DEADSOFTWARE

optimized horizontal and vertical traces
[d2df-sdl.git] / src / game / g_grid.pas
index 3ff9230a3e1c27414a28fd4867ab6df0280bd759..354c3c16cccd6d92bdadfef3c7e753dc5c280bc0 100644 (file)
@@ -87,6 +87,10 @@ type
     mProxyCount: Integer; // currently used
     mProxyMaxCount: Integer;
 
+  private
+    // optimized horizontal tracer
+    //function traceRayHOpt (out ex, ey: Integer; const ax0, ay0, ax1, ay1, x0, len, dx: Integer; cb: TGridRayQueryCB; tagmask: Integer): ITP;
+
   public
     dbgShowTraceLog: Boolean;
     {$IF DEFINED(D2F_DEBUG)}
@@ -146,10 +150,14 @@ type
     //         you can set enabled/disabled flag, tho (but iterator can still return objects disabled inside it)
     // cb with `(nil)` will be called before processing new tile
     // no callback: return object of the nearest hit or nil
+    // if `inverted` is true, trace will register bodies *exluding* tagmask
     //WARNING: don't change tags in callbacks here!
     function traceRay (const x0, y0, x1, y1: Integer; cb: TGridRayQueryCB; tagmask: Integer=-1): ITP; overload;
     function traceRay (out ex, ey: Integer; const ax0, ay0, ax1, ay1: Integer; cb: TGridRayQueryCB; tagmask: Integer=-1): ITP;
 
+    //function traceRayWhileIn (const x0, y0, x1, y1: Integer; tagmask: Integer=-1): ITP; overload;
+    //function traceRayWhileIn (out ex, ey: Integer; const ax0, ay0, ax1, ay1: Integer; tagmask: Integer=-1): ITP;
+
     //WARNING: don't modify grid while any query is in progress (no checks are made!)
     //         you can set enabled/disabled flag, tho (but iterator can still return objects disabled inside it)
     // trace line along the grid, calling `cb` for all objects in passed cells, in no particular order
@@ -1278,6 +1286,9 @@ var
   lq: LongWord;
   f, ptag, distSq: Integer;
   x0, y0, x1, y1: Integer;
+  // horizontal walker
+  wklen, wkstep: Integer;
+  hopt: Boolean;
 begin
   result := Default(ITP);
   lastObj := Default(ITP);
@@ -1291,23 +1302,7 @@ begin
     result := forEachAtPoint(ax0, ay0, nil, tagmask, @ptag);
     if (result <> nil) then
     begin
-      if assigned(cb) then
-      begin
-        if cb(result, ptag, ax0, ay0, ax0, ay0) then
-        begin
-          ex := ax0;
-          ey := ay0;
-        end
-        else
-        begin
-          result := nil;
-        end;
-      end
-      else
-      begin
-        ex := ax0;
-        ey := ay0;
-      end;
+      if assigned(cb) and not cb(result, ptag, ax0, ay0, ax0, ay0) then result := Default(ITP);
     end;
     exit;
   end;
@@ -1503,10 +1498,6 @@ begin
   //if assigned(dbgRayTraceTileHitCB) then e_WriteLog('1:TRACING!', MSG_NOTIFY);
   {$ENDIF}
 
-  {$IF DEFINED(D2F_DEBUG_RAYTRACE)}
-  if assigned(dbgRayTraceTileHitCB) then dbgRayTraceTileHitCB((xptr^ div tsize*tsize)+minx, (yptr^ div tsize*tsize)+miny);
-  {$ENDIF}
-
   //if (dbgShowTraceLog) then e_WriteLog(Format('raycast start: (%d,%d)-(%d,%d); xptr^=%d; yptr^=%d', [ax0, ay0, ax1, ay1, xptr^, yptr^]), MSG_NOTIFY);
 
   // increase query counter
@@ -1519,8 +1510,228 @@ begin
   end;
   lq := mLastQuery;
 
+  // if this is strict horizontal trace, use optimized codepath
+  if (ax0 = ax1) or (ay0 = ay1) then
+  begin
+    // horizontal trace: walk the whole tiles, calculating mindist once for each proxy in cell
+    //   stx < 0: going left, otherwise `stx` is > 0, and we're going right
+    // vertical trace: walk the whole tiles, calculating mindist once for each proxy in cell
+    // stx < 0: going up, otherwise `stx` is > 0, and we're going down
+    hopt := (ay0 = ay1); // horizontal?
+    if (stx < 0) then wklen := -(term-xd) else wklen := term-xd;
+    {$IF DEFINED(D2F_DEBUG)}
+    if dbgShowTraceLog then e_LogWritefln('optimized htrace; wklen=%d', [wklen]);
+    {$ENDIF}
+    ga := (yptr^ div tsize)*gw+(xptr^ div tsize);
+    // one of those will never change
+    x := xptr^+minx;
+    y := yptr^+miny;
+    {$IF DEFINED(D2F_DEBUG)}
+    if hopt then
+    begin
+      if (y <> ay0) then raise Exception.Create('htrace fatal internal error');
+    end
+    else
+    begin
+      if (x <> ax0) then raise Exception.Create('vtrace fatal internal error');
+    end;
+    {$ENDIF}
+    while (wklen > 0) do
+    begin
+      {$IF DEFINED(D2F_DEBUG)}
+      if dbgShowTraceLog then e_LogWritefln('  htrace; ga=%d; x=%d, y=%d; y=%d; y=%d', [ga, xptr^+minx, yptr^+miny, y, ay0]);
+      {$ENDIF}
+      // new tile?
+      if (ga <> lastGA) then
+      begin
+        lastGA := ga;
+        ccidx := mGrid[lastGA];
+        // convert coords to map (to avoid ajdusting coords inside the loop)
+        if hopt then x := xptr^+minx else y := yptr^+miny;
+        while (ccidx <> -1) do
+        begin
+          cc := @mCells[ccidx];
+          for f := 0 to GridCellBucketSize-1 do
+          begin
+            if (cc.bodies[f] = -1) then break;
+            px := @mProxies[cc.bodies[f]];
+            ptag := px.mTag;
+            if ((ptag and TagDisabled) = 0) and ((ptag and tagmask) <> 0) and (px.mQueryMark <> lq) and
+               // constant coord should be inside
+               ((hopt and (y >= px.mY) and (y < px.mY+px.mHeight)) or
+                ((not hopt) and (x >= px.mX) and (x < px.mX+px.mWidth))) then
+            begin
+              px.mQueryMark := lq; // mark as processed
+              // inside the proxy?
+              if (hopt and (x > px.mX) and (x < px.mX+px.mWidth-1)) or
+                 ((not hopt) and (y > px.mY) and (y < px.mY+px.mHeight-1)) then
+              begin
+                if assigned(cb) then
+                begin
+                  if cb(px.mObj, ptag, x, y, x, y) then
+                  begin
+                    result := lastObj;
+                    ex := prevx;
+                    ey := prevy;
+                    exit;
+                  end;
+                  x := xptr^+minx;
+                end
+                else
+                begin
+                  distSq := distanceSq(ax0, ay0, x, y);
+                  {$IF DEFINED(D2F_DEBUG)}
+                  if dbgShowTraceLog then e_LogWritefln('  EMBEDDED hhit(%d): a=(%d,%d), h=(%d,%d), distsq=%d; lastsq=%d', [cc.bodies[f], ax0, ay0, x, y, distSq, lastDistSq]);
+                  {$ENDIF}
+                  if (distSq < lastDistSq) then
+                  begin
+                    ex := x;
+                    ey := y;
+                    result := px.mObj;
+                    exit;
+                  end;
+                end;
+                continue;
+              end;
+              // remember this hitpoint if it is nearer than an old one
+              if hopt then
+              begin
+                prevy := y;
+                if (stx < 0) then
+                begin
+                  // going left
+                  if (x < px.mX) then continue;
+                  prevx := px.mX+px.mWidth;
+                end
+                else
+                begin
+                  // going right
+                  if (x > px.mX{+px.mWidth}) then continue;
+                  prevx := px.mX-1;
+                end;
+              end
+              else
+              begin
+                prevx := x;
+                if (stx < 0) then
+                begin
+                  // going up
+                  if (y < px.mY) then continue;
+                  prevy := px.mY+px.mHeight;
+                end
+                else
+                begin
+                  // going down
+                  if (y > px.mY{+px.mHeight}) then continue;
+                  prevy := px.mY-1;
+                end;
+              end;
+              if assigned(cb) then
+              begin
+                if (stx < 0) then
+                begin
+                  if hopt then x := prevx-1 else y := prevy-1;
+                end
+                else
+                begin
+                  if hopt then x := prevx+1 else y := prevy+1;
+                end;
+                if cb(px.mObj, ptag, x, y, prevx, prevy) then
+                begin
+                  result := lastObj;
+                  ex := prevx;
+                  ey := prevy;
+                  exit;
+                end;
+                x := xptr^+minx;
+                y := yptr^+miny;
+              end
+              else
+              begin
+                distSq := distanceSq(ax0, ay0, prevx, prevy);
+                {$IF DEFINED(D2F_DEBUG)}
+                if dbgShowTraceLog then e_LogWritefln('  hhit(%d): a=(%d,%d), h=(%d,%d), p=(%d,%d), distsq=%d; lastsq=%d', [cc.bodies[f], ax0, ay0, x, y, prevx, prevy, distSq, lastDistSq]);
+                {$ENDIF}
+                if (distSq < lastDistSq) then
+                begin
+                  wasHit := true;
+                  lastDistSq := distSq;
+                  ex := prevx;
+                  ey := prevy;
+                  lastObj := px.mObj;
+                end;
+              end;
+            end;
+          end;
+          // next cell
+          ccidx := cc.next;
+        end;
+        if wasHit and not assigned(cb) then begin result := lastObj; exit; end;
+      end;
+      // skip to next tile
+      if hopt then
+      begin
+        if (stx > 0) then
+        begin
+          // to the right
+          wkstep := ((xptr^ or (mTileSize-1))+1)-xptr^;
+          {$IF DEFINED(D2F_DEBUG)}
+          if dbgShowTraceLog then e_LogWritefln('  right step: wklen=%d; wkstep=%d', [wklen, wkstep]);
+          {$ENDIF}
+          if (wkstep >= wklen) then break;
+          Inc(xptr^, wkstep);
+          Inc(ga);
+        end
+        else
+        begin
+          // to the left
+          wkstep := xptr^-((xptr^ and (not (mTileSize-1)))-1);
+          {$IF DEFINED(D2F_DEBUG)}
+          if dbgShowTraceLog then e_LogWritefln('  left step: wklen=%d; wkstep=%d', [wklen, wkstep]);
+          {$ENDIF}
+          if (wkstep >= wklen) then break;
+          Dec(xptr^, wkstep);
+          Dec(ga);
+        end;
+      end
+      else
+      begin
+        if (stx > 0) then
+        begin
+          // to the down
+          wkstep := ((yptr^ or (mTileSize-1))+1)-yptr^;
+          {$IF DEFINED(D2F_DEBUG)}
+          if dbgShowTraceLog then e_LogWritefln('  down step: wklen=%d; wkstep=%d', [wklen, wkstep]);
+          {$ENDIF}
+          if (wkstep >= wklen) then break;
+          Inc(yptr^, wkstep);
+          Inc(ga, mHeight);
+        end
+        else
+        begin
+          // to the up
+          wkstep := yptr^-((yptr^ and (not (mTileSize-1)))-1);
+          {$IF DEFINED(D2F_DEBUG)}
+          if dbgShowTraceLog then e_LogWritefln('  up step: wklen=%d; wkstep=%d', [wklen, wkstep]);
+          {$ENDIF}
+          if (wkstep >= wklen) then break;
+          Dec(yptr^, wkstep);
+          Dec(ga, mHeight);
+        end;
+      end;
+      Dec(wklen, wkstep);
+    end;
+    // we can travel less than one cell
+    if wasHit and not assigned(cb) then result := lastObj else begin ex := ax1; ey := ay1; end;
+    exit;
+  end;
+
+  {$IF DEFINED(D2F_DEBUG_RAYTRACE)}
+  if assigned(dbgRayTraceTileHitCB) then dbgRayTraceTileHitCB((xptr^ div tsize*tsize)+minx, (yptr^ div tsize*tsize)+miny);
+  {$ENDIF}
+
   ccidx := -1;
-  // draw it; can omit checks
+  //  can omit checks
   while (xd <> term) do
   begin
     // check cell(s)
@@ -1880,4 +2091,324 @@ begin
 end;
 
 
+// ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //
+(*
+function TBodyGridBase.traceRayWhileIn (const x0, y0, x1, y1: Integer; tagmask: Integer=-1): ITP; overload;
+var
+  ex, ey: Integer;
+begin
+  result := traceRayWhileIn(ex, ey, x0, y0, x1, y1, tagmask);
+end;
+
+
+// FUCKIN' PASTA!
+function TBodyGridBase.traceRayWhileIn (out ex, ey: Integer; const ax0, ay0, ax1, ay1: Integer; tagmask: Integer=-1): ITP;
+const
+  tsize = mTileSize;
+var
+  wx0, wy0, wx1, wy1: Integer; // window coordinates
+  stx, sty: Integer; // "steps" for x and y axes
+  dsx, dsy: Integer; // "lengthes" for x and y axes
+  dx2, dy2: Integer; // "double lengthes" for x and y axes
+  xd, yd: Integer; // current coord
+  e: Integer; // "error" (as in bresenham algo)
+  rem: Integer;
+  term: Integer;
+  xptr, yptr: PInteger;
+  xfixed: Boolean;
+  temp: Integer;
+  prevx, prevy: Integer;
+  lastDistSq: Integer;
+  ccidx, curci: Integer;
+  hasUntried: Boolean;
+  lastGA: Integer = -1;
+  ga, x, y: Integer;
+  lastObj: ITP;
+  wasHit: Boolean = false;
+  gw, gh, minx, miny, maxx, maxy: Integer;
+  cc: PGridCell;
+  px: PBodyProxyRec;
+  lq: LongWord;
+  f, ptag, distSq: Integer;
+  x0, y0, x1, y1: Integer;
+  inx, iny: Integer;
+begin
+  result := Default(ITP);
+  lastObj := Default(ITP);
+  tagmask := tagmask and TagFullMask;
+  ex := ax1; // why not?
+  ey := ay1; // why not?
+  if (tagmask = 0) then exit;
+
+  if (ax0 = ax1) and (ay0 = ay1) then exit; // doesn't matter
+
+  // we should start inside
+  if (forEachAtPoint(ax0, ay0, nil, tagmask, @ptag) = nil) then
+  begin
+    ex := ax0; // why not?
+    ey := ay0; // why not?
+    exit;
+  end;
+
+  lastDistSq := distanceSq(ax0, ay0, ax1, ay1)+1;
+
+  gw := mWidth;
+  gh := mHeight;
+  minx := mMinX;
+  miny := mMinY;
+  maxx := gw*tsize-1;
+  maxy := gh*tsize-1;
+
+  x0 := ax0;
+  y0 := ay0;
+  x1 := ax1;
+  y1 := ay1;
+
+  // offset query coords to (0,0)-based
+  Dec(x0, minx);
+  Dec(y0, miny);
+  Dec(x1, minx);
+  Dec(y1, miny);
+
+  // clip rectange
+  wx0 := 0;
+  wy0 := 0;
+  wx1 := maxx;
+  wy1 := maxy;
+
+  // horizontal setup
+  if (x0 < x1) then
+  begin
+    // from left to right
+    if (x0 > wx1) or (x1 < wx0) then exit; // out of screen
+    stx := 1; // going right
+  end
+  else
+  begin
+    // from right to left
+    if (x1 > wx1) or (x0 < wx0) then exit; // out of screen
+    stx := -1; // going left
+    x0 := -x0;
+    x1 := -x1;
+    wx0 := -wx0;
+    wx1 := -wx1;
+    swapInt(wx0, wx1);
+  end;
+
+  // vertical setup
+  if (y0 < y1) then
+  begin
+    // from top to bottom
+    if (y0 > wy1) or (y1 < wy0) then exit; // out of screen
+    sty := 1; // going down
+  end
+  else
+  begin
+    // from bottom to top
+    if (y1 > wy1) or (y0 < wy0) then exit; // out of screen
+    sty := -1; // going up
+    y0 := -y0;
+    y1 := -y1;
+    wy0 := -wy0;
+    wy1 := -wy1;
+    swapInt(wy0, wy1);
+  end;
+
+  dsx := x1-x0;
+  dsy := y1-y0;
+
+  if (dsx < dsy) then
+  begin
+    xptr := @yd;
+    yptr := @xd;
+    swapInt(x0, y0);
+    swapInt(x1, y1);
+    swapInt(dsx, dsy);
+    swapInt(wx0, wy0);
+    swapInt(wx1, wy1);
+    swapInt(stx, sty);
+  end
+  else
+  begin
+    xptr := @xd;
+    yptr := @yd;
+  end;
+
+  dx2 := 2*dsx;
+  dy2 := 2*dsy;
+  xd := x0;
+  yd := y0;
+  e := 2*dsy-dsx;
+  term := x1;
+
+  xfixed := false;
+  if (y0 < wy0) then
+  begin
+    // clip at top
+    temp := dx2*(wy0-y0)-dsx;
+    xd += temp div dy2;
+    rem := temp mod dy2;
+    if (xd > wx1) then exit; // x is moved out of clipping rect, nothing to do
+    if (xd+1 >= wx0) then
+    begin
+      yd := wy0;
+      e -= rem+dsx;
+      if (rem > 0) then begin Inc(xd); e += dy2; end;
+      xfixed := true;
+    end;
+  end;
+
+  if (not xfixed) and (x0 < wx0) then
+  begin
+    // clip at left
+    temp := dy2*(wx0-x0);
+    yd += temp div dx2;
+    rem := temp mod dx2;
+    if (yd > wy1) or (yd = wy1) and (rem >= dsx) then exit;
+    xd := wx0;
+    e += rem;
+    if (rem >= dsx) then begin Inc(yd); e -= dx2; end;
+  end;
+
+  if (y1 > wy1) then
+  begin
+    // clip at bottom
+    temp := dx2*(wy1-y0)+dsx;
+    term := x0+temp div dy2;
+    rem := temp mod dy2;
+    if (rem = 0) then Dec(term);
+  end;
+
+  if (term > wx1) then term := wx1; // clip at right
+
+  Inc(term); // draw last point
+  //if (term = xd) then exit; // this is the only point, get out of here
+
+  if (sty = -1) then yd := -yd;
+  if (stx = -1) then begin xd := -xd; term := -term; end;
+  dx2 -= dy2;
+
+  // first move, to skip starting point
+  // DON'T DO THIS! loop will take care of that
+  if (xd = term) then
+  begin
+    result := forEachAtPoint(ax0, ay0, nil, tagmask, @ptag);
+    if (result <> nil) and ((ptag and tagmask) <> 0) then result := nil;
+    exit;
+  end;
+
+  prevx := xptr^+minx;
+  prevy := yptr^+miny;
+
+  // increase query counter
+  Inc(mLastQuery);
+  if (mLastQuery = 0) then
+  begin
+    // just in case of overflow
+    mLastQuery := 1;
+    for f := 0 to High(mProxies) do mProxies[f].mQueryMark := 0;
+  end;
+  lq := mLastQuery;
+
+  ccidx := -1;
+  // draw it; can omit checks
+  while (xd <> term) do
+  begin
+    // check cell(s)
+    // new tile?
+    ga := (yptr^ div tsize)*gw+(xptr^ div tsize);
+    if (ga <> lastGA) then
+    begin
+      // yes
+      lastGA := ga;
+      ccidx := mGrid[lastGA];
+      // no objects in cell == exit
+      if (ccidx = -1) then exit;
+    end;
+    // has something to process in this tile?
+    if (ccidx <> -1) then
+    begin
+      // process cell
+      curci := ccidx;
+      // convert coords to map (to avoid ajdusting coords inside the loop)
+      x := xptr^+minx;
+      y := yptr^+miny;
+      wasHit := false;
+      // process cell list
+      while (curci <> -1) do
+      begin
+        cc := @mCells[curci];
+        for f := 0 to GridCellBucketSize-1 do
+        begin
+          if (cc.bodies[f] = -1) then break;
+          px := @mProxies[cc.bodies[f]];
+          ptag := px.mTag;
+          if ((ptag and TagDisabled) = 0) and (px.mQueryMark <> lq) then
+          begin
+function lineAABBIntersects (x0, y0, x1, y1: Integer; bx, by, bw, bh: Integer; out inx, iny: Integer): Boolean;
+            // can we process this proxy?
+            if (x >= px.mX) and (y >= px.mY) and (x < px.mX+px.mWidth) and (y < px.mY+px.mHeight) then
+            begin
+              px.mQueryMark := lq; // mark as processed
+              if ((ptag and tagmask) = 0) then
+              begin
+                result := px.mObj;
+                ex := x;
+                ey := y;
+                exit;
+              end;
+              // march out of the panel/cell
+              while (xd <> term) do
+              begin
+                if (e >= 0) then begin yd += sty; e -= dx2; end else e += dy2;
+                xd += stx;
+                // new cell?
+                ga := (yptr^ div tsize)*gw+(xptr^ div tsize);
+                if (ga <> lastGA) then break;
+                // out of panel?
+                if not ((x >= px.mX) and (y >= px.mY) and (x < px.mX+px.mWidth) and (y < px.mY+px.mHeight)) then break;
+              end;
+            end;
+          end;
+        end;
+        // next cell
+        curci := cc.next;
+      end;
+      // still has something interesting in this cell?
+      if not hasUntried then
+      begin
+        // nope, don't process this cell anymore; signal cell completion
+        ccidx := -1;
+        if assigned(cb) then
+        begin
+          if cb(nil, 0, x, y, prevx, prevy) then begin result := lastObj; exit; end;
+        end
+        else if wasHit then
+        begin
+          result := lastObj;
+          exit;
+        end;
+      end;
+    end;
+    //putPixel(xptr^, yptr^);
+    // move coords
+    prevx := xptr^+minx;
+    prevy := yptr^+miny;
+    if (e >= 0) then begin yd += sty; e -= dx2; end else e += dy2;
+    xd += stx;
+  end;
+  // we can travel less than one cell
+  if wasHit and not assigned(cb) then
+  begin
+    result := lastObj;
+  end
+  else
+  begin
+    ex := ax1; // why not?
+    ey := ay1; // why not?
+  end;
+end;
+*)
+
+
 end.