tawasuyu/llimphi

1//! Demo de **luces puntuales coloreadas** en el ray-march voxel: antorchas/
2//! lámparas que tiñen los voxels cercanos con caída por distancia. Útil para
3//! mood cinematográfico (la rama machinima) y para juegos (antorchas).
4//!
5//! Rinde tres PNG para el contraste:
6//! - `/tmp/lights_off.png`      — sólo sol + ambiente (la escena base).
7//! - `/tmp/lights_noshadow.png` — + una luz cálida y una fría (MVP plano, sin sombra).
8//! - `/tmp/lights_on.png`       — las mismas luces **con sombra dura** (default):
9//!   los pilares/esfera bloquean la luz puntual y proyectan su sombra en el piso.
10//!
11//! La diferencia `noshadow` → `on` aísla la sombra de las puntuales (el feature
12//! nuevo): se ven los conos oscuros detrás de cada obstáculo respecto de la luz.
13//!
14//! `cargo run -p llimphi-3d --example lights_demo --release`
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16use std::fs::File;
17use std::io::BufWriter;
18
19use llimphi_3d::glam::Vec3;
20use llimphi_3d::{Camera3d, PointLight, VoxelGrid, VoxelRenderer};
21use llimphi_hal::{wgpu, Hal};
22use llimphi_raster::peniko::Color;
23use llimphi_raster::{vello, Renderer};
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25const W: u32 = 960;
26const H: u32 = 540;
27const FMT: wgpu::TextureFormat = wgpu::TextureFormat::Rgba8Unorm;
28
29fn main() {
30    let dim = [96u32, 96, 96];
31    let hal = pollster::block_on(Hal::new(None)).expect("hal");
32    let mut renderer = Renderer::new(&hal).expect("renderer");
33
34    let mut grid = VoxelGrid::demo_scene(dim);
35    // Losa flotante en una zona despejada del piso: con una luz puntual justo
36    // ENCIMA, proyecta una sombra rectangular nítida en el piso de abajo — la
37    // prueba más legible de que las puntuales ya ocluyen.
38    for z in 58..74 {
39        for x in 16..34 {
40            grid.set(x, 20, z, [180, 180, 190]);
41            grid.set(x, 21, z, [180, 180, 190]);
42        }
43    }
44
45    let mut vr = VoxelRenderer::new(&hal.device, &hal.queue, FMT, &grid);
46    // Sol bajo y tenue para que las luces puntuales destaquen.
47    vr.sun_dir = [0.3, 0.35, 0.5];
48
49    let camera = Camera3d::orbit(
50        Vec3::new(0.0, 4.0, 0.0),
51        40_f32.to_radians(),
52        24_f32.to_radians(),
53        dim[0] as f32 * 1.6,
54    );
55
56    // Toma 1: sin luces puntuales.
57    let off = render(&hal, &mut renderer, &mut vr, &camera);
58    write_png(&off, "/tmp/lights_off.png");
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60    // Toma 2: una luz cálida (naranja, junto a un pilar) y una fría (cian, junto a
61    // la esfera). Color > 1.0 = brillo intenso; `range` en voxels.
62    // Cerca del piso (gris neutro = lee bien el color) y de un pilar, intensas.
63    vr.lights = vec![
64        // Cálida JUSTO sobre la losa flotante → sombra rectangular nítida abajo.
65        PointLight { pos: [25.0, 40.0, 66.0], color: [3.6, 1.7, 0.7], range: 70.0, radius: 0.0 },
66        // Fría junto a la esfera, a media altura → la esfera corta su luz.
67        PointLight { pos: [70.0, 30.0, 60.0], color: [0.6, 1.7, 3.6], range: 70.0, radius: 0.0 },
68    ];
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70    // 2a: MVP plano (sin sombra) — para aislar el feature nuevo.
71    vr.point_shadows = false;
72    let noshadow = render(&hal, &mut renderer, &mut vr, &camera);
73    write_png(&noshadow, "/tmp/lights_noshadow.png");
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75    // 2b: con sombra DURA (radius = 0) — los obstáculos cortan la luz de golpe.
76    vr.point_shadows = true;
77    let on = render(&hal, &mut renderer, &mut vr, &camera);
78    write_png(&on, "/tmp/lights_on.png");
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80    // 2c: con sombra BLANDA (radius > 0) — la luz pasa a fuente de área: el borde
81    // de la sombra se abre en penumbra (más cuanto más lejos el ocluyente).
82    for l in vr.lights.iter_mut() {
83        l.radius = 7.0;
84    }
85    let soft = render(&hal, &mut renderer, &mut vr, &camera);
86    write_png(&soft, "/tmp/lights_soft.png");
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88    eprintln!(
89        "escritos /tmp/lights_off.png (sin luces), /tmp/lights_noshadow.png (sin \
90         sombra), /tmp/lights_on.png (sombra dura) y /tmp/lights_soft.png (penumbra)"
91    );
92}
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94fn render(hal: &Hal, renderer: &mut Renderer, vr: &mut VoxelRenderer, camera: &Camera3d) -> Vec<u8> {
95    let inter = hal.device.create_texture(&wgpu::TextureDescriptor {
96        label: Some("inter"),
97        size: wgpu::Extent3d { width: W, height: H, depth_or_array_layers: 1 },
98        mip_level_count: 1,
99        sample_count: 1,
100        dimension: wgpu::TextureDimension::D2,
101        format: FMT,
102        usage: wgpu::TextureUsages::STORAGE_BINDING
103            | wgpu::TextureUsages::TEXTURE_BINDING
104            | wgpu::TextureUsages::RENDER_ATTACHMENT
105            | wgpu::TextureUsages::COPY_SRC,
106        view_formats: &[],
107    });
108    let view = inter.create_view(&wgpu::TextureViewDescriptor::default());
109    renderer
110        .render_to_view(hal, &vello::Scene::new(), &view, W, H, Color::from_rgba8(0, 0, 0, 255))
111        .expect("base");
112    let mut enc = hal
113        .device
114        .create_command_encoder(&wgpu::CommandEncoderDescriptor { label: Some("lights") });
115    vr.render(&hal.device, &hal.queue, &mut enc, &view, (W, H), camera);
116    hal.queue.submit(std::iter::once(enc.finish()));
117    let _ = hal.device.poll(wgpu::PollType::wait_indefinitely());
118    readback(hal, &inter)
119}
120
121fn readback(hal: &Hal, target: &wgpu::Texture) -> Vec<u8> {
122    let unpadded = (W * 4) as usize;
123    let align = wgpu::COPY_BYTES_PER_ROW_ALIGNMENT as usize;
124    let padded = unpadded.div_ceil(align) * align;
125    let buf = hal.device.create_buffer(&wgpu::BufferDescriptor {
126        label: Some("readback"),
127        size: (padded * H as usize) as u64,
128        usage: wgpu::BufferUsages::MAP_READ | wgpu::BufferUsages::COPY_DST,
129        mapped_at_creation: false,
130    });
131    let mut enc = hal
132        .device
133        .create_command_encoder(&wgpu::CommandEncoderDescriptor { label: None });
134    enc.copy_texture_to_buffer(
135        wgpu::TexelCopyTextureInfo {
136            texture: target,
137            mip_level: 0,
138            origin: wgpu::Origin3d::ZERO,
139            aspect: wgpu::TextureAspect::All,
140        },
141        wgpu::TexelCopyBufferInfo {
142            buffer: &buf,
143            layout: wgpu::TexelCopyBufferLayout {
144                offset: 0,
145                bytes_per_row: Some(padded as u32),
146                rows_per_image: Some(H),
147            },
148        },
149        wgpu::Extent3d { width: W, height: H, depth_or_array_layers: 1 },
150    );
151    hal.queue.submit(std::iter::once(enc.finish()));
152    let slice = buf.slice(..);
153    let (tx, rx) = std::sync::mpsc::channel();
154    slice.map_async(wgpu::MapMode::Read, move |r| {
155        let _ = tx.send(r);
156    });
157    let _ = hal.device.poll(wgpu::PollType::wait_indefinitely());
158    rx.recv().unwrap().unwrap();
159    let data = slice.get_mapped_range();
160    let mut pixels = Vec::with_capacity((W * H * 4) as usize);
161    for row in 0..H as usize {
162        let s = row * padded;
163        pixels.extend_from_slice(&data[s..s + unpadded]);
164    }
165    drop(data);
166    buf.unmap();
167    pixels
168}
169
170fn write_png(pixels: &[u8], path: &str) {
171    let file = File::create(path).expect("png");
172    let mut enc = png::Encoder::new(BufWriter::new(file), W, H);
173    enc.set_color(png::ColorType::Rgba);
174    enc.set_depth(png::BitDepth::Eight);
175    let mut wtr = enc.write_header().unwrap();
176    wtr.write_image_data(pixels).unwrap();
177}