Compare commits

..
12 changed files with 114 additions and 144 deletions
+9
View File
@@ -19,6 +19,15 @@
{ "defName": "GeneTemperatureTolerance", "parent": "BaseNumericGene", "label": "gene.temperatureTolerance",
"default": 16, "min": 2, "max": 40, "tags": ["environment", "temperature"],
"effects": { "temperatureTolerance": "value" } },
// Жёсткие края диапазона роста (модель RimWorld): на сколько °C ниже/выше плато оптимума рост
// спадает до нуля. Ниже (optimal-tolerance-coldHardiness) или выше (optimal+tolerance+heatHardiness)
// растение дормантно и копит температурный стресс. Асимметрично: вид может терпеть жару лучше холода.
{ "defName": "GeneColdHardiness", "parent": "BaseNumericGene", "label": "gene.coldHardiness",
"default": 8, "min": 0, "max": 40, "tags": ["environment", "temperature"],
"effects": { "coldHardiness": "value" } },
{ "defName": "GeneHeatHardiness", "parent": "BaseNumericGene", "label": "gene.heatHardiness",
"default": 10, "min": 0, "max": 40, "tags": ["environment", "temperature"],
"effects": { "heatHardiness": "value" } },
{ "defName": "GeneOptimalFertility", "parent": "BaseNumericGene", "label": "gene.optimalFertility",
"default": 1.4, "min": 0.1, "max": 3.0, "tags": ["environment", "soil"],
"effects": { "optimalFertility": "value" } },
+6 -3
View File
@@ -3,7 +3,8 @@
"defs": [
{ "defName": "BaseTree", "abstract": true, "sizeCells": 2.0, "trunkRadiusCells": 0.28,
"harvestProduct": "ProductWood", "fruitProduct": "ProductAcorn",
"genome": { "optimalLight": 0.6, "lightTolerance": 0.5, "optimalTemperature": 14, "temperatureTolerance": 16,
"genome": { "optimalLight": 0.6, "lightTolerance": 0.5, "optimalTemperature": 14, "temperatureTolerance": 10,
"coldHardiness": 14, "heatHardiness": 12,
"optimalFertility": 1.4, "fertilityTolerance": 0.9, "vigor": 1.0,
"lifespan": 160, "dispersalRange": 2, "reproduceInterval": 14, "selfPollination": 0.2,
"mutationRate": 0.05, "variantChance": 0.15, "spread": 0.08,
@@ -20,7 +21,8 @@
{ "defName": "GrassA", "label": "plant.grass", "texture": "things/plant/grass/grassa", "sizeCells": 1.2,
"harvestProduct": "ProductGrass",
"genome": { "optimalLight": 0.85, "lightTolerance": 0.35, "optimalTemperature": 20, "temperatureTolerance": 12,
"genome": { "optimalLight": 0.85, "lightTolerance": 0.35, "optimalTemperature": 22, "temperatureTolerance": 8,
"coldHardiness": 8, "heatHardiness": 6,
"optimalFertility": 1.0, "fertilityTolerance": 1.0, "vigor": 1.3,
"lifespan": 22, "dispersalRange": 3, "reproduceInterval": 3, "selfPollination": 0.8,
"mutationRate": 0.06, "variantChance": 0.2, "spread": 0.1,
@@ -32,7 +34,8 @@
{ "defName": "BaseBush", "abstract": true, "label": "plant.bush", "sizeCells": 1.4,
"fruitProduct": "ProductBerry",
"genome": { "optimalLight": 0.6, "lightTolerance": 0.5, "optimalTemperature": 17, "temperatureTolerance": 13,
"genome": { "optimalLight": 0.6, "lightTolerance": 0.5, "optimalTemperature": 17, "temperatureTolerance": 9,
"coldHardiness": 10, "heatHardiness": 8,
"optimalFertility": 1.1, "fertilityTolerance": 1.0, "vigor": 1.0,
"lifespan": 60, "dispersalRange": 2, "reproduceInterval": 7, "selfPollination": 0.5,
"mutationRate": 0.05, "variantChance": 0.18, "spread": 0.1,
-36
View File
@@ -1,36 +0,0 @@
# Roadmap LittleSim
Этап закрыт, когда механика работает, наблюдаема (HUD/консоль/визуал)
и управляется командой консоли.
## Этап 0 — Каркас ✅
- [x] Репозиторий с движком-сабмодулем, общий solution
- [x] Генерация рельефа по сиду (вода/песок/трава/лес/горы)
- [x] Жители-заглушки (блуждание), камера бога, HUD, консоль (`regen`)
## Этап 1 — Жители как агенты
- [~] Потребности: голод, усталость (тикают со временем) — усталость/энергия готова (`PawnNeeds`), голод впереди
- [~] Utility-выбор действия: искать еду / отдыхать / бродить — каркас на движке (`MrGameEng.AI`), выбор «отдыхать/бродить» работает; «искать еду» впереди
- [ ] Еда на траве/в лесу: растёт, собирается, истощается
- [ ] Смерть от голода; визуальное состояние жителя (цвет/прозрачность)
- [ ] Консоль: `spawn <n>`, `feed`, `starve` для тестов
## Этап 2 — Общество
- [ ] Дома и поселения (житель несёт еду домой, спит дома)
- [ ] Размножение при сытости; рост населения
- [ ] Простые профессии: собиратель, строитель
## Этап 3 — Бог
- [ ] Вера как ресурс (генерируется жителями)
- [ ] Первые силы: дождь (ускоряет рост еды), молния (поджигает лес)
- [ ] Терраформинг клеток
## Этап 4 — Экология и время
- [ ] День/ночь, сезоны
- [ ] Восстановление/деградация ресурсов, пожары
- [ ] Миграции при нехватке ресурсов
## Бэклог
- Сохранение/загрузка мира (сериализация Friflo)
- Фиксированный тик симуляции, независимый от рендера
- Исторические графики (население, еда) в дев-оверлее
-84
View File
@@ -1,84 +0,0 @@
# Растения как экосистема
Дизайн системы растений: рост зависит от среды, среда описана факторами, реакция растения на
факторы задаётся **генами**, а размножение передаёт гены потомкам с мутацией — появляется
естественный отбор. Документ — единый ориентир для фаз A–D; детали каждой фазы уточняются её
отдельным планом.
## Модель роста
Скорость роста растения в данный момент:
```
скорость = база × пригодность(свет) × пригодность(температура) × пригодность(плодородность)
```
Каждая «пригодность» — число в [0..1] из кривой отклика (движковый `ResponseCurve`, модуль
`MrGameEng.AI`) с **оптимумом** и **шириной толерантности**, которые берутся из генов растения.
Растение вне своих оптимумов растёт медленно или стоит; в своих — быстро. Так все факторы среды
сводятся к одному механизму, а различие видов/особей — целиком в генах.
Фактор «возраст/стадия» остаётся как сейчас (`PlantGrowthStage` в дефах): пригодности умножают
прирост `AgeDays`, стадии переключают спрайт/размер по накопленному возрасту.
## Факторы среды
- **Свет** — амбиент день/ночь (`MrGameEng.Lighting.DayNight`), сэмплируемый в точке
(`SampleAt(world)`); глобальный в фазе A, локальный (с тенями) в фазе D.
- **Температура** — непрерывная, из климата (`MrGameEng.Core.Climate`): сезонный синус по дню года
+ суточные колебания (холоднее ночью).
- **Плодородность** — пока константа типа террейна (`TerrainDef.Fertility`); позже возможна
по-клеточная почва с истощением/восстановлением.
## Гены (диплоидный геном, гибридная экспрессия)
Каждое растение несёт **геном**: по паре аллелей на ген. Экспрессия гибридная:
- **Числовые гены** (оптимум света, толерантность к свету, оптимум температуры, толерантность,
потребность в плодородности, макс. размер, базовая скорость, продолжительность жизни, дальность
расселения, плодовитость, темп мутаций, способность к самоопылению) — фенотип = **смешение**
(среднее двух аллелей). Реализм отбора: промежуточные значения, плавный дрейф.
- **Дискретные гены** (например, цвет/морфа, наличие признака) — **доминант/рецессив**: рецессивный
фенотип виден только в гомозиготе (aa).
Наследование (мейоз): каждый родитель отдаёт по одному случайному аллелю на ген; потомок получает
по одному от каждого. Затем — мутация (с вероятностью из гена темпа мутаций сдвигаем числовой
аллель/переключаем дискретный). Всё детерминировано сидом мира.
Стартовая популяция: геномы генерируются из сида (вид задаёт базовый геном и разброс аллелей в
дефе; особи отклоняются).
## Размножение (полуреалистичное)
- **Перекрёстное опыление (приоритет):** зрелое растение ищет зрелого соседа того же вида в радиусе
(ген дальности; запрос через spatial-hash движка). Есть партнёр → семя с геномом от двух
родителей (Мендель + мутация).
- **Самоопыление (запас):** нет партнёра и ген «способность к самоопылению» позволяет → семя из
одного родителя (само-скрещивание аллелей + мутация).
- **Расселение:** семя падает в клетку в радиусе расселения; прорастает, если клетка подходит
(суша, не занято сверх лимита, пригодность не нулевая).
- **Лимит плотности:** не больше N растений на клетку/площадь — иначе взрыв численности.
- **Старение/смерть:** возраст превышает ген жизни → смерть; или длительный стресс (пригодность
около нуля) → гибель. Смерть освобождает место — баланс с размножением и основа отбора.
## Производительность и сейв
- Представление — **по сущности на растение** (видно в рендере и ECS-инспекторе, индивидуальные
гены). Защита от взрыва: лимит плотности, смерть, разумные радиусы, проверки размножения по
таймеру/сезону (не каждый кадр на каждое растение), spatial-hash для соседей.
- **Персист:** геномы, позиции, возраст и стадия растений сохраняются в `WorldSave` (мир больше не
воспроизводится только из сида — эволюция переживает загрузку).
- **Детерминизм:** мутации/расселение/опыление — на сидированном `Random`, как в остальной симуляции.
## Фазы реализации
- **A — климат и день/ночь (движок).** `Climate` (температура/сезон поверх `Calendar`),
`DayNight` (амбиент, `Renderer2D.AmbientLight` на World-слоях, сэмплируемый `SampleAt`),
затемнение мира ночью, HUD: сезон/температура/время. Фундамент для влияния среды на рост.
- **B — гены и рост по пригодностям (игра).** Компонент `PlantGenome`, расчёт пригодностей
(свет из `DayNight.SampleAt`, температура из `Climate`, плодородность из террейна), замена
плоского `GrowthRate`. Геном виден/правится в инспекторе.
- **C — размножение и смерть (игра).** Перекрёстное/самоопыление, расселение, лимит плотности,
старение/стресс-смерть, персист популяции в сейв.
- **D — полноценное 2D-освещение (движок).** Точечные источники + тени (окклюзия от препятствий);
`DayNight.SampleAt` начинает возвращать локальную освещённость, и затенённые растения растут хуже.
+1 -1
Submodule engine updated: d044cafad9...d360093be1
+7 -1
View File
@@ -93,9 +93,15 @@ public sealed class GenomeDef
/// <summary>Оптимальная температура (°C) и её толерантность.</summary>
public float OptimalTemperature { get; init; } = 18f;
/// <summary>Ширина толерантности по температуре (°C).</summary>
/// <summary>Ширина толерантности по температуре (°C) — половина плато полного роста вокруг оптимума.</summary>
public float TemperatureTolerance { get; init; } = 12f;
/// <summary>Морозостойкость (°C): на сколько ниже плато рост спадает до нуля (жёсткая нижняя граница).</summary>
public float ColdHardiness { get; init; } = 8f;
/// <summary>Жаростойкость (°C): на сколько выше плато рост спадает до нуля (жёсткая верхняя граница).</summary>
public float HeatHardiness { get; init; } = 10f;
/// <summary>Оптимальная плодородность почвы и её толерантность.</summary>
public float OptimalFertility { get; init; } = 1f;
+2
View File
@@ -103,6 +103,8 @@ public sealed class PlantSet
Numeric("GeneLightTolerance", g.LightTolerance),
Numeric("GeneOptimalTemperature", g.OptimalTemperature),
Numeric("GeneTemperatureTolerance", g.TemperatureTolerance),
Numeric("GeneColdHardiness", g.ColdHardiness),
Numeric("GeneHeatHardiness", g.HeatHardiness),
Numeric("GeneOptimalFertility", g.OptimalFertility),
Numeric("GeneFertilityTolerance", g.FertilityTolerance),
Numeric("GeneVigor", g.Vigor),
+6
View File
@@ -168,6 +168,7 @@ public sealed class WorldScene : Scene
Store,
_plants,
calendar,
climate,
Context.Clock,
_config.Width,
_config.Height,
@@ -587,6 +588,11 @@ public sealed class WorldScene : Scene
$" vigor {traits.Vigor:0.##}, lifespan {traits.Lifespan:0} d, "
+ $"optimalLight {traits.OptimalLight:0.##}, leafHue {traits.LeafHue:0.##}"
);
var (tMin, tLow, tHigh, tMax) = traits.TemperatureBand();
console.WriteLine(
$" temp: grows {tMin:0.#}..{tMax:0.#}°C, optimal {tLow:0.#}..{tHigh:0.#}°C "
+ $"(cold {traits.ColdHardiness:0.#}, heat {traits.HeatHardiness:0.#})"
);
if (def.HarvestProduct is { } harvest)
{
+2 -1
View File
@@ -56,7 +56,8 @@ public static class PlantFactory
CellFertility = cellFertility,
},
new PlantOrganism { Genome = genome, Traits = traits },
new Fruiting()
new Fruiting(),
new TemperatureStress()
);
}
+3 -5
View File
@@ -53,14 +53,12 @@ public sealed class PlantGrowthSystem(
ref var traits = ref orgs[i].Traits;
var light = lighting.SampleAt(t[i].Position);
// Температура — трапеция RimWorld: плато полного роста, жёсткие края (дормантность вне).
var (tMin, tLow, tHigh, tMax) = traits.TemperatureBand();
var rate =
traits.Vigor
* Suitability.Gaussian(light, traits.OptimalLight, traits.LightTolerance)
* Suitability.Gaussian(
temperature,
traits.OptimalTemperature,
traits.TemperatureTolerance
)
* Suitability.Trapezoid(temperature, tMin, tLow, tHigh, tMax)
* Suitability.Gaussian(
grow.CellFertility,
traits.OptimalFertility,
+50 -13
View File
@@ -2,6 +2,7 @@ using Friflo.Engine.ECS;
using Friflo.Engine.ECS.Systems;
using LittleSim.Content;
using Microsoft.Xna.Framework;
using MrGameEng.AI;
using MrGameEng.Core;
using MrGameEng.Genetics;
using MrGameEng.Graphics;
@@ -9,21 +10,30 @@ using MrGameEng.Graphics;
namespace LittleSim.Sim;
/// <summary>
/// Жизненный цикл растений: размножение (наследование по Менделю) и смерть от старости. Запускается
/// не каждый кадр, а раз в <see cref="IntervalDays"/> игрового дня. За тик: строит по-клеточную сетку
/// (счётчик плотности + «представитель» вида/генома), собирает умерших по возрасту, затем зрелые с
/// вероятностью <c>elapsed/ReproduceInterval</c> сеют потомка — приоритет перекрёстного опыления
/// (зрелый сосед того же вида в радиусе расселения), иначе самоопыление по гену. Семя падает в
/// случайную клетку радиуса, если это суша и не превышен лимит плотности. Структурные изменения
/// (создание/удаление сущностей) применяются после проходов по запросу — это безопасно.
/// Жизненный цикл растений: размножение (наследование по Менделю), смерть от старости и от
/// температурного стресса (вымерзание/перегрев). Запускается не каждый кадр, а раз в
/// <see cref="IntervalDays"/> игрового дня. За тик: строит по-клеточную сетку (счётчик плотности +
/// «представитель» вида/генома), копит/рассасывает температурный стресс по текущей температуре,
/// собирает умерших (старость или превышенный стресс), затем зрелые с вероятностью
/// <c>elapsed/ReproduceInterval</c> сеют потомка — приоритет перекрёстного опыления (зрелый сосед
/// того же вида в радиусе расселения), иначе самоопыление по гену. Семя падает в случайную клетку
/// радиуса, если это суша и не превышен лимит плотности. Структурные изменения (создание/удаление
/// сущностей) применяются после проходов по запросу — это безопасно.
/// </summary>
public sealed class PlantLifecycleSystem : BaseSystem
{
private const float IntervalDays = 0.25f;
/// <summary>Сколько игровых дней дормантности вне диапазона роста убивают растение.</summary>
private const float LethalStressDays = 6f;
/// <summary>Во сколько раз стресс рассасывается быстрее в пригодной температуре, чем копится вне.</summary>
private const float StressRecovery = 1.5f;
private readonly EntityStore _store;
private readonly PlantSet _plants;
private readonly Calendar _calendar;
private readonly Climate _climate;
private readonly GameClock _clock;
private readonly int _width;
private readonly int _height;
@@ -32,7 +42,12 @@ public sealed class PlantLifecycleSystem : BaseSystem
private readonly bool[] _cellLand;
private readonly int _densityCap;
private readonly Random _rng;
private readonly ArchetypeQuery<PlantGrowth, PlantOrganism, Transform2D> _query;
private readonly ArchetypeQuery<
PlantGrowth,
PlantOrganism,
Transform2D,
TemperatureStress
> _query;
private readonly int[] _count;
private readonly CellRep[] _rep;
@@ -45,6 +60,7 @@ public sealed class PlantLifecycleSystem : BaseSystem
EntityStore store,
PlantSet plants,
Calendar calendar,
Climate climate,
GameClock clock,
int width,
int height,
@@ -58,6 +74,7 @@ public sealed class PlantLifecycleSystem : BaseSystem
_store = store;
_plants = plants;
_calendar = calendar;
_climate = climate;
_clock = clock;
_width = width;
_height = height;
@@ -66,7 +83,7 @@ public sealed class PlantLifecycleSystem : BaseSystem
_cellLand = cellLand;
_densityCap = densityCap;
_rng = new Random(seed);
_query = store.Query<PlantGrowth, PlantOrganism, Transform2D>();
_query = store.Query<PlantGrowth, PlantOrganism, Transform2D, TemperatureStress>();
_count = new int[width * height];
_rep = new CellRep[width * height];
}
@@ -82,13 +99,13 @@ public sealed class PlantLifecycleSystem : BaseSystem
var elapsed = _accumulator;
_accumulator = 0f;
BuildGridAndCollect();
BuildGridAndCollect(elapsed);
Reproduce(elapsed);
Apply();
}
// Проход 1: сетка плотности + представители, сбор умерших и зрелых-кандидатов.
private void BuildGridAndCollect()
// Проход 1: сетка плотности + представители, температурный стресс, сбор умерших и зрелых-кандидатов.
private void BuildGridAndCollect(float elapsed)
{
Array.Clear(_count);
for (var c = 0; c < _rep.Length; c++)
@@ -100,11 +117,14 @@ public sealed class PlantLifecycleSystem : BaseSystem
_candidates.Clear();
_births.Clear();
foreach (var (growths, organisms, transforms, entities) in _query.Chunks)
var temperature = _climate.Temperature; // глобальная — едина для всех растений в этот тик
foreach (var (growths, organisms, transforms, stresses, entities) in _query.Chunks)
{
var g = growths.Span;
var orgs = organisms.Span;
var t = transforms.Span;
var st = stresses.Span;
for (var i = 0; i < g.Length; i++)
{
ref var grow = ref g[i];
@@ -115,6 +135,23 @@ public sealed class PlantLifecycleSystem : BaseSystem
continue;
}
// Температурный стресс: вне диапазона роста (трапеция = 0) копится, внутри — рассасывается.
var (tMin, tLow, tHigh, tMax) = org.Traits.TemperatureBand();
ref var stress = ref st[i].Days;
if (Suitability.Trapezoid(temperature, tMin, tLow, tHigh, tMax) <= 0f)
{
stress += elapsed;
if (stress >= LethalStressDays)
{
_deaths.Add(entities.EntityAt(i)); // вымерзло/перегрелось
continue;
}
}
else
{
stress = MathF.Max(0f, stress - elapsed * StressRecovery);
}
var pos = t[i].Position;
var cx = Math.Clamp((int)(pos.X / _cellSize), 0, _width - 1);
var cy = Math.Clamp((int)(pos.Y / _cellSize), 0, _height - 1);
+28
View File
@@ -15,6 +15,8 @@ public struct PlantPhenotype
public float LightTolerance;
public float OptimalTemperature;
public float TemperatureTolerance;
public float ColdHardiness;
public float HeatHardiness;
public float OptimalFertility;
public float FertilityTolerance;
public float Vigor;
@@ -33,6 +35,18 @@ public struct PlantPhenotype
/// <summary>Морфа: рецессивный вариант (выраженное значение гена морфы ≈ 1) — другой тинт спрайта.</summary>
public bool IsVariant;
/// <summary>
/// Четыре точки температурной трапеции роста (модель RimWorld): жёсткий минимум, нижний край плато,
/// верхний край плато, жёсткий максимум. Плато — оптимум ± толерантность; жёсткие края отстоят от
/// плато на морозо-/жаростойкость. Кормит <see cref="MrGameEng.AI.Suitability.Trapezoid"/>.
/// </summary>
public readonly (float Min, float OptimalLow, float OptimalHigh, float Max) TemperatureBand()
{
var low = OptimalTemperature - TemperatureTolerance;
var high = OptimalTemperature + TemperatureTolerance;
return (low - ColdHardiness, low, high, high + HeatHardiness);
}
/// <summary>Собирает фенотип из карты признаков, посчитанной <see cref="Phenotype.Compute"/>.</summary>
public static PlantPhenotype FromTraits(IReadOnlyDictionary<string, float> traits)
{
@@ -43,6 +57,8 @@ public struct PlantPhenotype
LightTolerance = T("lightTolerance"),
OptimalTemperature = T("optimalTemperature"),
TemperatureTolerance = T("temperatureTolerance"),
ColdHardiness = T("coldHardiness"),
HeatHardiness = T("heatHardiness"),
OptimalFertility = T("optimalFertility"),
FertilityTolerance = T("fertilityTolerance"),
Vigor = T("vigor"),
@@ -85,3 +101,15 @@ public struct Fruiting : IComponent
/// <summary>Накоплено зрелых плодов (0..FruitYield).</summary>
public float RipeFruit;
}
/// <summary>
/// Накопленный температурный стресс растения в игровых днях. Пока температура вне диапазона роста
/// (трапеция <see cref="PlantPhenotype.TemperatureBand"/> даёт ноль — слишком холодно или жарко),
/// стресс копится; внутри диапазона — рассасывается. Превышение порога убивает растение
/// (вымерзание/перегрев). Управляется <c>PlantLifecycleSystem</c>.
/// </summary>
public struct TemperatureStress : IComponent
{
/// <summary>Накоплено дней дормантности вне диапазона роста; при превышении лимита — гибель.</summary>
public float Days;
}