3s16(x,y,d));
  97                         m_cache[d].push_back(v3s16(x,y,-d));
  98                         if(y != 0) {
  99                                 m_cache[d].push_back(v3s16(x,-y,d));
 100                                 m_cache[d].push_back(v3s16(x,-y,-d));
 101                         }
 102                 }
 103         }
 104
 105         // Take the bottom and top face with borders
 106         // -d<x<d, y=+-d, -d<z<d
 107         for(s16 x=-d; x<=d; x++)
 108         for(s16 z=-d; z<=d; z++) {
 109                 m_cache[d].push_back(v3s16(x,-d,z));
 110                 m_cache[d].push_back(v3s16(x,d,z));
 111         }
 112 }
 113
 114 /*
 115     myrand
 116 */
 117
 118 static unsigned long next = 1;
 119
 120 /* RAND_MAX assumed to be 32767 */
 121 int myrand(void)
 122 {
 123    next = next * 1103515245 + 12345;
 124    return((unsigned)(next/65536) % 32768);
 125 }
 126
 127 void mysrand(unsigned seed)
 128 {
 129    next = seed;
 130 }
 131
 132 int myrand_range(int min, int max)
 133 {
 134         if(max-min > MYRAND_MAX)
 135         {
 136                 errorstream<<"WARNING: myrand_range: max-min > MYRAND_MAX"<<std::endl;
 137         max = min + MYRAND_MAX;
 138         }
 139         if(min > max)
 140         {
 141                 errorstream<<"WARNING: myrand_range: min > max"<<std::endl;
 142                 return max;
 143         }
 144         return (myrand()%(max-min+1))+min;
 145 }
 146
 147 // 64-bit unaligned version of MurmurHash
 148 u64 murmur_hash_64_ua(const void *key, int len, unsigned int seed)
 149 {
 150         const u64 m = 0xc6a4a7935bd1e995ULL;
 151         const int r = 47;
 152         u64 h = seed ^ (len * m);
 153
 154         const u64 *data = (const u64 *)key;
 155         const u64 *end = data + (len / 8);
 156
 157         while (data != end) {
 158                 u64 k;
 159                 memcpy(&k, data, sizeof(u64));
 160                 data++;
 161
 162                 k *= m;
 163                 k ^= k >> r;
 164                 k *= m;
 165
 166                 h ^= k;
 167                 h *= m;
 168         }
 169
 170         const unsigned char *data2 = (const unsigned char *)data;
 171         switch (len & 7) {
 172                 case 7: h ^= (u64)data2[6] << 48;
 173                 case 6: h ^= (u64)data2[5] << 40;
 174                 case 5: h ^= (u64)data2[4] << 32;
 175                 case 4: h ^= (u64)data2[3] << 24;
 176                 case 3: h ^= (u64)data2[2] << 16;
 177                 case 2: h ^= (u64)data2[1] << 8;
 178                 case 1: h ^= (u64)data2[0];
 179                                 h *= m;
 180         }
 181
 182         h ^= h >> r;
 183         h *= m;
 184         h ^= h >> r;
 185
 186         return h;
 187 }
 188
 189
 190 /*
 191         blockpos: position of block in block coordinates
 192         camera_pos: position of camera in nodes
 193         camera_dir: an unit vector pointing to camera direction
 194         range: viewing range
 195 */
 196 bool isBlockInSight(v3s16 blockpos_b, v3f camera_pos, v3f camera_dir,
 197                 f32 camera_fov, f32 range, f32 *distance_ptr)
 198 {
 199         v3s16 blockpos_nodes = blockpos_b * MAP_BLOCKSIZE;
 200
 201         // Block center position
 202         v3f blockpos(
 203                         ((float)blockpos_nodes.X + MAP_BLOCKSIZE/2) * BS,
 204                         ((float)blockpos_nodes.Y + MAP_BLOCKSIZE/2) * BS,
 205                         ((float)blockpos_nodes.Z + MAP_BLOCKSIZE/2) * BS
 206         );
 207
 208         // Block position relative to camera
 209         v3f blockpos_relative = blockpos - camera_pos;
 210
 211         // Total distance
 212         f32 d = blockpos_relative.getLength();
 213
 214         if(distance_ptr)
 215                 *distance_ptr = d;
 216
 217         // If block is far away, it's not in sight
 218         if(d > range)
 219                 return false;
 220
 221         // Maximum radius of a block.  The magic number is
 222         // sqrt(3.0) / 2.0 in literal form.
 223         f32 block_max_radius = 0.866025403784 * MAP_BLOCKSIZE * BS;
 224
 225         // If block is (nearly) touching the camera, don't
 226         // bother validating further (that is, render it anyway)
 227         if(d < block_max_radius)
 228                 return true;
 229
 230         // Adjust camera position, for purposes of computing the angle,
 231         // such that a block that has any portion visible with the
 232         // current camera position will have the center visible at the
 233         // adjusted postion
 234         f32 adjdist = block_max_radius / cos((M_PI - camera_fov) / 2);
 235
 236         // Block position relative to adjusted camera
 237         v3f blockpos_adj = blockpos - (camera_pos - camera_dir * adjdist);
 238
 239         // Distance in camera direction (+=front, -=back)
 240         f32 dforward = blockpos_adj.dotProduct(camera_dir);
 241
 242         // Cosine of the angle between the camera direction
 243         // and the block direction (camera_dir is an unit vector)
 244         f32 cosangle = dforward / blockpos_adj.getLength();
 245
 246         // If block is not in the field of view, skip it
 247         if(cosangle < cos(camera_fov / 2))
 248                 return false;
 249
 250         return true;
 251 }
 252