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3e9bad8929
...
9bb162e7d5
Author | SHA1 | Date | |
---|---|---|---|
9bb162e7d5 | |||
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2fccb1fb7c |
313
skycraft/chunk.ts
Normal file
313
skycraft/chunk.ts
Normal file
@ -0,0 +1,313 @@
|
|||||||
|
import { makeFace } from '../geometry';
|
||||||
|
import * as linalg from './linalg';
|
||||||
|
import {memoize} from '../memoize';
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||||||
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|
||||||
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type direction = ('-x' | '+x' | '-y' | '+y' | '-z' | '+z');
|
||||||
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const BlockType = {
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UNDEFINED: 0,
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AIR: 1,
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DIRT: 2,
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GRASS: 3,
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STONE: 4,
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WATER: 5,
|
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TREE: 6,
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LEAVES: 7,
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SUN: 8,
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|
};
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||||||
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||||||
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const CHUNKSIZE = 32;
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||||||
|
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||||||
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||||||
|
/** seed: some kind of number uniquely defining the body
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|
* x, y, z: space coordinates in the body's frame
|
||||||
|
*
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||||||
|
* returns: a chunk
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
function makeDirtBlock(seed: number) {
|
||||||
|
// XXX: for now, return a premade chunk: a 24x24x24 cube of dirt
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|
// surrounded by 4 blocks of air all around
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const cs = CHUNKSIZE;
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if (seed !== 1337) {
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return {};
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}
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// if (Math.abs
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const blocks = new Array(cs * cs * cs);
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blocks.fill(BlockType.AIR);
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const dirt = new Array(24).fill(BlockType.DIRT);
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for (let i = 0; i < 24; i++) {
|
||||||
|
for (let j = 4; j < 28; j++) {
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||||||
|
const offset = cs * cs * (i + 4) + cs * j;
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blocks.splice(offset + 4, 24, ...dirt);
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|
}
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||||||
|
}
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||||||
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const half = cs / 2;
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||||||
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return {
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|
position: [-half, -half, -half],
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blocks,
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underground: false,
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seed,
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||||||
|
};
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||||||
|
}
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||||||
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||||||
|
function makeSunChunk(seed: number, i: number, j: number, k: number) {
|
||||||
|
const cs = CHUNKSIZE;
|
||||||
|
const radius = 42;
|
||||||
|
if (Math.abs(cs * i) > radius
|
||||||
|
|| Math.abs(cs * j) > radius
|
||||||
|
|| Math.abs(cs * k) > radius) {
|
||||||
|
return undefined;
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||||||
|
}
|
||||||
|
const half = cs / 2;
|
||||||
|
const blocks = new Array(cs**3);
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||||||
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blocks.fill(BlockType.SUN);
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||||||
|
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||||||
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let underground = true;
|
||||||
|
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||||||
|
for (let x = 0; x < cs; x++) {
|
||||||
|
for (let y = 0; y < cs; y++) {
|
||||||
|
for (let z = 0; z < cs; z++) {
|
||||||
|
const pos = [
|
||||||
|
x + i * cs - half,
|
||||||
|
y + j * cs - half,
|
||||||
|
z + k * cs - half,
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|
];
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const idx = (
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|
z * cs * cs +
|
||||||
|
y * cs +
|
||||||
|
x
|
||||||
|
);
|
||||||
|
if (pos[0]**2 + pos[1]**2 + pos[2]**2 > radius**2) {
|
||||||
|
blocks[idx] = BlockType.AIR;
|
||||||
|
underground = false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return {
|
||||||
|
position: [i * cs - half, j * cs - half, k * cs - half],
|
||||||
|
layout: [i, j, k],
|
||||||
|
blocks,
|
||||||
|
seed,
|
||||||
|
underground,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
function _getChunk(seed: number, chunkX: number, chunkY: number, chunkZ: number) {
|
||||||
|
if (seed === 0) {
|
||||||
|
return makeSunChunk(seed, chunkX, chunkY, chunkZ);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (chunkX === 0 && chunkY === 0 && chunkZ === 0) {
|
||||||
|
return makeDirtBlock(seed); // x, y, z unused right now
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return undefined;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
const getChunk = memoize(_getChunk);
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||||||
|
|
||||||
|
function faceTexture(type: number, dir: direction) {
|
||||||
|
switch (type) {
|
||||||
|
case BlockType.GRASS:
|
||||||
|
switch (dir) {
|
||||||
|
case '+y': return [0, 15];
|
||||||
|
case '-y': return [2, 15];
|
||||||
|
default: return [1, 15];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
case BlockType.DIRT: return [2, 15];
|
||||||
|
case BlockType.STONE: return [3, 15];
|
||||||
|
case BlockType.WATER: return [4, 15];
|
||||||
|
case BlockType.TREE:
|
||||||
|
switch (dir) {
|
||||||
|
case '+y':
|
||||||
|
case '-y':
|
||||||
|
return [5, 15];
|
||||||
|
default: return [6, 15];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
case BlockType.LEAVES: return [7, 15];
|
||||||
|
case BlockType.SUN: return [0, 4];
|
||||||
|
default: return [0, 0];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
function* makeChunkFaces(chunk) {
|
||||||
|
const cs = CHUNKSIZE;
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||||||
|
|
||||||
|
function faceCenter(pos: linalg.Vec3, dir: direction) {
|
||||||
|
switch (dir) {
|
||||||
|
case '-x': return [pos[0] - 0.5, pos[1], pos[2]];
|
||||||
|
case '+x': return [pos[0] + 0.5, pos[1], pos[2]];
|
||||||
|
case '-y': return [pos[0], pos[1] - 0.5, pos[2]];
|
||||||
|
case '+y': return [pos[0], pos[1] + 0.5, pos[2]];
|
||||||
|
case '-z': return [pos[0], pos[1], pos[2] - 0.5];
|
||||||
|
case '+z': return [pos[0], pos[1], pos[2] + 0.5];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
function neighborChunk(dir: direction) {
|
||||||
|
const [chunkX, chunkY, chunkZ] = chunk.layout;
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||||||
|
if (chunk.neighbors === undefined) {
|
||||||
|
chunk.neighbors = {};
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|
}
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|
if (!(dir in chunk.neighbors)) {
|
||||||
|
switch (dir) {
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||||||
|
case '-x':
|
||||||
|
chunk.neighbors[dir] = getChunk(chunk.seed, chunkX - 1, chunkY, chunkZ);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case '+x':
|
||||||
|
chunk.neighbors[dir] = getChunk(chunk.seed, chunkX + 1, chunkY, chunkZ);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case '-y':
|
||||||
|
chunk.neighbors[dir] = getChunk(chunk.seed, chunkX, chunkY - 1, chunkZ);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case '+y':
|
||||||
|
chunk.neighbors[dir] = getChunk(chunk.seed, chunkX, chunkY + 1, chunkZ);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case '-z':
|
||||||
|
chunk.neighbors[dir] = getChunk(chunk.seed, chunkX, chunkY, chunkZ - 1);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case '+z':
|
||||||
|
chunk.neighbors[dir] = getChunk(chunk.seed, chunkX, chunkY, chunkZ + 1);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return chunk.neighbors[dir];
|
||||||
|
}
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||||||
|
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|
const neighborIndices = {
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|
'-x': (x, y, z) => z * cs * cs + y * cs + (cs - 1),
|
||||||
|
'+x': (x, y, z) => z * cs * cs + y * cs + 0,
|
||||||
|
'-y': (x, y, z) => z * cs * cs + (cs - 1) * cs + x,
|
||||||
|
'+y': (x, y, z) => z * cs * cs + 0 * cs + x,
|
||||||
|
'-z': (x, y, z) => (cs - 1) * cs * cs + y * cs + x,
|
||||||
|
'+z': (x, y, z) => 0 * cs * cs + y * cs + x,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
function neighborBlock(dir: direction, x, y, z) {
|
||||||
|
const neighbor = neighborChunk(dir);
|
||||||
|
let block;
|
||||||
|
if (neighbor === undefined) {
|
||||||
|
block = BlockType.AIR;
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
block = neighbor.blocks[neighborIndices[dir](x, y, z)];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return { dir, block };
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
function* neighbors(x, y, z) {
|
||||||
|
const idx = (
|
||||||
|
z * cs * cs +
|
||||||
|
y * cs +
|
||||||
|
x
|
||||||
|
);
|
||||||
|
if (x > 0) {
|
||||||
|
yield {
|
||||||
|
block: chunk.blocks[idx - 1],
|
||||||
|
dir: '-x',
|
||||||
|
};
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
yield neighborBlock('-x', x, y, z);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (x < cs - 1) {
|
||||||
|
yield {
|
||||||
|
block: chunk.blocks[idx + 1],
|
||||||
|
dir: '+x',
|
||||||
|
};
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
yield neighborBlock('+x', x, y, z);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (y > 0) {
|
||||||
|
yield {
|
||||||
|
block: chunk.blocks[idx - cs],
|
||||||
|
dir: '-y',
|
||||||
|
};
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
yield neighborBlock('-y', x, y, z);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (y < cs - 1) {
|
||||||
|
yield {
|
||||||
|
block: chunk.blocks[idx + cs],
|
||||||
|
dir: '+y',
|
||||||
|
};
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
yield neighborBlock('+y', x, y, z);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (z > 0) {
|
||||||
|
yield {
|
||||||
|
block: chunk.blocks[idx - cs * cs],
|
||||||
|
dir: '-z',
|
||||||
|
};
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
yield neighborBlock('-z', x, y, z);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (z < cs - 1) {
|
||||||
|
yield {
|
||||||
|
block: chunk.blocks[idx + cs * cs],
|
||||||
|
dir: '+z',
|
||||||
|
};
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
yield neighborBlock('+z', x, y, z);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (let x = 0; x < cs; x++) {
|
||||||
|
for (let y = 0; y < cs; y++) {
|
||||||
|
for (let z = 0; z < cs; z++) {
|
||||||
|
const idx = (
|
||||||
|
z * cs * cs +
|
||||||
|
y * cs +
|
||||||
|
x
|
||||||
|
);
|
||||||
|
const chpos = chunk.position;
|
||||||
|
const bkpos = [
|
||||||
|
chpos[0] + x,
|
||||||
|
chpos[1] + y,
|
||||||
|
chpos[2] + z,
|
||||||
|
];
|
||||||
|
const bt = chunk.blocks[idx];
|
||||||
|
if (bt === BlockType.AIR) {
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
for (const { block, dir } of neighbors(x, y, z)) {
|
||||||
|
if (block !== BlockType.AIR) {
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
yield makeFace(dir, faceTexture(bt, dir), faceCenter(bkpos, dir));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
function getBodyChunks(seed: number) {
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||||||
|
const chunks = [];
|
||||||
|
const toCheck = [[0, 0, 0]];
|
||||||
|
while (toCheck.length > 0) {
|
||||||
|
const [chunkX, chunkY, chunkZ] = toCheck.pop();
|
||||||
|
const thisChunk = getChunk(seed, chunkX, chunkY, chunkZ);
|
||||||
|
if (thisChunk === undefined || chunks.includes(thisChunk)) {
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
chunks.push(thisChunk);
|
||||||
|
toCheck.push([chunkX - 1, chunkY, chunkZ]);
|
||||||
|
toCheck.push([chunkX + 1, chunkY, chunkZ]);
|
||||||
|
toCheck.push([chunkX, chunkY - 1, chunkZ]);
|
||||||
|
toCheck.push([chunkX, chunkY + 1, chunkZ]);
|
||||||
|
toCheck.push([chunkX, chunkY, chunkZ - 1]);
|
||||||
|
toCheck.push([chunkX, chunkY, chunkZ + 1]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return chunks;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
export function getBodyGeometry(seed: number) {
|
||||||
|
const faces = getBodyChunks(seed)
|
||||||
|
.filter(chunk => !chunk.underground)
|
||||||
|
.map(chunk => [...makeChunkFaces(chunk)]);
|
||||||
|
|
||||||
|
return faces.reduce((a, b) => a.concat(b));
|
||||||
|
}
|
335
skycraft/draw.ts
Normal file
335
skycraft/draw.ts
Normal file
@ -0,0 +1,335 @@
|
|||||||
|
import {makeBufferFromFaces } from '../geometry';
|
||||||
|
import { loadTexture, makeProgram } from '../gl';
|
||||||
|
import * as linalg from './linalg';
|
||||||
|
import * as se3 from '../se3';
|
||||||
|
import { makeOrbitObject } from './orbit';
|
||||||
|
|
||||||
|
const VSHADER = `
|
||||||
|
attribute vec3 aPosition;
|
||||||
|
attribute vec3 aNormal;
|
||||||
|
attribute vec2 aTextureCoord;
|
||||||
|
|
||||||
|
uniform mat4 uProjection;
|
||||||
|
uniform mat4 uModel;
|
||||||
|
uniform mat4 uView;
|
||||||
|
uniform vec3 uLightDirection;
|
||||||
|
uniform float uAmbiantLight;
|
||||||
|
uniform vec3 uGlowColor;
|
||||||
|
|
||||||
|
varying highp vec2 vTextureCoord;
|
||||||
|
varying lowp vec3 vLighting;
|
||||||
|
varying lowp vec3 vRay;
|
||||||
|
varying lowp vec3 vLightDir;
|
||||||
|
varying lowp vec3 vNormal;
|
||||||
|
|
||||||
|
highp mat3 transpose(in highp mat3 inmat) {
|
||||||
|
highp vec3 x = inmat[0];
|
||||||
|
highp vec3 y = inmat[1];
|
||||||
|
highp vec3 z = inmat[2];
|
||||||
|
|
||||||
|
return mat3(
|
||||||
|
vec3(x.x, y.x, z.x),
|
||||||
|
vec3(x.y, y.y, z.y),
|
||||||
|
vec3(x.z, y.z, z.z)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void main() {
|
||||||
|
highp mat4 modelview = uView * uModel;
|
||||||
|
|
||||||
|
gl_Position = uProjection * modelview * vec4(aPosition, 1.0);
|
||||||
|
|
||||||
|
lowp vec3 normal = mat3(uModel) * aNormal;
|
||||||
|
lowp float diffuseAmount = max(dot(-uLightDirection, normal), 0.0);
|
||||||
|
lowp vec3 ambiant = uAmbiantLight * vec3(1.0, 1.0, 0.9);
|
||||||
|
vLighting = ambiant + vec3(1.0, 1.0, 1.0) * diffuseAmount + uGlowColor;
|
||||||
|
|
||||||
|
vTextureCoord = aTextureCoord;
|
||||||
|
|
||||||
|
lowp vec3 camPos = -transpose(mat3(uView))*(uView * vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0)).xyz;
|
||||||
|
vRay = -normalize((uModel * vec4(aPosition, 1.0)).xyz - camPos);
|
||||||
|
vLightDir = -uLightDirection;
|
||||||
|
vNormal = normal;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
`;
|
||||||
|
|
||||||
|
const FSHADER = `
|
||||||
|
uniform sampler2D uSampler;
|
||||||
|
|
||||||
|
varying highp vec2 vTextureCoord;
|
||||||
|
varying lowp vec3 vLighting;
|
||||||
|
varying lowp vec3 vRay;
|
||||||
|
varying lowp vec3 vLightDir;
|
||||||
|
varying lowp vec3 vNormal;
|
||||||
|
|
||||||
|
void main() {
|
||||||
|
highp vec4 color = texture2D(uSampler, vTextureCoord);
|
||||||
|
if (color.a < 0.1) {
|
||||||
|
discard;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
lowp vec3 specularDir = 2.0 * dot(vLightDir, vNormal) * vNormal - vLightDir;
|
||||||
|
lowp float specularAmount = smoothstep(0.92, 1.0, dot(vRay, specularDir));
|
||||||
|
lowp vec3 specular = 0.8 * specularAmount * vec3(1.0, 1.0, 0.8);
|
||||||
|
gl_FragColor = vec4(vLighting * color.rgb + specular, color.a);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
`;
|
||||||
|
|
||||||
|
export async function initWorldGl(gl: WebGLRenderingContext) {
|
||||||
|
const program = makeProgram(gl, VSHADER, FSHADER);
|
||||||
|
const texture = await loadTexture(gl, 'texture.png');
|
||||||
|
|
||||||
|
// load those ahead of time
|
||||||
|
const viewLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uView');
|
||||||
|
const modelLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uModel');
|
||||||
|
const projLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uProjection');
|
||||||
|
const samplerLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uSampler');
|
||||||
|
const lightDirectionLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uLightDirection');
|
||||||
|
const ambiantLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uAmbiantLight');
|
||||||
|
const glowColorLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uGlowColor');
|
||||||
|
|
||||||
|
const positionLoc = gl.getAttribLocation(program, 'aPosition');
|
||||||
|
const normalLoc = gl.getAttribLocation(program, 'aNormal');
|
||||||
|
const textureLoc = gl.getAttribLocation(program, 'aTextureCoord');
|
||||||
|
|
||||||
|
const setupScene = (sceneParams) => {
|
||||||
|
const {
|
||||||
|
projectionMatrix,
|
||||||
|
viewMatrix,
|
||||||
|
ambiantLightAmount,
|
||||||
|
} = sceneParams;
|
||||||
|
|
||||||
|
gl.useProgram(program);
|
||||||
|
|
||||||
|
gl.uniformMatrix4fv(projLoc, false, new Float32Array(projectionMatrix));
|
||||||
|
gl.uniformMatrix4fv(viewLoc, false, new Float32Array(viewMatrix));
|
||||||
|
gl.uniform1f(ambiantLoc, ambiantLightAmount);
|
||||||
|
|
||||||
|
// doing this here because it's the same for all world stuff
|
||||||
|
gl.uniformMatrix4fv(modelLoc, false, new Float32Array(se3.identity()));
|
||||||
|
gl.uniform1i(samplerLoc, 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
gl.enableVertexAttribArray(positionLoc);
|
||||||
|
gl.enableVertexAttribArray(normalLoc);
|
||||||
|
gl.enableVertexAttribArray(textureLoc);
|
||||||
|
gl.activeTexture(gl.TEXTURE0);
|
||||||
|
gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, texture);
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
const drawObject = (objectParams) => {
|
||||||
|
const {
|
||||||
|
position,
|
||||||
|
orientation,
|
||||||
|
glBuffer,
|
||||||
|
numVertices,
|
||||||
|
lightDirection,
|
||||||
|
glowColor,
|
||||||
|
} = objectParams;
|
||||||
|
|
||||||
|
gl.uniformMatrix4fv(modelLoc, false, new Float32Array(se3.product(
|
||||||
|
se3.translation(...position), orientation)));
|
||||||
|
gl.uniform3fv(lightDirectionLoc, lightDirection);
|
||||||
|
gl.uniform3fv(glowColorLoc, glowColor);
|
||||||
|
|
||||||
|
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, glBuffer);
|
||||||
|
|
||||||
|
gl.vertexAttribPointer(positionLoc, 3, gl.FLOAT, false, 20, 0);
|
||||||
|
gl.vertexAttribPointer(normalLoc, 3, gl.BYTE, true, 20, 12);
|
||||||
|
gl.vertexAttribPointer(textureLoc, 2, gl.UNSIGNED_SHORT, true, 20, 16);
|
||||||
|
|
||||||
|
gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, numVertices);
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
return {
|
||||||
|
setupScene,
|
||||||
|
drawObject,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
const ORBIT_VSHADER = `
|
||||||
|
attribute vec3 aPosition;
|
||||||
|
attribute vec2 aValue;
|
||||||
|
|
||||||
|
uniform mat4 uProjection;
|
||||||
|
uniform mat4 uModel;
|
||||||
|
uniform mat4 uView;
|
||||||
|
|
||||||
|
varying lowp vec2 vCoords;
|
||||||
|
|
||||||
|
void main() {
|
||||||
|
highp mat4 modelview = uView * uModel;
|
||||||
|
gl_Position = uProjection * modelview * vec4(aPosition, 1.0);
|
||||||
|
|
||||||
|
vCoords = aValue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
`;
|
||||||
|
|
||||||
|
const ORBIT_FSHADER = `
|
||||||
|
varying lowp vec2 vCoords;
|
||||||
|
|
||||||
|
void main() {
|
||||||
|
lowp float x = vCoords.x;
|
||||||
|
lowp float y = vCoords.y;
|
||||||
|
|
||||||
|
lowp float f = sqrt(x * x + y * y);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (f > 1.00) {
|
||||||
|
discard;
|
||||||
|
} else if (f < 0.98) {
|
||||||
|
discard;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
gl_FragColor = vec4(1, .5, 0, 0.5);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
`;
|
||||||
|
|
||||||
|
export function getOrbitDrawContext(gl: WebGLRenderingContext) {
|
||||||
|
const program = makeProgram(gl, ORBIT_VSHADER, ORBIT_FSHADER);
|
||||||
|
|
||||||
|
// load those ahead of time
|
||||||
|
const viewLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uView');
|
||||||
|
const modelLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uModel');
|
||||||
|
const projLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uProjection');
|
||||||
|
|
||||||
|
const positionLoc = gl.getAttribLocation(program, 'aPosition');
|
||||||
|
const valueLoc = gl.getAttribLocation(program, 'aValue');
|
||||||
|
|
||||||
|
const setupScene = (sceneParams) => {
|
||||||
|
const {
|
||||||
|
projectionMatrix,
|
||||||
|
viewMatrix,
|
||||||
|
} = sceneParams;
|
||||||
|
|
||||||
|
gl.useProgram(program);
|
||||||
|
|
||||||
|
gl.uniformMatrix4fv(projLoc, false, new Float32Array(projectionMatrix));
|
||||||
|
gl.uniformMatrix4fv(viewLoc, false, new Float32Array(viewMatrix));
|
||||||
|
|
||||||
|
// doing this here because it's the same for all world stuff
|
||||||
|
gl.uniformMatrix4fv(modelLoc, false, new Float32Array(se3.identity()));
|
||||||
|
|
||||||
|
gl.enableVertexAttribArray(positionLoc);
|
||||||
|
gl.enableVertexAttribArray(valueLoc);
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
const drawObject = (objectParams) => {
|
||||||
|
const {
|
||||||
|
position,
|
||||||
|
orientation,
|
||||||
|
value,
|
||||||
|
glBuffer,
|
||||||
|
} = objectParams;
|
||||||
|
|
||||||
|
gl.uniformMatrix4fv(modelLoc, false, new Float32Array(se3.product(
|
||||||
|
se3.translation(...position), orientation)));
|
||||||
|
|
||||||
|
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, glBuffer);
|
||||||
|
|
||||||
|
gl.vertexAttribPointer(positionLoc, 3, gl.FLOAT, false, 20, 0);
|
||||||
|
gl.vertexAttribPointer(valueLoc, 2, gl.FLOAT, false, 20, 12);
|
||||||
|
|
||||||
|
gl.disable(gl.CULL_FACE);
|
||||||
|
gl.drawArrays(gl.TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
|
||||||
|
gl.enable(gl.CULL_FACE);
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
return {
|
||||||
|
setupScene,
|
||||||
|
drawObject,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
function getObjects(context, body, parentPosition = undefined) {
|
||||||
|
const objects = [];
|
||||||
|
const {gl, glContext, player} = context;
|
||||||
|
const {position, orientation, glowColor} = body;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (body.glBuffer === undefined) {
|
||||||
|
body.glBuffer = makeBufferFromFaces(gl, body.geometry);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
objects.push({
|
||||||
|
geometry: body.glBuffer,
|
||||||
|
orientation,
|
||||||
|
position,
|
||||||
|
glContext,
|
||||||
|
glowColor,
|
||||||
|
});
|
||||||
|
if (parentPosition !== undefined) {
|
||||||
|
const orbitObject = makeOrbitObject(gl, context.orbitGlContext, body.orbit, parentPosition);
|
||||||
|
objects.push(orbitObject);
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
const shipOrientation = [
|
||||||
|
se3.rotationOnly(player.tf),
|
||||||
|
//se3.rotationOnly(context.camera.tf),
|
||||||
|
se3.rotxyz(-Math.PI / 2, Math.PI / 2, Math.PI / 2),
|
||||||
|
].reduce(se3.product);
|
||||||
|
const shipPos = player.position;
|
||||||
|
objects.push({
|
||||||
|
geometry: makeBufferFromFaces(gl, context.spaceship),
|
||||||
|
orientation: shipOrientation,
|
||||||
|
position: shipPos,
|
||||||
|
glContext,
|
||||||
|
});
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (body.children !== undefined) {
|
||||||
|
for (const child of body.children) {
|
||||||
|
objects.push(...getObjects(context, child, position));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return objects;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
function sunDirection(position: linalg.Vec3) {
|
||||||
|
return linalg.scale(position, 1/linalg.norm(position));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
export function draw(context) {
|
||||||
|
const {gl, camera, player, universe, orbit, orbitGlContext, orbitBody} = context;
|
||||||
|
const {skyColor, ambiantLight, projMatrix} = context;
|
||||||
|
const objects = getObjects(context, universe);
|
||||||
|
if (orbit !== undefined && orbit.excentricity < 1) {
|
||||||
|
objects.push(makeOrbitObject(gl, orbitGlContext, orbit, orbitBody.position));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
gl.clearColor(...skyColor, 1.0);
|
||||||
|
gl.clearDepth(1.0);
|
||||||
|
gl.enable(gl.DEPTH_TEST);
|
||||||
|
gl.depthFunc(gl.LEQUAL);
|
||||||
|
|
||||||
|
gl.enable(gl.CULL_FACE);
|
||||||
|
gl.cullFace(gl.BACK);
|
||||||
|
gl.enable(gl.BLEND);
|
||||||
|
gl.blendFunc(gl.SRC_ALPHA, gl.ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
|
||||||
|
|
||||||
|
gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT | gl.DEPTH_BUFFER_BIT);
|
||||||
|
|
||||||
|
const viewMatrix = se3.inverse([
|
||||||
|
player.tf, // player position & orientation
|
||||||
|
camera.tf, // camera orientation relative to player
|
||||||
|
se3.translation(0, 1, 4), // step back from the player
|
||||||
|
].reduce(se3.product));
|
||||||
|
let lastGlContext;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (const {position, orientation, geometry, glContext, glowColor} of objects) {
|
||||||
|
if (glContext !== lastGlContext) {
|
||||||
|
glContext.setupScene({
|
||||||
|
projectionMatrix: projMatrix,
|
||||||
|
viewMatrix,
|
||||||
|
ambiantLightAmount: ambiantLight,
|
||||||
|
});
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
lastGlContext = glContext;
|
||||||
|
const lightDirection = sunDirection(position);
|
||||||
|
|
||||||
|
glContext.drawObject({
|
||||||
|
position,
|
||||||
|
orientation,
|
||||||
|
glBuffer: geometry.glBuffer,
|
||||||
|
numVertices: geometry.numVertices,
|
||||||
|
lightDirection,
|
||||||
|
glowColor: glowColor || [0, 0, 0],
|
||||||
|
});
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
@ -1,710 +0,0 @@
|
|||||||
//import { initUiListeners, setupParamPanel, tick } from './game';
|
|
||||||
//import { initWorldGl, makeWorld } from './world';
|
|
||||||
import * as se3 from '../se3';
|
|
||||||
import {loadTexture, makeProgram} from '../gl';
|
|
||||||
import {makeFace, makeBufferFromFaces} from '../geometry';
|
|
||||||
|
|
||||||
const VSHADER = `
|
|
||||||
attribute vec3 aPosition;
|
|
||||||
attribute vec3 aNormal;
|
|
||||||
attribute vec2 aTextureCoord;
|
|
||||||
|
|
||||||
uniform mat4 uProjection;
|
|
||||||
uniform mat4 uModel;
|
|
||||||
uniform mat4 uView;
|
|
||||||
uniform vec3 uLightDirection;
|
|
||||||
uniform float uAmbiantLight;
|
|
||||||
|
|
||||||
varying highp vec2 vTextureCoord;
|
|
||||||
varying lowp vec3 vLighting;
|
|
||||||
varying lowp float vDistance;
|
|
||||||
|
|
||||||
void main() {
|
|
||||||
highp mat4 modelview = uView * uModel;
|
|
||||||
|
|
||||||
gl_Position = uProjection * modelview * vec4(aPosition, 1.0);
|
|
||||||
|
|
||||||
lowp vec3 normal = mat3(uModel) * aNormal;
|
|
||||||
lowp float diffuseAmount = max(dot(-uLightDirection, normal), 0.0);
|
|
||||||
lowp vec3 ambiant = uAmbiantLight * vec3(1.0, 1.0, 0.9);
|
|
||||||
vLighting = ambiant + vec3(1.0, 1.0, 1.0) * diffuseAmount;
|
|
||||||
|
|
||||||
vTextureCoord = aTextureCoord;
|
|
||||||
|
|
||||||
vDistance = length(modelview * vec4(aPosition, 1.0));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
`;
|
|
||||||
|
|
||||||
const FSHADER = `
|
|
||||||
uniform sampler2D uSampler;
|
|
||||||
uniform lowp vec3 uFogColor;
|
|
||||||
|
|
||||||
varying highp vec2 vTextureCoord;
|
|
||||||
varying lowp vec3 vLighting;
|
|
||||||
varying lowp float vDistance;
|
|
||||||
|
|
||||||
void main() {
|
|
||||||
highp vec4 color = texture2D(uSampler, vTextureCoord);
|
|
||||||
if (color.a < 0.1) {
|
|
||||||
discard;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
lowp float fogamount = 0.0; //smoothstep(80.0, 100.0, vDistance);
|
|
||||||
gl_FragColor = mix(vec4(vLighting * color.rgb, color.a), vec4(uFogColor, 1.0), fogamount);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
`;
|
|
||||||
|
|
||||||
const kEpoch = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
async function initWorldGl(gl) {
|
|
||||||
const program = makeProgram(gl, VSHADER, FSHADER);
|
|
||||||
const texture = await loadTexture(gl, 'texture.png');
|
|
||||||
|
|
||||||
// load those ahead of time
|
|
||||||
const viewLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uView');
|
|
||||||
const modelLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uModel');
|
|
||||||
const projLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uProjection');
|
|
||||||
const samplerLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uSampler');
|
|
||||||
const fogColorLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uFogColor');
|
|
||||||
const lightDirectionLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uLightDirection');
|
|
||||||
const ambiantLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uAmbiantLight');
|
|
||||||
|
|
||||||
const positionLoc = gl.getAttribLocation(program, 'aPosition');
|
|
||||||
const normalLoc = gl.getAttribLocation(program, 'aNormal');
|
|
||||||
const textureLoc = gl.getAttribLocation(program, 'aTextureCoord');
|
|
||||||
|
|
||||||
const setupScene = (sceneParams) => {
|
|
||||||
const {
|
|
||||||
projectionMatrix,
|
|
||||||
viewMatrix,
|
|
||||||
fogColor,
|
|
||||||
lightDirection,
|
|
||||||
ambiantLightAmount,
|
|
||||||
} = sceneParams;
|
|
||||||
|
|
||||||
gl.useProgram(program);
|
|
||||||
|
|
||||||
gl.uniformMatrix4fv(projLoc, false, new Float32Array(projectionMatrix));
|
|
||||||
gl.uniformMatrix4fv(viewLoc, false, new Float32Array(viewMatrix));
|
|
||||||
gl.uniform3fv(fogColorLoc, fogColor);
|
|
||||||
gl.uniform3fv(lightDirectionLoc, lightDirection);
|
|
||||||
gl.uniform1f(ambiantLoc, ambiantLightAmount);
|
|
||||||
|
|
||||||
// doing this here because it's the same for all world stuff
|
|
||||||
gl.uniformMatrix4fv(modelLoc, false, new Float32Array(se3.identity()));
|
|
||||||
gl.uniform1i(samplerLoc, 0);
|
|
||||||
|
|
||||||
gl.enableVertexAttribArray(positionLoc);
|
|
||||||
gl.enableVertexAttribArray(normalLoc);
|
|
||||||
gl.enableVertexAttribArray(textureLoc);
|
|
||||||
gl.activeTexture(gl.TEXTURE0);
|
|
||||||
gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, texture);
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
const drawObject = (objectParams) => {
|
|
||||||
const {
|
|
||||||
position,
|
|
||||||
orientation,
|
|
||||||
glBuffer,
|
|
||||||
numVertices,
|
|
||||||
} = objectParams;
|
|
||||||
|
|
||||||
gl.uniformMatrix4fv(modelLoc, false, new Float32Array(se3.product(
|
|
||||||
se3.translation(...position), orientation)));
|
|
||||||
|
|
||||||
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, glBuffer);
|
|
||||||
|
|
||||||
gl.vertexAttribPointer(positionLoc, 3, gl.FLOAT, false, 20, 0);
|
|
||||||
gl.vertexAttribPointer(normalLoc, 3, gl.BYTE, true, 20, 12);
|
|
||||||
gl.vertexAttribPointer(textureLoc, 2, gl.UNSIGNED_SHORT, true, 20, 16);
|
|
||||||
|
|
||||||
gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, numVertices);
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
return {
|
|
||||||
setupScene,
|
|
||||||
drawObject,
|
|
||||||
};
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
const ORBIT_VSHADER = `
|
|
||||||
attribute vec3 aPosition;
|
|
||||||
attribute vec2 aValue;
|
|
||||||
|
|
||||||
uniform mat4 uProjection;
|
|
||||||
uniform mat4 uModel;
|
|
||||||
uniform mat4 uView;
|
|
||||||
|
|
||||||
varying lowp vec2 vCoords;
|
|
||||||
|
|
||||||
void main() {
|
|
||||||
highp mat4 modelview = uView * uModel;
|
|
||||||
gl_Position = uProjection * modelview * vec4(aPosition, 1.0);
|
|
||||||
|
|
||||||
vCoords = aValue;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
`;
|
|
||||||
|
|
||||||
const ORBIT_FSHADER = `
|
|
||||||
varying lowp vec2 vCoords;
|
|
||||||
|
|
||||||
void main() {
|
|
||||||
lowp float x = vCoords.x;
|
|
||||||
lowp float y = vCoords.y;
|
|
||||||
|
|
||||||
lowp float f = sqrt(x * x + y * y);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (f > 1.00) {
|
|
||||||
discard;
|
|
||||||
} else if (f < 0.98) {
|
|
||||||
discard;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
gl_FragColor = vec4(1, .5, 0, 0.5);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
`;
|
|
||||||
|
|
||||||
function getOrbitDrawContext(gl) {
|
|
||||||
const program = makeProgram(gl, ORBIT_VSHADER, ORBIT_FSHADER);
|
|
||||||
|
|
||||||
// load those ahead of time
|
|
||||||
const viewLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uView');
|
|
||||||
const modelLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uModel');
|
|
||||||
const projLoc = gl.getUniformLocation(program, 'uProjection');
|
|
||||||
|
|
||||||
const positionLoc = gl.getAttribLocation(program, 'aPosition');
|
|
||||||
const valueLoc = gl.getAttribLocation(program, 'aValue');
|
|
||||||
|
|
||||||
const setupScene = (sceneParams) => {
|
|
||||||
const {
|
|
||||||
projectionMatrix,
|
|
||||||
viewMatrix,
|
|
||||||
} = sceneParams;
|
|
||||||
|
|
||||||
gl.useProgram(program);
|
|
||||||
|
|
||||||
gl.uniformMatrix4fv(projLoc, false, new Float32Array(projectionMatrix));
|
|
||||||
gl.uniformMatrix4fv(viewLoc, false, new Float32Array(viewMatrix));
|
|
||||||
|
|
||||||
// doing this here because it's the same for all world stuff
|
|
||||||
gl.uniformMatrix4fv(modelLoc, false, new Float32Array(se3.identity()));
|
|
||||||
|
|
||||||
gl.enableVertexAttribArray(positionLoc);
|
|
||||||
gl.enableVertexAttribArray(valueLoc);
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
const drawObject = (objectParams) => {
|
|
||||||
const {
|
|
||||||
position,
|
|
||||||
orientation,
|
|
||||||
value,
|
|
||||||
glBuffer,
|
|
||||||
} = objectParams;
|
|
||||||
|
|
||||||
gl.uniformMatrix4fv(modelLoc, false, new Float32Array(se3.product(
|
|
||||||
se3.translation(...position), orientation)));
|
|
||||||
|
|
||||||
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, glBuffer);
|
|
||||||
|
|
||||||
gl.vertexAttribPointer(positionLoc, 3, gl.FLOAT, false, 20, 0);
|
|
||||||
gl.vertexAttribPointer(valueLoc, 2, gl.FLOAT, false, 20, 12);
|
|
||||||
|
|
||||||
gl.disable(gl.CULL_FACE);
|
|
||||||
gl.drawArrays(gl.TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
|
|
||||||
gl.enable(gl.CULL_FACE);
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
return {
|
|
||||||
setupScene,
|
|
||||||
drawObject,
|
|
||||||
};
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
function initUiListeners(canvas, context) {
|
|
||||||
const canvasClickHandler = () => {
|
|
||||||
canvas.requestPointerLock();
|
|
||||||
canvas.onclick = null;
|
|
||||||
// const clickListener = e => {
|
|
||||||
// switch(e.button) {
|
|
||||||
// case 0: // left click
|
|
||||||
// destroySelectedBlock(context);
|
|
||||||
// break;
|
|
||||||
// case 2: // right click
|
|
||||||
// makeDirBlock(context);
|
|
||||||
// break;
|
|
||||||
// }
|
|
||||||
// };
|
|
||||||
const clickListener = e => {};
|
|
||||||
const keyListener = e => {
|
|
||||||
if (e.type === 'keydown') {
|
|
||||||
if (e.repeat) return;
|
|
||||||
context.keys.add(e.code);
|
|
||||||
|
|
||||||
switch (e.code) {
|
|
||||||
case 'KeyF':
|
|
||||||
// context.flying = !context.flying;
|
|
||||||
return false;
|
|
||||||
case 'Space':
|
|
||||||
if (!context.flying) {
|
|
||||||
if (context.jumpAmount > 0) {
|
|
||||||
const amount = context.jumpForce;
|
|
||||||
context.camera.velocity[1] = amount;
|
|
||||||
context.jumpAmount -= 1;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
return false;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
context.keys.delete(e.code);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
};
|
|
||||||
const moveListener = e => {
|
|
||||||
context.camera.orientation[1] -= e.movementX / 500;
|
|
||||||
context.camera.orientation[0] -= e.movementY / 500;
|
|
||||||
|
|
||||||
context.camera.orientation[0] = Math.min(Math.max(
|
|
||||||
context.camera.orientation[0], -Math.PI / 2
|
|
||||||
), Math.PI / 2);
|
|
||||||
};
|
|
||||||
const changeListener = () => {
|
|
||||||
if (document.pointerLockElement === canvas) {
|
|
||||||
return;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
document.removeEventListener('pointerdown', clickListener);
|
|
||||||
document.removeEventListener('pointerlockchange', changeListener);
|
|
||||||
document.removeEventListener('pointermove', moveListener);
|
|
||||||
document.removeEventListener('keydown', keyListener);
|
|
||||||
document.removeEventListener('keyup', keyListener);
|
|
||||||
canvas.onclick = canvasClickHandler;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
document.addEventListener('pointerdown', clickListener);
|
|
||||||
document.addEventListener('pointerlockchange', changeListener);
|
|
||||||
document.addEventListener('pointermove', moveListener);
|
|
||||||
document.addEventListener('keydown', keyListener);
|
|
||||||
document.addEventListener('keyup', keyListener);
|
|
||||||
};
|
|
||||||
canvas.onclick = canvasClickHandler;
|
|
||||||
document.addEventListener('keydown', e => {
|
|
||||||
if (e.repeat) return;
|
|
||||||
switch (e.code) {
|
|
||||||
case 'F11':
|
|
||||||
canvas.requestFullscreen();
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
});
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
function handleInput(context) {
|
|
||||||
const move = (forward, right) => {
|
|
||||||
const dir = [right, 0, -forward, 1.0];
|
|
||||||
const ori = se3.roty(context.camera.orientation[1]);
|
|
||||||
const tf = se3.apply(ori, dir);
|
|
||||||
const maxSpeed = 8;
|
|
||||||
const airMovement = 0.08;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (context.flying) {
|
|
||||||
context.camera.position[0] += tf[0] / 60;
|
|
||||||
context.camera.position[2] += tf[2] / 60;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
if (context.isOnGround) {
|
|
||||||
context.camera.velocity[0] = tf[0];
|
|
||||||
context.camera.velocity[2] = tf[2];
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
const vel = context.camera.velocity;
|
|
||||||
|
|
||||||
vel[0] += tf[0] * airMovement;
|
|
||||||
vel[2] += tf[2] * airMovement;
|
|
||||||
|
|
||||||
const curVel = Math.sqrt(vel[0] * vel[0] + vel[2] * vel[2]);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (curVel > maxSpeed) {
|
|
||||||
vel[0] *= maxSpeed / curVel;
|
|
||||||
vel[2] *= maxSpeed / curVel;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
context.keys.forEach(key => {
|
|
||||||
switch (key) {
|
|
||||||
case 'KeyW':
|
|
||||||
move(8, 0.0);
|
|
||||||
return;
|
|
||||||
case 'KeyA':
|
|
||||||
move(0.0, -8);
|
|
||||||
return;
|
|
||||||
case 'KeyS':
|
|
||||||
move(-8, 0.0);
|
|
||||||
return;
|
|
||||||
case 'KeyD':
|
|
||||||
move(0.0, 8);
|
|
||||||
return;
|
|
||||||
|
|
||||||
case 'Space':
|
|
||||||
if (context.flying) {
|
|
||||||
context.camera.position[1] += 8 / 60;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
return;
|
|
||||||
|
|
||||||
case 'ShiftLeft':
|
|
||||||
context.camera.position[1] -= 8 / 60;
|
|
||||||
return;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
});
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
function updatePhysics(time, context) {
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
function updateGeometry(context, timeout_ms = 10) {
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
function normalizeAngle(theta) {
|
|
||||||
const twopi = 2 * Math.PI;
|
|
||||||
return theta - twopi * Math.floor((theta + twopi) / twopi);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
/** Let's be honest I should clean this up.
|
|
||||||
*
|
|
||||||
* This is the part that solves Kepler's equation using Newton's method.
|
|
||||||
* For circular-ish orbits, one or two iterations are usually enough.
|
|
||||||
* More excentric orbits can take more (6 or 7?).
|
|
||||||
*
|
|
||||||
* For near-parabolic orbits (and some others?) it often fails to converge...
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
function getCartesianState(orbit, mu, time) {
|
|
||||||
const {
|
|
||||||
excentricity: e,
|
|
||||||
semimajorAxis: a,
|
|
||||||
inclination: i,
|
|
||||||
ascendingNodeLongitude: Om,
|
|
||||||
periapsisArgument: w,
|
|
||||||
t0,
|
|
||||||
} = orbit;
|
|
||||||
let n = Math.sqrt(mu/(a**3));
|
|
||||||
if (a < 0) {
|
|
||||||
n = Math.sqrt(mu/-(a**3)); // mean motion
|
|
||||||
}
|
|
||||||
const M = n * (time - t0); // mean anomaly
|
|
||||||
|
|
||||||
// Newton's method
|
|
||||||
var E2 = 0;
|
|
||||||
var E = orbit.lastE || M;
|
|
||||||
let iterations = 0;
|
|
||||||
// a clever guess? https://link.springer.com/article/10.1023/A:1008200607490
|
|
||||||
// doesn't work at all.
|
|
||||||
|
|
||||||
while (Math.abs(E - E2) > 1e-10) {
|
|
||||||
if (e < 0.001) {
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
E = E2;
|
|
||||||
if (e < 1) {
|
|
||||||
E2 = E - (E - e * Math.sin(E) - M) / (1 - e * Math.cos(E));
|
|
||||||
} else if (e > 1) {
|
|
||||||
E2 = E - (-E + e * Math.sinh(E) - M) / (e * Math.cosh(E) - 1);
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
E2 = E - (E + E*E*E/3 - M) / (1 + E*E);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
iterations++;
|
|
||||||
if (iterations > 100) {
|
|
||||||
console.log('numerical instability');
|
|
||||||
return {};
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
orbit.lastE = E;
|
|
||||||
let nu;
|
|
||||||
if (e > 1) {
|
|
||||||
nu = 2 * Math.atan(Math.sqrt((e+1) / (e-1)) * Math.tanh(E/2));
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
nu = 2 * Math.atan(Math.sqrt((1+e) / (1-e)) * Math.tan(E/2));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
const p = a * (1 - e**2);
|
|
||||||
const r = p / (1 + e * Math.cos(nu));// * ((a < 0) ? -1 : 1);
|
|
||||||
const rd = e * Math.sqrt(mu / p) * Math.sin(nu);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (orbit.tf === undefined) {
|
|
||||||
orbit.tf = [se3.rotz(Om), se3.rotx(i), se3.rotz(w)].reduce(se3.product);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
const tf = se3.product(orbit.tf, se3.rotz(nu));
|
|
||||||
const pos = se3.apply(tf, [r, 0, 0, 1]);
|
|
||||||
const vel = se3.apply(tf, [rd, Math.sqrt(p * mu) / r, 0, 1]);
|
|
||||||
|
|
||||||
return {
|
|
||||||
position: pos.slice(0, 3),
|
|
||||||
velocity: vel.slice(0, 3),
|
|
||||||
};
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
function getOrientation(body, time) {
|
|
||||||
return se3.rotxyz(
|
|
||||||
body.spin[0] * time,
|
|
||||||
body.spin[1] * time,
|
|
||||||
body.spin[2] * time,
|
|
||||||
);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
function makeOrbitObject(context, orbit, parentPosition) {
|
|
||||||
const {gl} = context;
|
|
||||||
const position = parentPosition;
|
|
||||||
const glContext = context.orbitGlContext;
|
|
||||||
const orientation = [
|
|
||||||
se3.rotz(orbit.ascendingNodeLongitude),
|
|
||||||
se3.roty(-orbit.inclination),
|
|
||||||
se3.rotz(orbit.periapsisArgument),
|
|
||||||
].reduce(se3.product);
|
|
||||||
|
|
||||||
const buffer = gl.createBuffer();
|
|
||||||
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, buffer);
|
|
||||||
|
|
||||||
const a = orbit.semimajorAxis;
|
|
||||||
const b = a * Math.sqrt(1 - orbit.excentricity**2);
|
|
||||||
|
|
||||||
const x = - orbit.semimajorAxis * orbit.excentricity;
|
|
||||||
|
|
||||||
gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array([
|
|
||||||
x-a, -b, 0, -1, -1,
|
|
||||||
x-a, +b, 0, -1, +1,
|
|
||||||
x+a, -b, 0, +1, -1,
|
|
||||||
x+a, +b, 0, +1, +1,
|
|
||||||
]), gl.STATIC_DRAW);
|
|
||||||
|
|
||||||
const geometry = {
|
|
||||||
glBuffer: buffer,
|
|
||||||
numVertices: 4,
|
|
||||||
delete: () => gl.deleteBuffer(buffer),
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
return {
|
|
||||||
geometry,
|
|
||||||
orientation,
|
|
||||||
position,
|
|
||||||
glContext,
|
|
||||||
};
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
function getObjects(context, body, time, parentBody, parentPosition) {
|
|
||||||
const kGravitationalConstant = 6.674e-11;
|
|
||||||
const objects = [];
|
|
||||||
const {gl, glContext} = context;
|
|
||||||
let position = [0, 0, 0];
|
|
||||||
if (parentBody !== undefined) {
|
|
||||||
// const mu = kGravitationalConstant * parentBody.mass;
|
|
||||||
const mu = 10;
|
|
||||||
const coord = getCartesianPosition(body.orbit, mu, time);
|
|
||||||
position = [
|
|
||||||
parentPosition[0] + coord[0],
|
|
||||||
parentPosition[1] + coord[1],
|
|
||||||
parentPosition[2] + coord[2],
|
|
||||||
];
|
|
||||||
|
|
||||||
objects.push(makeOrbitObject(context, body.orbit, parentPosition));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
objects.push({
|
|
||||||
geometry: makeBufferFromFaces(gl, body.geometry),
|
|
||||||
orientation: getOrientation(body, time),
|
|
||||||
position,
|
|
||||||
glContext,
|
|
||||||
});
|
|
||||||
|
|
||||||
if (body.children !== undefined) {
|
|
||||||
for (const child of body.children) {
|
|
||||||
objects.push(...getObjects(context, child, time, body, position));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return objects;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
function draw(context, time) {
|
|
||||||
const {gl, camera, universe} = context;
|
|
||||||
const objects = getObjects(context, universe, time * 0.001);
|
|
||||||
|
|
||||||
gl.clearColor(...context.skyColor, 1.0);
|
|
||||||
gl.clearDepth(1.0);
|
|
||||||
gl.enable(gl.DEPTH_TEST);
|
|
||||||
gl.depthFunc(gl.LEQUAL);
|
|
||||||
|
|
||||||
gl.enable(gl.CULL_FACE);
|
|
||||||
gl.cullFace(gl.BACK);
|
|
||||||
gl.enable(gl.BLEND);
|
|
||||||
gl.blendFunc(gl.SRC_ALPHA, gl.ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
|
|
||||||
|
|
||||||
gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT | gl.DEPTH_BUFFER_BIT);
|
|
||||||
|
|
||||||
const camrot = camera.orientation;
|
|
||||||
const campos = camera.position;
|
|
||||||
const viewMatrix = se3.product(
|
|
||||||
se3.rotxyz(-camrot[0], -camrot[1], -camrot[2]),
|
|
||||||
se3.translation(-campos[0], -campos[1], -campos[2])
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
let lastGlContext;
|
|
||||||
|
|
||||||
for (const {position, orientation, geometry, glContext} of objects) {
|
|
||||||
if (glContext !== lastGlContext) {
|
|
||||||
glContext.setupScene({
|
|
||||||
projectionMatrix: context.projMatrix,
|
|
||||||
viewMatrix,
|
|
||||||
fogColor: context.skyColor,
|
|
||||||
lightDirection: context.lightDirection,
|
|
||||||
ambiantLightAmount: context.ambiantLight,
|
|
||||||
});
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
lastGlContext = glContext;
|
|
||||||
|
|
||||||
glContext.drawObject({
|
|
||||||
position,
|
|
||||||
orientation,
|
|
||||||
glBuffer: geometry.glBuffer,
|
|
||||||
numVertices: geometry.numVertices,
|
|
||||||
});
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
function tick(time, context) {
|
|
||||||
handleInput(context);
|
|
||||||
updatePhysics(time, context);
|
|
||||||
|
|
||||||
const campos = context.camera.position;
|
|
||||||
|
|
||||||
// world generation / geometry update
|
|
||||||
{
|
|
||||||
// frame time is typically 16.7ms, so this may lag a bit
|
|
||||||
let timeLeft = 10;
|
|
||||||
const start = performance.now();
|
|
||||||
updateGeometry(context, timeLeft);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
draw(context, time);
|
|
||||||
|
|
||||||
const dt = (time - context.lastFrameTime) * 0.001;
|
|
||||||
context.lastFrameTime = time;
|
|
||||||
|
|
||||||
document.querySelector('#fps').textContent = `${1.0 / dt} fps`;
|
|
||||||
|
|
||||||
requestAnimationFrame(time => tick(time, context));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
function makeCube(texture) {
|
|
||||||
return [
|
|
||||||
makeFace('-x', texture, [-0.5, 0, 0]),
|
|
||||||
makeFace('+x', texture, [+0.5, 0, 0]),
|
|
||||||
makeFace('-y', texture, [0, -0.5, 0]),
|
|
||||||
makeFace('+y', texture, [0, +0.5, 0]),
|
|
||||||
makeFace('-z', texture, [0, 0, -0.5]),
|
|
||||||
makeFace('+z', texture, [0, 0, +0.5]),
|
|
||||||
];
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
function makeObjects(gl) {
|
|
||||||
const texture = [0, 4];
|
|
||||||
const faces = [
|
|
||||||
makeFace('-x', texture, [-0.5, 0, 0]),
|
|
||||||
makeFace('+x', texture, [+0.5, 0, 0]),
|
|
||||||
makeFace('-y', texture, [0, -0.5, 0]),
|
|
||||||
makeFace('+y', texture, [0, +0.5, 0]),
|
|
||||||
makeFace('-z', texture, [0, 0, -0.5]),
|
|
||||||
makeFace('+z', texture, [0, 0, +0.5]),
|
|
||||||
];
|
|
||||||
return [
|
|
||||||
{
|
|
||||||
geometry: makeBufferFromFaces(gl, faces),
|
|
||||||
orientation: [0, 0, 0],
|
|
||||||
position: [0, 0, 0],
|
|
||||||
},
|
|
||||||
];
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
function makeSolarSystem(gl) {
|
|
||||||
return {
|
|
||||||
mass: 1.0,
|
|
||||||
spin: [0, 1.0, 0],
|
|
||||||
geometry: makeCube([0, 4]),
|
|
||||||
children: [
|
|
||||||
{
|
|
||||||
mass: 0.1,
|
|
||||||
spin: [0.2, 0.0, 0.0],
|
|
||||||
geometry: makeCube([0, 8]),
|
|
||||||
orbit: {
|
|
||||||
excentricity: 0,
|
|
||||||
semimajorAxis: 3,
|
|
||||||
inclination: 0,
|
|
||||||
ascendingNodeLongitude: 0,
|
|
||||||
periapsisArgument: 0,
|
|
||||||
trueAnomaly: 0,
|
|
||||||
},
|
|
||||||
},
|
|
||||||
{
|
|
||||||
mass: 0.1,
|
|
||||||
spin: [0.2, 0.0, 0.0],
|
|
||||||
geometry: makeCube([0, 1]),
|
|
||||||
orbit: {
|
|
||||||
excentricity: 0.8,
|
|
||||||
semimajorAxis: 5,
|
|
||||||
inclination: 0,
|
|
||||||
ascendingNodeLongitude: 0,
|
|
||||||
periapsisArgument: 0,
|
|
||||||
trueAnomaly: 0,
|
|
||||||
},
|
|
||||||
},
|
|
||||||
{
|
|
||||||
mass: 0.1,
|
|
||||||
spin: [0.0, 0.0, 1.0],
|
|
||||||
geometry: makeCube([9, 9]),
|
|
||||||
orbit: {
|
|
||||||
excentricity: 0.3,
|
|
||||||
semimajorAxis: 5,
|
|
||||||
inclination: 1.0,
|
|
||||||
ascendingNodeLongitude: 0,
|
|
||||||
periapsisArgument: 0,
|
|
||||||
trueAnomaly: 0,
|
|
||||||
},
|
|
||||||
},
|
|
||||||
],
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
async function main() {
|
|
||||||
const canvas = document.querySelector('#game');
|
|
||||||
// adjust canvas aspect ratio to that of the screen
|
|
||||||
canvas.height = screen.height / screen.width * canvas.width;
|
|
||||||
const gl = canvas.getContext('webgl');
|
|
||||||
|
|
||||||
if (gl === null) {
|
|
||||||
console.error('webgl not available')
|
|
||||||
return;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
const context = {
|
|
||||||
gl,
|
|
||||||
projMatrix: se3.perspective(Math.PI / 3, canvas.clientWidth / canvas.clientHeight, 0.1, 100.0),
|
|
||||||
camera: {
|
|
||||||
position: [0.0, 0.0, 2.0],
|
|
||||||
orientation: [0.0, 0.0, 0.0],
|
|
||||||
velocity: [0, 0, 0],
|
|
||||||
},
|
|
||||||
keys: new Set(),
|
|
||||||
lightDirection: [-0.2, -0.5, 0.4],
|
|
||||||
skyColor: [0.10, 0.15, 0.2],
|
|
||||||
ambiantLight: 0.7,
|
|
||||||
blockSelectDistance: 8,
|
|
||||||
flying: true,
|
|
||||||
isOnGround: false,
|
|
||||||
gravity: -17,
|
|
||||||
jumpForce: 6.5,
|
|
||||||
// objects: makeObjects(gl),
|
|
||||||
universe: makeSolarSystem(gl),
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
context.glContext = await initWorldGl(gl);
|
|
||||||
context.orbitGlContext = getOrbitDrawContext(gl);
|
|
||||||
initUiListeners(canvas, context);
|
|
||||||
|
|
||||||
// setupParamPanel(context);
|
|
||||||
|
|
||||||
requestAnimationFrame(time => tick(time, context));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
window.onload = main;
|
|
409
skycraft/index.ts
Normal file
409
skycraft/index.ts
Normal file
@ -0,0 +1,409 @@
|
|||||||
|
import { makeFace } from '../geometry';
|
||||||
|
|
||||||
|
import * as linalg from './linalg';
|
||||||
|
import { loadObjModel } from './obj';
|
||||||
|
import * as se3 from '../se3';
|
||||||
|
import { computeOrbit, findSoi, getCartesianState, updateBodyPhysics } from './orbit';
|
||||||
|
import { getBodyGeometry } from './chunk';
|
||||||
|
import { draw, getOrbitDrawContext, initWorldGl } from './draw';
|
||||||
|
import * as quat from './quat';
|
||||||
|
|
||||||
|
const kEpoch = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
function closeToPlanet(context) {
|
||||||
|
const body = findSoi(context.universe, context.player.position);
|
||||||
|
const relativePos = linalg.diff(context.player.position, body.position);
|
||||||
|
|
||||||
|
return linalg.norm(relativePos) < 20;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
function getSolarSystem(seed: number) {
|
||||||
|
/// XXX: only returns 1 body for now
|
||||||
|
|
||||||
|
return {
|
||||||
|
name: 'Tat',
|
||||||
|
|
||||||
|
mass: 1000.0,
|
||||||
|
spin: [0, 0, 0.2],
|
||||||
|
|
||||||
|
geometry: getBodyGeometry(0),
|
||||||
|
glowColor: [0.5, 0.5, 0.46],
|
||||||
|
|
||||||
|
children: [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
name: 'Quicksilver',
|
||||||
|
seed: 1336,
|
||||||
|
|
||||||
|
mass: 0.1,
|
||||||
|
spin: [0.0, 0.0, 0.05],
|
||||||
|
|
||||||
|
geometry: makeCube([0, 4]),
|
||||||
|
|
||||||
|
orbit: {
|
||||||
|
excentricity: 0.0,
|
||||||
|
semimajorAxis: 200,
|
||||||
|
inclination: 0.8,
|
||||||
|
ascendingNodeLongitude: 0,
|
||||||
|
periapsisArgument: 0,
|
||||||
|
t0: 0,
|
||||||
|
},
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
name: 'Satourne',
|
||||||
|
seed: 1338,
|
||||||
|
|
||||||
|
mass: 0.1,
|
||||||
|
spin: [0.0, 0.5, 0.0],
|
||||||
|
|
||||||
|
geometry: makeCube([0, 5]),
|
||||||
|
|
||||||
|
orbit: {
|
||||||
|
excentricity: 0.0,
|
||||||
|
semimajorAxis: 900,
|
||||||
|
inclination: 0.0,
|
||||||
|
ascendingNodeLongitude: 0,
|
||||||
|
periapsisArgument: 0,
|
||||||
|
t0: 0,
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
children: [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
name: 'Kyoujin',
|
||||||
|
seed: 13381,
|
||||||
|
|
||||||
|
mass: 0.01,
|
||||||
|
spin: [0.0, 0.0, 0.05],
|
||||||
|
|
||||||
|
geometry: makeCube([0, 6]),
|
||||||
|
|
||||||
|
orbit: {
|
||||||
|
excentricity: 0.0,
|
||||||
|
semimajorAxis: 20,
|
||||||
|
inclination: Math.PI / 2,
|
||||||
|
ascendingNodeLongitude: 0,
|
||||||
|
periapsisArgument: 0,
|
||||||
|
t0: 0,
|
||||||
|
},
|
||||||
|
},
|
||||||
|
],
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
name: 'Tataooine',
|
||||||
|
seed: 1337,
|
||||||
|
|
||||||
|
mass: 50,
|
||||||
|
spin: [0.0, 0.0, 0.05],
|
||||||
|
|
||||||
|
geometry: getBodyGeometry(1337),
|
||||||
|
|
||||||
|
orbit: {
|
||||||
|
excentricity: 0.3,
|
||||||
|
semimajorAxis: 500,
|
||||||
|
inclination: 0.0,
|
||||||
|
ascendingNodeLongitude: 0,
|
||||||
|
periapsisArgument: 0,
|
||||||
|
t0: 0,
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
children: [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
name: 'Mun',
|
||||||
|
seed: 13371,
|
||||||
|
|
||||||
|
mass: 0.01,
|
||||||
|
spin: [0.0, 0.0, 0.05],
|
||||||
|
|
||||||
|
geometry: makeCube([0, 7]),
|
||||||
|
|
||||||
|
orbit: {
|
||||||
|
excentricity: 0.0,
|
||||||
|
semimajorAxis: 50,
|
||||||
|
inclination: Math.PI / 2,
|
||||||
|
ascendingNodeLongitude: 0,
|
||||||
|
periapsisArgument: 0,
|
||||||
|
t0: 0,
|
||||||
|
},
|
||||||
|
},
|
||||||
|
],
|
||||||
|
},
|
||||||
|
],
|
||||||
|
};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
function initUiListeners(canvas: HTMLCanvasElement, context) {
|
||||||
|
const canvasClickHandler = () => {
|
||||||
|
canvas.requestPointerLock();
|
||||||
|
canvas.onclick = null;
|
||||||
|
// const clickListener = e => {
|
||||||
|
// switch(e.button) {
|
||||||
|
// case 0: // left click
|
||||||
|
// destroySelectedBlock(context);
|
||||||
|
// break;
|
||||||
|
// case 2: // right click
|
||||||
|
// makeDirBlock(context);
|
||||||
|
// break;
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
// };
|
||||||
|
const clickListener = e => {};
|
||||||
|
const keyListener = e => {
|
||||||
|
if (e.type === 'keydown') {
|
||||||
|
if (e.repeat) return;
|
||||||
|
context.keys.add(e.code);
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (e.code) {
|
||||||
|
case 'KeyF':
|
||||||
|
context.flying = !context.flying;
|
||||||
|
context.player.velocity = [0, 0, 0];
|
||||||
|
delete context.orbit;
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
case 'KeyL':
|
||||||
|
if (closeToPlanet(context)) {
|
||||||
|
context.landing = True;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
case 'Space':
|
||||||
|
if (!context.flying) {
|
||||||
|
if (context.jumpAmount > 0) {
|
||||||
|
const amount = context.jumpForce;
|
||||||
|
context.player.velocity[1] = amount;
|
||||||
|
context.jumpAmount -= 1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
context.keys.delete(e.code);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
const moveListener = e => {
|
||||||
|
// context.camera.orientation[0] -= e.movementY / 500;
|
||||||
|
// context.camera.orientation[1] -= e.movementX / 500;
|
||||||
|
context.camera.tf =[
|
||||||
|
context.camera.tf,
|
||||||
|
se3.roty(-e.movementX / 500),
|
||||||
|
se3.rotx(-e.movementY / 500),
|
||||||
|
].reduce(se3.product);
|
||||||
|
};
|
||||||
|
const changeListener = () => {
|
||||||
|
if (document.pointerLockElement === canvas) {
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
document.removeEventListener('pointerdown', clickListener);
|
||||||
|
document.removeEventListener('pointerlockchange', changeListener);
|
||||||
|
document.removeEventListener('pointermove', moveListener);
|
||||||
|
document.removeEventListener('keydown', keyListener);
|
||||||
|
document.removeEventListener('keyup', keyListener);
|
||||||
|
canvas.onclick = canvasClickHandler;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
document.addEventListener('pointerdown', clickListener);
|
||||||
|
document.addEventListener('pointerlockchange', changeListener);
|
||||||
|
document.addEventListener('pointermove', moveListener);
|
||||||
|
document.addEventListener('keydown', keyListener);
|
||||||
|
document.addEventListener('keyup', keyListener);
|
||||||
|
};
|
||||||
|
canvas.onclick = canvasClickHandler;
|
||||||
|
document.addEventListener('keydown', e => {
|
||||||
|
if (e.repeat) return;
|
||||||
|
switch (e.code) {
|
||||||
|
case 'F11':
|
||||||
|
canvas.requestFullscreen();
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
});
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
function handleInput(context) {
|
||||||
|
const move = (forward: number, right: number) => {
|
||||||
|
if (context.keys.has('ShiftLeft')) {
|
||||||
|
forward *= 10;
|
||||||
|
right *= 10;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
const tf = se3.product(
|
||||||
|
se3.orientationOnly(context.player.tf),
|
||||||
|
context.camera.tf,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
const dir = [right, 0, -forward, 10];
|
||||||
|
if (context.flying) {
|
||||||
|
context.player.tf = [
|
||||||
|
context.player.tf,
|
||||||
|
se3.translation(...dir),
|
||||||
|
].reduce(se3.product);
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
const vel = context.player.velocity;
|
||||||
|
const dv = linalg.scale(se3.apply(tf, dir), 1/dir[3]);
|
||||||
|
context.player.velocity = linalg.add(vel, dv);
|
||||||
|
delete context.orbit;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
context.keys.forEach(key => {
|
||||||
|
switch (key) {
|
||||||
|
case 'KeyW':
|
||||||
|
move(0.5, 0.0);
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
case 'KeyA':
|
||||||
|
move(0.0, -0.5);
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
case 'KeyS':
|
||||||
|
move(-0.5, 0.0);
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
case 'KeyD':
|
||||||
|
move(0.0, 0.5);
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
case 'KeyR':
|
||||||
|
context.timeOffset += 1;
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
});
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
function slerp(current: linalg.Mat4, target: linalg.Mat4, maxVelocity: number) : linalg.Mat4 {
|
||||||
|
const q0 = quat.mat2Quat(current);
|
||||||
|
const q1 = quat.mat2Quat(target);
|
||||||
|
|
||||||
|
const dq = quat.diff(q1, q0);
|
||||||
|
const maxt = maxVelocity / quat.norm(dq);
|
||||||
|
|
||||||
|
const q = quat.normalize(quat.add(q0, quat.scale(dq, Math.min(1, maxt))));
|
||||||
|
return quat.quat2Mat(q);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
function updatePhysics(time: number, context) {
|
||||||
|
const {player} = context;
|
||||||
|
const dt = time - (context.lastTime || 0);
|
||||||
|
context.lastTime = time;
|
||||||
|
|
||||||
|
player.position = se3.apply(player.tf, [0, 0, 0, 1]);
|
||||||
|
|
||||||
|
updateBodyPhysics(time, context.universe);
|
||||||
|
|
||||||
|
const dr = slerp(se3.identity(), context.camera.tf, 0.007);
|
||||||
|
player.tf = se3.product(player.tf, dr);
|
||||||
|
context.camera.tf = se3.product(context.camera.tf, se3.inverse(dr));
|
||||||
|
|
||||||
|
if (!context.flying) {
|
||||||
|
if (context.orbit === undefined) {
|
||||||
|
const newPos = linalg.add(player.position, linalg.scale(player.velocity, dt));
|
||||||
|
const dx = linalg.diff(newPos, player.position);
|
||||||
|
player.tf = se3.product(se3.translation(...dx), player.tf);
|
||||||
|
|
||||||
|
const body = findSoi(context.universe, context.player.position);
|
||||||
|
context.orbit = computeOrbit(player, body, time);
|
||||||
|
console.log(`orbiting ${body.name}, excentricity: ${context.orbit.excentricity}`);
|
||||||
|
context.orbitBody = body;
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
const {position: orbitPos, velocity: orbitVel} = getCartesianState(
|
||||||
|
context.orbit, context.orbitBody.mass, time);
|
||||||
|
if (orbitPos === undefined) {
|
||||||
|
const newPos = linalg.add(player.position, linalg.scale(player.velocity, dt));
|
||||||
|
const dx = linalg.diff(newPos, player.position);
|
||||||
|
player.tf = se3.product(se3.translation(...dx), player.tf);
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
const position = linalg.add(orbitPos, context.orbitBody.position);
|
||||||
|
const velocity = linalg.add(orbitVel, context.orbitBody.velocity);
|
||||||
|
player.velocity = velocity;
|
||||||
|
const dx = linalg.diff(position, player.position);
|
||||||
|
player.tf = se3.product(se3.translation(...dx), player.tf);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
function updateGeometry(context, timeout_ms = 10) {
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
function tick(time: number, context) {
|
||||||
|
handleInput(context);
|
||||||
|
const simTime = time * 0.001 + context.timeOffset;
|
||||||
|
updatePhysics(simTime, context);
|
||||||
|
|
||||||
|
// world generation / geometry update
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// frame time is typically 16.7ms, so this may lag a bit
|
||||||
|
let timeLeft = 10;
|
||||||
|
const start = performance.now();
|
||||||
|
updateGeometry(context, timeLeft);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
draw(context);
|
||||||
|
|
||||||
|
const dt = (time - context.lastFrameTime) * 0.001;
|
||||||
|
context.lastFrameTime = time;
|
||||||
|
|
||||||
|
document.querySelector('#fps')!.textContent = `${1.0 / dt} fps`;
|
||||||
|
|
||||||
|
requestAnimationFrame(time => tick(time, context));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
function makeCube(texture) {
|
||||||
|
return [
|
||||||
|
makeFace('-x', texture, [-0.5, 0, 0]),
|
||||||
|
makeFace('+x', texture, [+0.5, 0, 0]),
|
||||||
|
makeFace('-y', texture, [0, -0.5, 0]),
|
||||||
|
makeFace('+y', texture, [0, +0.5, 0]),
|
||||||
|
makeFace('-z', texture, [0, 0, -0.5]),
|
||||||
|
makeFace('+z', texture, [0, 0, +0.5]),
|
||||||
|
];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
async function main() {
|
||||||
|
const canvas = document.querySelector('#game')! as HTMLCanvasElement;
|
||||||
|
// adjust canvas aspect ratio to that of the screen
|
||||||
|
canvas.height = screen.height / screen.width * canvas.width;
|
||||||
|
const gl = canvas.getContext('webgl');
|
||||||
|
|
||||||
|
if (gl === null) {
|
||||||
|
console.error('webgl not available')
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// TODO
|
||||||
|
// [ ] loading bar
|
||||||
|
// [x] spaceship
|
||||||
|
// [ ] landing
|
||||||
|
// [ ] huge planets
|
||||||
|
// [x] lighting
|
||||||
|
// [x] better lighting
|
||||||
|
// [ ] betterer lighting
|
||||||
|
// [x] optimize geometry generation
|
||||||
|
|
||||||
|
const modelPromise = loadObjModel('spaceship.obj');
|
||||||
|
|
||||||
|
const context = {
|
||||||
|
gl,
|
||||||
|
projMatrix: se3.perspective(Math.PI / 3, canvas.clientWidth / canvas.clientHeight, 0.1, 10000.0),
|
||||||
|
player: {
|
||||||
|
tf: se3.translation(0.0, 0.0, 80.0),
|
||||||
|
position: [0.0, 0.0, 80.0],
|
||||||
|
velocity: [0, 0, 0],
|
||||||
|
},
|
||||||
|
camera: {
|
||||||
|
orientation: [0, 0, 0],
|
||||||
|
tf: se3.identity(),
|
||||||
|
},
|
||||||
|
keys: new Set(),
|
||||||
|
lightDirection: [-0.2, -0.5, 0.4],
|
||||||
|
skyColor: [0.10, 0.15, 0.2],
|
||||||
|
ambiantLight: 0.4,
|
||||||
|
blockSelectDistance: 8,
|
||||||
|
flying: true,
|
||||||
|
isOnGround: false,
|
||||||
|
gravity: -17,
|
||||||
|
jumpForce: 6.5,
|
||||||
|
universe: getSolarSystem(0),
|
||||||
|
timeOffset: 0,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
context.glContext = await initWorldGl(gl);
|
||||||
|
context.orbitGlContext = getOrbitDrawContext(gl);
|
||||||
|
initUiListeners(canvas, context);
|
||||||
|
|
||||||
|
const starshipGeom = await modelPromise;
|
||||||
|
console.log(`loaded ${starshipGeom.length} triangles`);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.spaceship = starshipGeom;
|
||||||
|
|
||||||
|
requestAnimationFrame(time => tick(time, context));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
window.onload = main;
|
41
skycraft/linalg.ts
Normal file
41
skycraft/linalg.ts
Normal file
@ -0,0 +1,41 @@
|
|||||||
|
export type Vec3 = [number, number, number];
|
||||||
|
export type Mat4 = number[];
|
||||||
|
|
||||||
|
export function cross(a: Vec3, b: Vec3) : Vec3 {
|
||||||
|
return [
|
||||||
|
a[1] * b[2] - a[2] * b[1],
|
||||||
|
a[2] * b[0] - a[0] * b[2],
|
||||||
|
a[0] * b[1] - a[1] * b[0],
|
||||||
|
];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
export function diff(a: Vec3, b: Vec3) : Vec3 {
|
||||||
|
return [
|
||||||
|
a[0] - b[0],
|
||||||
|
a[1] - b[1],
|
||||||
|
a[2] - b[2],
|
||||||
|
];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
export function add(a: Vec3, b: Vec3) : Vec3 {
|
||||||
|
return [
|
||||||
|
a[0] + b[0],
|
||||||
|
a[1] + b[1],
|
||||||
|
a[2] + b[2],
|
||||||
|
];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
export function norm(a: Vec3) : number {
|
||||||
|
return Math.sqrt(a[0] ** 2 + a[1] ** 2 + a[2] ** 2);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
export function dot(a: Vec3, b: Vec3) : number {
|
||||||
|
return a[0] * b[0] + a[1] * b[1] + a[2] * b[2];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
export function scale(a: Vec3, s: number) : Vec3 {
|
||||||
|
return [
|
||||||
|
a[0] * s,
|
||||||
|
a[1] * s,
|
||||||
|
a[2] * s,
|
||||||
|
];
|
||||||
|
}
|
74
skycraft/obj.ts
Normal file
74
skycraft/obj.ts
Normal file
@ -0,0 +1,74 @@
|
|||||||
|
function parseObjLine(line: string, obj: any) {
|
||||||
|
line = line.trim();
|
||||||
|
if (line[0] === '#' || line.length < 1) {
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
const elements = line.split(/\s+/);
|
||||||
|
obj[elements[0]].push(elements.slice(1));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
function getFaces(obj: any) {
|
||||||
|
return obj.f.map(f => {
|
||||||
|
const face = {
|
||||||
|
'vertices': [],
|
||||||
|
'normals': [],
|
||||||
|
'textures': [],
|
||||||
|
};
|
||||||
|
if (f.length === 4) { // add duplicate vertices to make triangles
|
||||||
|
f.splice(3, 0, f[0]);
|
||||||
|
f.splice(4, 0, f[2]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
f.forEach(v => {
|
||||||
|
const [vidx, vtidx, vnidx] = v.split('/');
|
||||||
|
face.vertices.push((obj.v[vidx - 1] || []).map(Number));
|
||||||
|
face.normals.push((obj.vn[vnidx - 1] || []).map(Number));
|
||||||
|
//face.textures.push((obj.vt[vtidx] || []).map(Number));
|
||||||
|
face.textures.push([0, 0]);
|
||||||
|
});
|
||||||
|
return face;
|
||||||
|
});
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
export async function loadObjModel(url: string) {
|
||||||
|
const stlDataStream = (await fetch(url)).body;
|
||||||
|
if (stlDataStream === null) {
|
||||||
|
return Promise.reject(new Error(`Could not fetch ${url}`));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
const obj = new Proxy({}, {
|
||||||
|
get: (target, name) =>{
|
||||||
|
if (!(name in target)) {
|
||||||
|
target[name] = [];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return target[name];
|
||||||
|
},
|
||||||
|
});
|
||||||
|
|
||||||
|
return new Promise((resolve, reject) => {
|
||||||
|
let partialLine = "";
|
||||||
|
const reader = stlDataStream.getReader();
|
||||||
|
const decoder = new TextDecoder();
|
||||||
|
|
||||||
|
function pump() {
|
||||||
|
reader.read().then(({ done, value }) => {
|
||||||
|
if (done) {
|
||||||
|
parseObjLine(partialLine, obj);
|
||||||
|
return resolve(getFaces(obj));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
const textInput = decoder.decode(value);
|
||||||
|
const lines = textInput.split('\n');
|
||||||
|
|
||||||
|
if (lines.length > 1) {
|
||||||
|
parseObjLine(partialLine + lines[0], obj);
|
||||||
|
partialLine = "";
|
||||||
|
lines.slice(0, -1).forEach(line => {
|
||||||
|
parseObjLine(line, obj);
|
||||||
|
});
|
||||||
|
}
|
||||||
|
partialLine = partialLine + lines.at(-1);
|
||||||
|
pump();
|
||||||
|
});
|
||||||
|
}
|
||||||
|
pump();
|
||||||
|
});
|
||||||
|
}
|
280
skycraft/orbit.ts
Normal file
280
skycraft/orbit.ts
Normal file
@ -0,0 +1,280 @@
|
|||||||
|
import * as se3 from '../se3';
|
||||||
|
import * as linalg from './linalg';
|
||||||
|
import {Vec3} from './linalg';
|
||||||
|
|
||||||
|
interface Orbit {
|
||||||
|
excentricity: number,
|
||||||
|
semimajorAxis: number,
|
||||||
|
inclination: number,
|
||||||
|
ascendingNodeLongitude: number,
|
||||||
|
periapsisArgument: number,
|
||||||
|
t0: number,
|
||||||
|
|
||||||
|
lastE: number | undefined,
|
||||||
|
tf: number[] | undefined,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
interface Body {
|
||||||
|
position: Vec3,
|
||||||
|
velocity: Vec3,
|
||||||
|
orientation: Vec3,
|
||||||
|
children: Body[],
|
||||||
|
mass: number,
|
||||||
|
orbit: Orbit,
|
||||||
|
spin: Vec3,
|
||||||
|
name: string,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
export function updateBodyPhysics(time: number, body: Body, parentBody : Body | undefined = undefined) {
|
||||||
|
if (parentBody !== undefined) {
|
||||||
|
const mu = parentBody.mass;
|
||||||
|
const {position, velocity} = getCartesianState(body.orbit, mu, time);
|
||||||
|
body.position = [
|
||||||
|
parentBody.position[0] + position[0],
|
||||||
|
parentBody.position[1] + position[1],
|
||||||
|
parentBody.position[2] + position[2],
|
||||||
|
];
|
||||||
|
body.velocity = [
|
||||||
|
parentBody.velocity[0] + velocity[0],
|
||||||
|
parentBody.velocity[1] + velocity[1],
|
||||||
|
parentBody.velocity[2] + velocity[2],
|
||||||
|
];
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
body.position = [0, 0, 0];
|
||||||
|
body.velocity = [0, 0, 0];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
body.orientation = getOrientation(body, time);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (body.children !== undefined) {
|
||||||
|
for (const child of body.children) {
|
||||||
|
updateBodyPhysics(time, child, body);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
export function findSoi(rootBody: Body, position: number[]) : Body {
|
||||||
|
const bodies = [rootBody];
|
||||||
|
let body : Body;
|
||||||
|
while (bodies.length > 0) {
|
||||||
|
body = bodies.shift()!;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (body.children === undefined) {
|
||||||
|
return body;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (const child of body.children) {
|
||||||
|
const soi = child.orbit.semimajorAxis * Math.pow(child.mass / body.mass, 2/5);
|
||||||
|
const pos = position;
|
||||||
|
const bod = child.position;
|
||||||
|
const dr = [pos[0] - bod[0], pos[1] - bod[1], pos[2] - bod[2]];
|
||||||
|
if (dr[0]**2 + dr[1]**2 + dr[2]**2 < soi**2) {
|
||||||
|
bodies.push(child);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return body!;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
export function computeOrbit(player: any, body: Body, time: number) {
|
||||||
|
const {cross, diff, norm, dot, scale} = linalg;
|
||||||
|
const rvec = diff(player.position, body.position);
|
||||||
|
const r = norm(rvec);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (norm(player.velocity) < 1e-6) {
|
||||||
|
// cheating
|
||||||
|
console.log('cheating');
|
||||||
|
player.velocity = scale(cross([1, 1, 1], rvec), 0.01/(r**2));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
const vvec = diff(player.velocity, body.velocity);
|
||||||
|
const v = norm(vvec);
|
||||||
|
const Hvec = cross(rvec, vvec);
|
||||||
|
const H = norm(Hvec);
|
||||||
|
|
||||||
|
const mu = body.mass;
|
||||||
|
const p = H**2 / mu;
|
||||||
|
const resinnu = Math.sqrt(p/mu) * dot(vvec, rvec)
|
||||||
|
const recosnu = p - r;
|
||||||
|
|
||||||
|
const e = Math.sqrt(resinnu**2 + recosnu**2) / r;
|
||||||
|
|
||||||
|
// should also work for hyperbolic orbits
|
||||||
|
const a = p/(1-e**2);
|
||||||
|
|
||||||
|
const x = scale(rvec, 1/r);
|
||||||
|
const yy = cross(Hvec, rvec);
|
||||||
|
const y = scale(yy, 1/norm(yy));
|
||||||
|
const z = scale(Hvec, 1/H);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Om i and w can be skipped when we just give tf...
|
||||||
|
let Om = Math.atan2(Hvec[0], -Hvec[1]);
|
||||||
|
if (Hvec[0] === 0 && Hvec[1] === 0) {
|
||||||
|
Om = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
let i = Math.atan2(Math.sqrt(Hvec[0]**2 + Hvec[1]**2), Hvec[2]);
|
||||||
|
if (i * Math.sign((Hvec[0] || 1) * Math.sin(Om)) < 0) {
|
||||||
|
i *= -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
const nu = Math.atan2(resinnu, recosnu);
|
||||||
|
|
||||||
|
let w = Math.atan2(rvec[2] / r / Math.sin(i), y[2] / Math.sin(i)) || 0 - nu;
|
||||||
|
|
||||||
|
let t0;
|
||||||
|
let E;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (a < 0) {
|
||||||
|
E = 2 * Math.atanh(Math.sqrt((e-1)/(e+1)) * Math.tan(nu/2));
|
||||||
|
const n = Math.sqrt(-mu / (a**3));
|
||||||
|
t0 = time - (e*Math.sinh(E) - E) / n;
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
E = 2 * Math.atan(Math.sqrt((1-e)/(1+e)) * Math.tan(nu/2));
|
||||||
|
const n = Math.sqrt(mu / (a**3));
|
||||||
|
t0 = time - (1/n)*(E - e*Math.sin(E));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// column-major... see se3.js
|
||||||
|
const tf = se3.product([
|
||||||
|
x[0], x[1], x[2], 0,
|
||||||
|
y[0], y[1], y[2], 0,
|
||||||
|
z[0], z[1], z[2], 0,
|
||||||
|
0, 0, 0, 1,
|
||||||
|
], se3.rotz(-nu));
|
||||||
|
|
||||||
|
const orbit = {
|
||||||
|
excentricity: e,
|
||||||
|
semimajorAxis: a,
|
||||||
|
inclination: i,
|
||||||
|
ascendingNodeLongitude: Om,
|
||||||
|
periapsisArgument: w,
|
||||||
|
t0,
|
||||||
|
tf,
|
||||||
|
lastE: E,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
return orbit;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Let's be honest I should clean this up.
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* This is the part that solves Kepler's equation using Newton's method.
|
||||||
|
* For circular-ish orbits, one or two iterations are usually enough.
|
||||||
|
* More excentric orbits can take more (6 or 7?).
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* For near-parabolic orbits (and some others?) it often fails to converge...
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
export function getCartesianState(orbit: Orbit, mu: number, time: number) {
|
||||||
|
const {
|
||||||
|
excentricity: e,
|
||||||
|
semimajorAxis: a,
|
||||||
|
inclination: i,
|
||||||
|
ascendingNodeLongitude: Om,
|
||||||
|
periapsisArgument: w,
|
||||||
|
t0,
|
||||||
|
} = orbit;
|
||||||
|
let n = Math.sqrt(mu/(a**3));
|
||||||
|
if (a < 0) {
|
||||||
|
n = Math.sqrt(mu/-(a**3)); // mean motion
|
||||||
|
}
|
||||||
|
const M = n * (time - t0); // mean anomaly
|
||||||
|
|
||||||
|
// Newton's method
|
||||||
|
var E2 = 0;
|
||||||
|
var E = M;
|
||||||
|
let iterations = 0;
|
||||||
|
// a clever guess? https://link.springer.com/article/10.1023/A:1008200607490
|
||||||
|
// doesn't work at all.
|
||||||
|
|
||||||
|
while (Math.abs(E - E2) > 1e-10) {
|
||||||
|
if (e < 0.001) {
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
E = E2;
|
||||||
|
if (e < 1) {
|
||||||
|
E2 = E - (E - e * Math.sin(E) - M) / (1 - e * Math.cos(E));
|
||||||
|
} else if (e > 1) {
|
||||||
|
E2 = E - (-E + e * Math.sinh(E) - M) / (e * Math.cosh(E) - 1);
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
E2 = E - (E + E*E*E/3 - M) / (1 + E*E);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
iterations++;
|
||||||
|
if (iterations > 100) {
|
||||||
|
console.log('numerical instability');
|
||||||
|
return {};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
orbit.lastE = E;
|
||||||
|
let nu;
|
||||||
|
if (e > 1) {
|
||||||
|
nu = 2 * Math.atan(Math.sqrt((e+1) / (e-1)) * Math.tanh(E/2));
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
nu = 2 * Math.atan(Math.sqrt((1+e) / (1-e)) * Math.tan(E/2));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
const p = a * (1 - e**2);
|
||||||
|
const r = p / (1 + e * Math.cos(nu));// * ((a < 0) ? -1 : 1);
|
||||||
|
const rd = e * Math.sqrt(mu / p) * Math.sin(nu);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (orbit.tf === undefined) {
|
||||||
|
// FIXME: this is actually borken. :/
|
||||||
|
orbit.tf = [se3.rotz(Om), se3.rotx(i), se3.rotz(w)].reduce(se3.product);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
const tf = se3.product(orbit.tf, se3.rotz(nu));
|
||||||
|
const pos = se3.apply(tf, [r, 0, 0, 1]);
|
||||||
|
const vel = se3.apply(tf, [rd, Math.sqrt(p * mu) / r, 0, 1]);
|
||||||
|
|
||||||
|
return {
|
||||||
|
position: pos.slice(0, 3),
|
||||||
|
velocity: vel.slice(0, 3),
|
||||||
|
};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
function getOrientation(body: Body, time: number) {
|
||||||
|
return se3.rotxyz(
|
||||||
|
body.spin[0] * time,
|
||||||
|
body.spin[1] * time,
|
||||||
|
body.spin[2] * time,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
export function makeOrbitObject(gl: WebGLRenderingContext, glContext: any, orbit: Orbit, parentPosition: number[]) {
|
||||||
|
const position = parentPosition;
|
||||||
|
|
||||||
|
// FIXME: currently borken.
|
||||||
|
// const orientation = [
|
||||||
|
// se3.rotz(orbit.ascendingNodeLongitude),
|
||||||
|
// se3.rotx(orbit.inclination),
|
||||||
|
// se3.rotz(orbit.periapsisArgument),
|
||||||
|
// ].reduce(se3.product);
|
||||||
|
const orientation = orbit.tf;
|
||||||
|
|
||||||
|
const buffer = gl.createBuffer();
|
||||||
|
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, buffer);
|
||||||
|
|
||||||
|
const a = orbit.semimajorAxis;
|
||||||
|
const b = a * Math.sqrt(1 - orbit.excentricity**2);
|
||||||
|
|
||||||
|
const x = - orbit.semimajorAxis * orbit.excentricity;
|
||||||
|
|
||||||
|
gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array([
|
||||||
|
x-a, -b, 0, -1, -1,
|
||||||
|
x-a, +b, 0, -1, +1,
|
||||||
|
x+a, -b, 0, +1, -1,
|
||||||
|
x+a, +b, 0, +1, +1,
|
||||||
|
]), gl.STATIC_DRAW);
|
||||||
|
|
||||||
|
const geometry = {
|
||||||
|
glBuffer: buffer,
|
||||||
|
numVertices: 4,
|
||||||
|
delete: () => gl.deleteBuffer(buffer),
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
return {
|
||||||
|
geometry,
|
||||||
|
orientation,
|
||||||
|
position,
|
||||||
|
glContext,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
}
|
@ -1,14 +1,14 @@
|
|||||||
{
|
{
|
||||||
"name": "skycraft",
|
"name": "skycraft",
|
||||||
"version": "1.0.0",
|
"version": "1.0.0",
|
||||||
"main": "index.js",
|
"main": "index.ts",
|
||||||
"license": "MIT",
|
"license": "MIT",
|
||||||
"dependencies": {
|
"dependencies": {
|
||||||
"esbuild": "^0.14.2"
|
"esbuild": "^0.14.2"
|
||||||
},
|
},
|
||||||
"scripts": {
|
"scripts": {
|
||||||
"watch": "esbuild --outfile=app.js index.js --bundle --sourcemap=inline --watch",
|
"watch": "esbuild --outfile=app.js index.ts --bundle --sourcemap=inline --watch",
|
||||||
"serve": "esbuild --outfile=app.js index.js --bundle --sourcemap=inline --servedir=.",
|
"serve": "esbuild --outfile=app.js index.ts --bundle --sourcemap=inline --servedir=.",
|
||||||
"build": "esbuild --outfile=app.js index.js --bundle --minify"
|
"build": "esbuild --outfile=app.js index.ts --bundle --minify"
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
124
skycraft/quat.ts
Normal file
124
skycraft/quat.ts
Normal file
@ -0,0 +1,124 @@
|
|||||||
|
import {Mat4} from './linalg';
|
||||||
|
import * as se3 from '../se3';
|
||||||
|
|
||||||
|
export interface Quat {
|
||||||
|
x: number,
|
||||||
|
y: number,
|
||||||
|
z: number,
|
||||||
|
w: number,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
export function mat2Quat(m: Mat4) : Quat {
|
||||||
|
const q : Quat = {};
|
||||||
|
|
||||||
|
if (m[0 * 4 + 0] + m[1 * 4 + 1] + m[2 * 4 + 2] > 0.0) {
|
||||||
|
const t = + m[0 * 4 + 0] + m[1 * 4 + 1] + m[2 * 4 + 2] + 1.0;
|
||||||
|
const s = 0.5 / Math.sqrt(t);
|
||||||
|
q.w = s * t;
|
||||||
|
q.z = (m[1 * 4 + 0] - m[0 * 4 + 1]) * s;
|
||||||
|
q.y = (m[0 * 4 + 2] - m[2 * 4 + 0]) * s;
|
||||||
|
q.x = (m[2 * 4 + 1] - m[1 * 4 + 2]) * s;
|
||||||
|
} else if (m[0 * 4 + 0] > m[1 * 4 + 1] && m[0 * 4 + 0] > m[2 * 4 + 2]) {
|
||||||
|
const t = + m[0 * 4 + 0] - m[1 * 4 + 1] - m[2 * 4 + 2] + 1.0;
|
||||||
|
const s = 0.5 / Math.sqrt(t);
|
||||||
|
q.x = s * t;
|
||||||
|
q.y = (m[1 * 4 + 0] + m[0 * 4 + 1]) * s;
|
||||||
|
q.z = (m[0 * 4 + 2] + m[2 * 4 + 0]) * s;
|
||||||
|
q.w = (m[2 * 4 + 1] - m[1 * 4 + 2]) * s;
|
||||||
|
} else if (m[1 * 4 + 1] > m[2 * 4 + 2]) {
|
||||||
|
const t = - m[0 * 4 + 0] + m[1 * 4 + 1] - m[2 * 4 + 2] + 1.0;
|
||||||
|
const s = 0.5 / Math.sqrt(t);
|
||||||
|
q.y = s * t;
|
||||||
|
q.x = (m[1 * 4 + 0] + m[0 * 4 + 1]) * s;
|
||||||
|
q.w = (m[0 * 4 + 2] - m[2 * 4 + 0]) * s;
|
||||||
|
q.z = (m[2 * 4 + 1] + m[1 * 4 + 2]) * s;
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
const t = - m[0 * 4 + 0] - m[1 * 4 + 1] + m[2 * 4 + 2] + 1.0;
|
||||||
|
const s = 0.5 / Math.sqrt(t);
|
||||||
|
q.z = s * t;
|
||||||
|
q.w = (m[1 * 4 + 0] - m[0 * 4 + 1]) * s;
|
||||||
|
q.x = (m[0 * 4 + 2] + m[2 * 4 + 0]) * s;
|
||||||
|
q.y = (m[2 * 4 + 1] + m[1 * 4 + 2]) * s;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return q;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
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|
export function quat2Mat(q: Quat): Mat4 {
|
||||||
|
const m: Mat4 = se3.identity();
|
||||||
|
|
||||||
|
const x2 = q.x + q.x;
|
||||||
|
const y2 = q.y + q.y;
|
||||||
|
const z2 = q.z + q.z;
|
||||||
|
{
|
||||||
|
const xx2 = q.x * x2;
|
||||||
|
const yy2 = q.y * y2;
|
||||||
|
const zz2 = q.z * z2;
|
||||||
|
m[0 * 4 + 0] = 1.0 - yy2 - zz2;
|
||||||
|
m[1 * 4 + 1] = 1.0 - xx2 - zz2;
|
||||||
|
m[2 * 4 + 2] = 1.0 - xx2 - yy2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
{
|
||||||
|
const yz2 = q.y * z2;
|
||||||
|
const wx2 = q.w * x2;
|
||||||
|
m[1 * 4 + 2] = yz2 - wx2;
|
||||||
|
m[2 * 4 + 1] = yz2 + wx2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
{
|
||||||
|
const xy2 = q.x * y2;
|
||||||
|
const wz2 = q.w * z2;
|
||||||
|
m[0 * 4 + 1] = xy2 - wz2;
|
||||||
|
m[1 * 4 + 0] = xy2 + wz2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
{
|
||||||
|
const xz2 = q.x * z2;
|
||||||
|
const wy2 = q.w * y2;
|
||||||
|
m[2 * 4 + 0] = xz2 - wy2;
|
||||||
|
m[0 * 4 + 2] = xz2 + wy2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return m;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
export function normalize(q: Quat) : Quat {
|
||||||
|
const n = norm(q);
|
||||||
|
if (n < 1e-10) {
|
||||||
|
return {x: 0, y: 0, z: 0, w: 1};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return {
|
||||||
|
x: q.x / n,
|
||||||
|
y: q.y / n,
|
||||||
|
z: q.z / n,
|
||||||
|
w: q.w / n,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
export function diff(q0: Quat, q1: Quat) {
|
||||||
|
return {
|
||||||
|
x: q0.x - q1.x,
|
||||||
|
y: q0.y - q1.y,
|
||||||
|
z: q0.z - q1.z,
|
||||||
|
w: q0.w - q1.w,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
export function norm(q: Quat) {
|
||||||
|
return Math.sqrt(q.x**2 + q.y**2 + q.z**2 + q.w**2);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
export function add(q0: Quat, q1: Quat) {
|
||||||
|
return {
|
||||||
|
x: q0.x + q1.x,
|
||||||
|
y: q0.y + q1.y,
|
||||||
|
z: q0.z + q1.z,
|
||||||
|
w: q0.w + q1.w,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
export function scale(q: Quat, a: number): Quat {
|
||||||
|
return {
|
||||||
|
x: a * q.x,
|
||||||
|
y: a * q.y,
|
||||||
|
z: a * q.z,
|
||||||
|
w: a * q.w,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
}
|
3743
skycraft/spaceship.obj
Normal file
3743
skycraft/spaceship.obj
Normal file
File diff suppressed because it is too large
Load Diff
BIN
skycraft/spaceship.stl
Normal file
BIN
skycraft/spaceship.stl
Normal file
Binary file not shown.
76
skycraft/stl.ts
Normal file
76
skycraft/stl.ts
Normal file
@ -0,0 +1,76 @@
|
|||||||
|
import * as linalg from './linalg';
|
||||||
|
|
||||||
|
function parseTriangle(triangleData) {
|
||||||
|
const dv = new DataView(triangleData.buffer);
|
||||||
|
function data(idx) {
|
||||||
|
const offset = 4 * idx;
|
||||||
|
return dv.getFloat32(offset, /*littleEndian=*/true);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
const attributeByteCount = dv.getUint16(48, /*littleEndian=*/true);
|
||||||
|
console.assert(attributeByteCount === 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
const x = [data(3), data(4), data(5)];
|
||||||
|
const y = [data(6), data(7), data(8)];
|
||||||
|
const z = [data(9), data(10), data(11)];
|
||||||
|
const n = linalg.cross(linalg.diff(y, x), linalg.diff(z, y));
|
||||||
|
|
||||||
|
return {
|
||||||
|
vertices: [x, y, z],
|
||||||
|
normals: new Array(3).fill(linalg.scale(n, 1 / linalg.norm(n))),
|
||||||
|
textures: new Array(3).fill([0, 0]),
|
||||||
|
}; // no normals, default texture
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
export async function loadStlModel(url) {
|
||||||
|
const stlDataStream = (await fetch(url)).body;
|
||||||
|
const triangles = [];
|
||||||
|
|
||||||
|
return new Promise((resolve, reject) => {
|
||||||
|
let bytesReceived = 0;
|
||||||
|
let gotHeader = false;
|
||||||
|
const partial = new Uint8Array(50); // each triangle is 50 bytes
|
||||||
|
let partialOffset = 0;
|
||||||
|
const reader = stlDataStream.getReader();
|
||||||
|
|
||||||
|
function pump() {
|
||||||
|
reader.read().then(({ done, value }) => {
|
||||||
|
if (done) {
|
||||||
|
return resolve(triangles);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
const skipped = bytesReceived;
|
||||||
|
bytesReceived += value.length;
|
||||||
|
let inputOffset = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (!gotHeader) {
|
||||||
|
if (bytesReceived < 84) { // header + triangle count
|
||||||
|
return pump();
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
gotHeader = true;
|
||||||
|
inputOffset = 84 - skipped;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// parse triangle data
|
||||||
|
while (true) {
|
||||||
|
const spaceLeft = 50 - partialOffset;
|
||||||
|
console.assert(spaceLeft > 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
const leftToCopy = value.length - inputOffset;
|
||||||
|
const toCopy = value.subarray(inputOffset, inputOffset + Math.min(leftToCopy, spaceLeft));
|
||||||
|
partial.set(toCopy, partialOffset);
|
||||||
|
if (leftToCopy < spaceLeft) {
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// parse a triangle!
|
||||||
|
triangles.push(parseTriangle(partial));
|
||||||
|
partialOffset = 0;
|
||||||
|
inputOffset += toCopy.length;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
pump();
|
||||||
|
});
|
||||||
|
}
|
||||||
|
pump();
|
||||||
|
});
|
||||||
|
}
|
15
skycraft/tsconfig.json
Normal file
15
skycraft/tsconfig.json
Normal file
@ -0,0 +1,15 @@
|
|||||||
|
{
|
||||||
|
"compilerOptions": {
|
||||||
|
"target": "es6",
|
||||||
|
"module": "commonjs",
|
||||||
|
"lib": ["es2022", "dom"],
|
||||||
|
"declaration": true,
|
||||||
|
"outDir": "dist",
|
||||||
|
"strict": true,
|
||||||
|
"esModuleInterop": true
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"exclude": [
|
||||||
|
"node_modules",
|
||||||
|
"dist"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
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