Working on planet

CMakeLists.txt

@@ -438,6 +438,8 @@ add_executable(space-game001
     Utils.h
     SparkEmitter.cpp
     SparkEmitter.h
+	PlanetObject.cpp
+	PlanetObject.h
 )
 
 # Установка проекта по умолчанию для Visual Studio

Game.h

@@ -5,6 +5,7 @@
 #include "Environment.h"
 #include "TextureManager.h"
 #include "SparkEmitter.h"
+#include "PlanetObject.h"
 
 namespace ZL {
 
@@ -44,30 +45,30 @@ namespace ZL {
 		size_t lastTickCount;
 
 
-    std::vector<BoxCoords> boxCoordsArr;
-    std::vector<VertexRenderStruct> boxRenderArr;
-    
-
-    std::shared_ptr<Texture> buttonTexture;
-    VertexRenderStruct button;
-
-    std::shared_ptr<Texture> musicVolumeBarTexture;
-    VertexRenderStruct musicVolumeBar;
-
-    std::shared_ptr<Texture> musicVolumeBarButtonTexture;
-    VertexRenderStruct musicVolumeBarButton;
+		std::vector<BoxCoords> boxCoordsArr;
+		std::vector<VertexRenderStruct> boxRenderArr;
 
 
-    bool isDraggingVolume = false;
-    float musicVolume = 0.0f;
-    float volumeBarMinX = 1190.0f;
-    float volumeBarMaxX = 1200.0f;
-    float volumeBarMinY = 100.0f;
-    float volumeBarMaxY = 600.0f;
-    float musicVolumeBarButtonButtonCenterX = 1195.0f;
-    float musicVolumeBarButtonButtonRadius = 25.0f;
-    void UpdateVolumeFromMouse(int mouseX, int mouseY);
-    void UpdateVolumeKnob();
+		std::shared_ptr<Texture> buttonTexture;
+		VertexRenderStruct button;
+
+		std::shared_ptr<Texture> musicVolumeBarTexture;
+		VertexRenderStruct musicVolumeBar;
+
+		std::shared_ptr<Texture> musicVolumeBarButtonTexture;
+		VertexRenderStruct musicVolumeBarButton;
+
+
+		bool isDraggingVolume = false;
+		float musicVolume = 0.0f;
+		float volumeBarMinX = 1190.0f;
+		float volumeBarMaxX = 1200.0f;
+		float volumeBarMinY = 100.0f;
+		float volumeBarMaxY = 600.0f;
+		float musicVolumeBarButtonButtonCenterX = 1195.0f;
+		float musicVolumeBarButtonButtonRadius = 25.0f;
+		void UpdateVolumeFromMouse(int mouseX, int mouseY);
+		void UpdateVolumeKnob();
 
 		static const size_t CONST_TIMER_INTERVAL = 10;
 		static const size_t CONST_MAX_TIME_INTERVAL = 1000;
@@ -84,6 +85,7 @@ namespace ZL {
 		VertexDataStruct boxBase;
 
 		SparkEmitter sparkEmitter;
+		PlanetObject planetObject;
 	};
 
 

PlanetObject.cpp

@@ -0,0 +1,292 @@
+#include "PlanetObject.h"
+#include <random>
+#include <cmath>
+#include "OpenGlExtensions.h"
+#include "Environment.h"
+
+namespace ZL {
+
+	struct Triangle
+	{
+		std::array<Vector3f, 3> data;
+
+		Triangle(Vector3f p1, Vector3f p2, Vector3f p3)
+			: data{ p1, p2, p3 }
+		{
+		}
+	};
+
+	std::vector<Triangle> subdivideTriangles(const std::vector<Triangle>& inputTriangles, PerlinNoise& perlin) {
+		std::vector<Triangle> output;
+		output.reserve(inputTriangles.size() * 4);
+
+		for (const auto& t : inputTriangles) {
+			Vector3f a = t.data[0];
+			Vector3f b = t.data[1];
+			Vector3f c = t.data[2];
+
+			// 1. Вычисляем "сырые" середины
+			Vector3f m_ab = (a + b) * 0.5f;
+			Vector3f m_bc = (b + c) * 0.5f;
+			Vector3f m_ac = (a + c) * 0.5f;
+
+			// 2. Нормализуем их (получаем идеальную сферу радиуса 1)
+			m_ab = m_ab.normalized();
+			m_bc = m_bc.normalized();
+			m_ac = m_ac.normalized();
+
+			// 3. ПРИМЕНЯЕМ ШУМ: Смещаем точку по радиусу
+			m_ab = m_ab * perlin.getSurfaceHeight(m_ab);
+			m_bc = m_bc * perlin.getSurfaceHeight(m_bc);
+			m_ac = m_ac * perlin.getSurfaceHeight(m_ac);
+
+			// 4. Формируем новые треугольники
+			output.emplace_back(a, m_ab, m_ac);
+			output.emplace_back(m_ab, b, m_bc);
+			output.emplace_back(m_ac, m_bc, c);
+			output.emplace_back(m_ab, m_bc, m_ac);
+		}
+
+		return output;
+	}
+
+	Vector3f calculateSurfaceNormal(Vector3f p_sphere, PerlinNoise& perlin) {
+		// p_sphere - это нормализованный вектор (точка на идеальной сфере)
+
+		float theta = 0.01f; // Шаг для "щупанья" соседей (epsilon)
+
+		// Нам нужно найти два вектора, касательных к сфере в точке p_sphere.
+		// Для этого берем любой вектор (например UP), делаем Cross Product, чтобы получить касательную.
+		// Если p_sphere совпадает с UP, берем RIGHT.
+		Vector3f up = Vector3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
+		if (abs(p_sphere.dot(up)) > 0.99f) {
+			up = Vector3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
+		}
+
+		Vector3f tangentX = (up.cross(p_sphere)).normalized();
+		Vector3f tangentY = (p_sphere.cross(tangentX)).normalized();
+
+		// Точки на идеальной сфере со смещением
+		Vector3f p0_dir = p_sphere;
+		Vector3f p1_dir = (p_sphere + tangentX * theta).normalized();
+		Vector3f p2_dir = (p_sphere + tangentY * theta).normalized();
+
+		// Реальные точки на искаженной поверхности
+		// p = dir * height(dir)
+		Vector3f p0 = p0_dir * perlin.getSurfaceHeight(p0_dir);
+		Vector3f p1 = p1_dir * perlin.getSurfaceHeight(p1_dir);
+		Vector3f p2 = p2_dir * perlin.getSurfaceHeight(p2_dir);
+
+		// Вектора от центральной точки к соседям
+		Vector3f v1 = p1 - p0;
+		Vector3f v2 = p2 - p0;
+
+		// Нормаль - это перпендикуляр к этим двум векторам
+		// Порядок (v2, v1) или (v1, v2) зависит от системы координат,
+		// здесь подбираем так, чтобы нормаль смотрела наружу.
+		return (-v2.cross(v1)).normalized();
+	}
+	
+	VertexDataStruct trianglesToVertices(const std::vector<Triangle>& triangles, PerlinNoise& perlin) {
+		VertexDataStruct buffer;
+		buffer.PositionData.reserve(triangles.size() * 3);
+		buffer.NormalData.reserve(triangles.size() * 3);
+
+		for (const auto& t : triangles) {
+			// Проходим по всем 3 вершинам треугольника
+			for (int i = 0; i < 3; i++) {
+				// p_geometry - это уже точка на поверхности (с шумом)
+				Vector3f p_geometry = t.data[i];
+
+				// Нам нужно восстановить направление от центра к этой точке, 
+				// чтобы передать его в функцию расчета нормали.
+				// Так как (0,0,0) - центр, то normalize(p) даст нам направление.
+				Vector3f p_dir = p_geometry.normalized();
+
+				// Считаем аналитическую нормаль для этой конкретной точки
+				Vector3f normal = calculateSurfaceNormal(p_dir, perlin);
+
+				buffer.PositionData.push_back({ p_geometry });
+				//buffer.NormalData.push_back({ normal });
+				//buffer.TexCoordData.push_back({ 0.0f, 0.0f });
+			}
+		}
+		return buffer;
+	}
+
+	// Генерация геометрии октаэдра с дублированием вершин для Flat Shading
+	VertexDataStruct generateOctahedron(PerlinNoise& perlin) {
+		VertexDataStruct buffer;
+
+		std::vector<Triangle> v = {
+			Triangle{
+				{ 0.0f,  1.0f,  0.0f}, // Top 
+				{ 0.0f,  0.0f,  1.0f}, // Front
+				{ 1.0f,  0.0f,  0.0f}, // Right
+			},
+			Triangle{
+				{ 0.0f,  1.0f,  0.0f}, // Top
+				{ 1.0f,  0.0f,  0.0f}, // Right
+				{ 0.0f,  0.0f, -1.0f},  // Back
+			},
+			Triangle{
+				{ 0.0f,  1.0f,  0.0f}, // Top
+				{ 0.0f,  0.0f, -1.0f},  // Back
+				{-1.0f,  0.0f,  0.0f}, // Left
+			},
+			Triangle{
+				{ 0.0f,  1.0f,  0.0f}, // Top
+				{-1.0f,  0.0f,  0.0f}, // Left
+				{ 0.0f,  0.0f,  1.0f}, // Front
+			},
+			Triangle{
+				{ 0.0f, -1.0f,  0.0f}, // Bottom 
+				{ 1.0f,  0.0f,  0.0f}, // Right 
+				{ 0.0f,  0.0f,  1.0f}, // Front 
+			},
+			Triangle{
+				{ 0.0f, -1.0f,  0.0f}, // Bottom
+				{ 0.0f,  0.0f,  1.0f}, // Front
+				{-1.0f,  0.0f,  0.0f}, // Left
+			},
+			Triangle{
+				{ 0.0f, -1.0f,  0.0f}, // Bottom
+				{-1.0f,  0.0f,  0.0f}, // Left
+				{ 0.0f,  0.0f, -1.0f},  // Back
+			},
+			Triangle{
+				{ 0.0f, -1.0f,  0.0f}, // Bottom
+				{ 0.0f,  0.0f, -1.0f},  // Back
+				{ 1.0f,  0.0f,  0.0f}, // Right
+			}
+		};
+
+		v = subdivideTriangles(v, perlin);
+		v = subdivideTriangles(v, perlin);
+		v = subdivideTriangles(v, perlin);
+		v = subdivideTriangles(v, perlin);
+		v = subdivideTriangles(v, perlin);
+
+
+		for (int i = 0; i < v.size(); i++) {
+			Vector3f p1 = v[i].data[0];
+			Vector3f p2 = v[i].data[1];
+			Vector3f p3 = v[i].data[2];
+
+			// Считаем нормаль грани через векторное произведение
+			Vector3f edge1 = p2 - p1;
+			Vector3f edge2 = p3 - p1;
+			Vector3f normal = (edge1.cross(edge2)).normalized();
+
+			// Дублируем нормаль для всех трех вершин треугольника (Flat shading)
+			buffer.PositionData.push_back({ p1 });
+			buffer.PositionData.push_back({ p2 });
+			buffer.PositionData.push_back({ p3 });
+			/*buffer.NormalData.push_back({normal});
+			buffer.NormalData.push_back({ normal });
+			buffer.NormalData.push_back({ normal });
+			buffer.TexCoordData.push_back({ 0.0f, 0.0f });
+			buffer.TexCoordData.push_back({ 0.0f, 0.0f });
+			buffer.TexCoordData.push_back({ 0.0f, 0.0f });*/
+		}
+		return buffer;
+	}
+
+	VertexDataStruct generateSphere(int subdivisions, PerlinNoise& perlin) {
+		// 1. Исходный октаэдр
+		std::vector<Triangle> geometry = {
+			Triangle{{ 0.0f,  1.0f,  0.0f}, { 0.0f,  0.0f,  1.0f}, { 1.0f,  0.0f,  0.0f}}, // Top-Front-Right
+			Triangle{{ 0.0f,  1.0f,  0.0f}, { 1.0f,  0.0f,  0.0f}, { 0.0f,  0.0f, -1.0f}}, // Top-Right-Back
+			Triangle{{ 0.0f,  1.0f,  0.0f}, { 0.0f,  0.0f, -1.0f}, {-1.0f,  0.0f,  0.0f}}, // Top-Back-Left
+			Triangle{{ 0.0f,  1.0f,  0.0f}, {-1.0f,  0.0f,  0.0f}, { 0.0f,  0.0f,  1.0f}}, // Top-Left-Front
+			Triangle{{ 0.0f, -1.0f,  0.0f}, { 1.0f,  0.0f,  0.0f}, { 0.0f,  0.0f,  1.0f}}, // Bottom-Right-Front
+			Triangle{{ 0.0f, -1.0f,  0.0f}, { 0.0f,  0.0f,  1.0f}, {-1.0f,  0.0f,  0.0f}}, // Bottom-Front-Left
+			Triangle{{ 0.0f, -1.0f,  0.0f}, {-1.0f,  0.0f,  0.0f}, { 0.0f,  0.0f, -1.0f}}, // Bottom-Left-Back
+			Triangle{{ 0.0f, -1.0f,  0.0f}, { 0.0f,  0.0f, -1.0f}, { 1.0f,  0.0f,  0.0f}}  // Bottom-Back-Right
+		};
+
+		// 2. ПРИМЕНЯЕМ ШУМ К ИСХОДНЫМ ВЕРШИНАМ
+		// Проходимся по всем треугольникам и всем вершинам в них
+		for (auto& t : geometry) {
+			for (int i = 0; i < 3; i++) {
+				// Нормализуем (на всякий случай, хотя у октаэдра они и так норм)
+				Vector3f dir = t.data[i].normalized();
+				// Применяем высоту
+				t.data[i] = dir * perlin.getSurfaceHeight(dir);
+			}
+		}
+
+		// 3. Разбиваем N раз (новые вершины будут получать шум внутри функции)
+		for (int i = 0; i < subdivisions; i++) {
+			geometry = subdivideTriangles(geometry, perlin);
+		}
+
+		// 4. Генерируем нормали
+		// Благодаря тому, что мы реально сдвигали вершины, Flat Shading нормали 
+		// рассчитаются правильно относительно нового рельефа.
+		return trianglesToVertices(geometry, perlin);
+	}
+
+	PlanetObject::PlanetObject()
+	{
+	}
+
+	void PlanetObject::init() {
+
+		planetMesh = generateSphere(7, perlin);
+
+		planetMesh.Scale(100.f);
+		planetMesh.Move({ 0,0,-200 });
+
+		planetRenderStruct.data = planetMesh;
+		planetRenderStruct.RefreshVBO();
+
+	}
+
+	void PlanetObject::prepareDrawData() {
+		if (!drawDataDirty) return;
+		
+		drawDataDirty = false;
+	}
+
+	void PlanetObject::draw(Renderer& renderer) {
+		
+		prepareDrawData();
+
+		static const std::string defaultShaderName = "defaultColor";
+		static const std::string vPositionName = "vPosition";
+
+		renderer.shaderManager.PushShader(defaultShaderName);
+		renderer.EnableVertexAttribArray(vPositionName);
+		renderer.PushPerspectiveProjectionMatrix(1.0 / 1.5,
+			static_cast<float>(Environment::width) / static_cast<float>(Environment::height),
+			1, 1000);
+		renderer.PushMatrix();
+		renderer.LoadIdentity();
+		renderer.TranslateMatrix({ 0,0, -1.0f * Environment::zoom });
+		renderer.RotateMatrix(Environment::inverseShipMatrix);
+		renderer.TranslateMatrix(-Environment::shipPosition);
+
+
+		renderer.DrawVertexRenderStruct(planetRenderStruct);
+
+		CheckGlError();
+
+
+		renderer.PopMatrix();
+		renderer.PopProjectionMatrix();
+		renderer.DisableVertexAttribArray(vPositionName);
+
+		renderer.shaderManager.PopShader();
+		CheckGlError();
+
+
+	}
+
+	void PlanetObject::update(float deltaTimeMs) {
+		
+	}
+
+	
+
+} // namespace ZL

PlanetObject.h

@@ -0,0 +1,100 @@
+#pragma once
+
+#include "ZLMath.h"
+#include "Renderer.h"
+#include "TextureManager.h"
+#include <vector>
+#include <chrono>
+#include <iostream>
+#include <string>
+#include <array>
+#include <numeric>
+#include <random>
+#include <algorithm>
+
+namespace ZL {
+
+    class PerlinNoise {
+        std::vector<int> p;
+    public:
+        PerlinNoise() {
+            p.resize(256);
+            std::iota(p.begin(), p.end(), 0);
+            // Перемешиваем для случайности (можно задать seed)
+            std::default_random_engine engine(12345);
+            std::shuffle(p.begin(), p.end(), engine);
+            p.insert(p.end(), p.begin(), p.end()); // Дублируем для переполнения
+        }
+
+        float fade(float t) { return t * t * t * (t * (t * 6 - 15) + 10); }
+        float lerp(float t, float a, float b) { return a + t * (b - a); }
+        float grad(int hash, float x, float y, float z) {
+            int h = hash & 15;
+            float u = h < 8 ? x : y;
+            float v = h < 4 ? y : (h == 12 || h == 14 ? x : z);
+            return ((h & 1) == 0 ? u : -u) + ((h & 2) == 0 ? v : -v);
+        }
+
+        float noise(float x, float y, float z) {
+            int X = (int)floor(x) & 255;
+            int Y = (int)floor(y) & 255;
+            int Z = (int)floor(z) & 255;
+
+            x -= floor(x);
+            y -= floor(y);
+            z -= floor(z);
+
+            float u = fade(x);
+            float v = fade(y);
+            float w = fade(z);
+
+            int A = p[X] + Y, AA = p[A] + Z, AB = p[A + 1] + Z;
+            int B = p[X + 1] + Y, BA = p[B] + Z, BB = p[B + 1] + Z;
+
+            return lerp(w, lerp(v, lerp(u, grad(p[AA], x, y, z), grad(p[BA], x - 1, y, z)),
+                lerp(u, grad(p[AB], x, y - 1, z), grad(p[BB], x - 1, y - 1, z))),
+                lerp(v, lerp(u, grad(p[AA + 1], x, y, z - 1), grad(p[BA + 1], x - 1, y, z - 1)),
+                    lerp(u, grad(p[AB + 1], x, y - 1, z - 1), grad(p[BB + 1], x - 1, y - 1, z - 1))));
+        }
+
+        float getSurfaceHeight(Vector3f pos) {
+            // Частота шума (чем больше, тем больше "холмов")
+            float frequency = 7.0f;
+
+            // Получаем значение шума (обычно от -1 до 1)
+            float noiseValue = noise(pos.v[0] * frequency, pos.v[1] * frequency, pos.v[2] * frequency);
+
+            // Переводим из диапазона [-1, 1] в [0, 1]
+            noiseValue = (noiseValue + 1.0f) * 0.5f;
+
+            // Масштабируем: хотим отклонение от 1.0 до 1.1
+            // Значит амплитуда = 0.1
+            float height = 1.0f + (noiseValue * 0.1f); // * 0.2 даст вариацию высоты
+
+            return height;
+        }
+    };
+
+
+	class PlanetObject {
+	private:
+        PerlinNoise perlin;
+		void prepareDrawData();
+		VertexDataStruct planetMesh;
+		VertexRenderStruct planetRenderStruct;
+
+	public:
+		PlanetObject();
+
+		void init();
+
+		void update(float deltaTimeMs);
+
+		void draw(Renderer& renderer);
+
+
+	private:
+		bool drawDataDirty = true;
+	};
+
+} // namespace ZL

ZLMath.h

@@ -56,6 +56,18 @@ namespace ZL {
 			return v[0] * v[0] + v[1] * v[1] + v[2] * v[2];
 		}
 
+		float dot(const Vector3f& other) const {
+			return v[0] * other.v[0] + v[1] * other.v[1] + v[2] * other.v[2];
+		}
+
+		Vector3f cross(const Vector3f& other) const {
+			return Vector3f(
+				v[1] * other.v[2] - v[2] * other.v[1],
+				v[2] * other.v[0] - v[0] * other.v[2],
+				v[0] * other.v[1] - v[1] * other.v[0]
+			);
+		}
+
 		// Îïåðàòîð âû÷èòàíèÿ
 		/*Vector3f operator-(const Vector3f& other) const {
 			return Vector3f(v[0] - other.v[0], v[1] - other.v[1], v[2] - other.v[2]);