🧬 Game of Life 3D

Un'implementazione del Gioco della Vita di Conway in tre dimensioni, sviluppata in C# (.NET 8) con interfaccia grafica Avalonia UI 11.

La simulazione si svolge su una griglia cubica toroidale (i bordi si collegano tra loro). Il rendering 3D avviene tramite proiezione prospettica e SkiaSharp, senza dipendenze da OpenGL o GPU dedicata.

• 🔲 Griglia 3D toroidale con vicinato di Moore a 26 celle
• Simulazione in tempo reale con velocità configurabile (1–60 step/s)
• 🖱️ Camera orbitale — trascina per ruotare, rotella per zoom
• 🔍 Zoom con bottoni e tastiera — pulsanti − + ⌂ nella toolbar, shortcut + - 0
• 🎛️ Regole configurabili — modifica le condizioni di sopravvivenza e nascita a caldo
• 📐 Dimensione griglia regolabile — da 10³ a 50³ celle
• 🎨 Renderer Skia — funziona su macOS, Windows e Linux senza OpenGL
• 🖼️ Icona personalizzata — icona isometrica 3D nel dock/taskbar e nella titlebar

• .NET 8 SDK

# Compila la soluzione
dotnet build

# Avvia l'applicazione
dotnet run --project src/GameOfLife3D.App

GameOfLife3D/
├── src/
│   ├── GameOfLife3D.Core/          # Logica di simulazione (senza dipendenze UI)
│   │   ├── Grid3D.cs               # Griglia 3D con doppio buffer thread-safe
│   │   ├── SimulationEngine.cs     # Step, Randomize, Clear
│   │   └── Rules/
│   │       ├── IRule3D.cs          # Interfaccia regola
│   │       └── StandardRule3D.cs  # Regola "445" (sopravvive 5-7, nasce su 6)
│   └── GameOfLife3D.App/           # Applicazione Avalonia
│       ├── Assets/
│       │   └── icon.png            # Icona isometrica 3D (256×256 RGBA)
│       ├── Controls/
│       │   └── GameOfLifeGlControl.cs   # Renderer 3D (Skia + proiezione prospettica)
│       ├── ViewModels/
│       │   └── MainViewModel.cs         # Stato e comandi (CommunityToolkit.Mvvm)
│       ├── Views/
│       │   └── MainWindow.axaml         # Layout UI (toolbar, slider, viewport)
│       └── MacDockIcon.cs               # Icona dock macOS via ObjC runtime
└── .github/
    └── copilot-instructions.md

La regola predefinita è la cosiddetta "445" (o "Clouds"):

Puoi modificare le regole direttamente dall'interfaccia nei campi Survive e Birth, inserendo i valori separati da virgola (es. 4,5 oppure 6,7,8).

Alcune regole interessanti da provare:

La dropdown Shape nel pannello impostazioni permette di inserire pattern in una posizione casuale. Le forme con prefisso 🔒 (still life) e 🌱 (seed) sono matematicamente verificate per la regola "445"; 🔁 (Blinker) è verificato come oscillatore periodo-2.

Nota: Le forme con prefisso 🔒 e 🌱 sono verificate per la regola "445". La forma 🔁 Blinker è un oscillatore periodo-2 già sotto "445". La forma 🚀 Glider è uno spaceship di Carter Bays: si sposta solo sotto la regola Survive=4,7 / Birth=5; "Piazzala" applica automaticamente tale regola prima di stamparla, così la vedi camminare. Sotto "445" non si muove.

Il progetto è diviso in due layer netti:

GameOfLife3D.Core — libreria pura, senza dipendenze UI, testabile in isolamento. La griglia usa un doppio buffer (_front / _back): Step() scatta uno snapshot di _front (sotto lock) e lo usa per tutti i calcoli, scrivendo il risultato su _back e chiamando Swap() (thread-safe con lock) al termine. Grazie allo snapshot, eventuali scritture UI concorrenti (Randomize/Clear/PlaceShape) non possono corrompere uno step in corso.

GameOfLife3D.App — applicazione Avalonia con pattern MVVM. Il rendering 3D avviene in GameOfLifeRenderOp (implementa ICustomDrawOperation): le celle vive e i tubi che collegano i vicini ortogonali vengono proiettati nello spazio schermo tramite matrici System.Numerics e inseriti in un'unica lista ordinata per profondità (algoritmo del pittore, dal più lontano al più vicino), così le celle e i tubi si sovrappongono correttamente. Equals/GetHashCode sono implementati per valore, permettendo ad Avalonia di riusare i frame invariati.

La camera è in coordinate sferiche (_radius, _theta, _phi). Il raggio viene aggiornato solo quando cambia la dimensione della griglia, così le operazioni di zoom (rotella, pulsanti, tastiera) persistono correttamente tra un frame e l'altro.

Su macOS, l'icona del dock viene impostata programmaticamente in MacDockIcon.cs tramite l'ObjC runtime (NSApplication.setApplicationIconImage:), necessario quando l'app gira fuori da un bundle .app.

MIT