git.mutantstargoat.com Git - metatoy/blob - src/3dgfx/3dgfx.c

   1 #ifndef BUILD_OPENGL
   2 #include <stdio.h>
   3 #include <stdlib.h>
   4 #include <string.h>
   5 #include <math.h>
   6 #include <assert.h>
   7 #include <alloca.h>
   8 #include "3dgfx.h"
   9 #include "polyfill.h"
  10 #include "polyclip.h"
  11 #include "inttypes.h"
  12 #include "gfxutil.h"
  13 #include "util.h"
  14 #include "colormgr.h"
  15
  16
  17 #undef CORRECT_NORMAL_MATRIX
  18 #ifdef CORRECT_NORMAL_MATRIX
  19 #include <cgmath/cgmath.h>
  20 #endif
  21
  22 #define ENABLE_ZBUFFER
  23
  24 #define STACK_SIZE      16
  25 typedef float g3d_matrix[16];
  26
  27 #define MAX_LIGHTS              4
  28
  29 #define IMM_VBUF_SIZE   256
  30
  31 #define NORMALIZE(v) \
  32         do { \
  33                 float len = sqrt((v)[0] * (v)[0] + (v)[1] * (v)[1] + (v)[2] * (v)[2]); \
  34                 if(len != 0.0) { \
  35                         float s = 1.0 / len; \
  36                         (v)[0] *= s; \
  37                         (v)[1] *= s; \
  38                         (v)[2] *= s; \
  39                 } \
  40         } while(0)
  41
  42 enum {LT_POS, LT_DIR};
  43 struct light {
  44         int type;
  45         float x, y, z;
  46         float energy;
  47 };
  48
  49 struct material {
  50         float kd, ks;
  51         float shin;
  52 };
  53
  54 struct g3d_state {
  55         unsigned int opt;
  56         int frontface;
  57         int polymode;
  58
  59         g3d_matrix mat[G3D_NUM_MATRICES][STACK_SIZE];
  60         int mtop[G3D_NUM_MATRICES];
  61         int mmode;
  62
  63         g3d_matrix norm_mat;
  64
  65         float ambient;
  66         struct light lt[MAX_LIGHTS];
  67         struct material mtl;
  68
  69         int width, height;
  70         g3d_pixel *pixels;
  71
  72         int vport[4];
  73
  74         g3d_pixel clear_color;
  75         uint32_t clear_depth;
  76
  77         /* immediate mode */
  78         int imm_prim;
  79         int imm_numv, imm_pcount;
  80         struct g3d_vertex imm_curv;
  81         struct g3d_vertex imm_vbuf[IMM_VBUF_SIZE];
  82 };
  83
  84 static void calc_grad(struct g3d_vertex *v);
  85
  86 static void imm_flush(void);
  87 static __inline void xform4_vec3(const float *mat, float *vec);
  88 static __inline void xform3_vec3(const float *mat, float *vec);
  89 static void shade(struct g3d_vertex *v);
  90
  91 static struct g3d_state *st;
  92 static const float idmat[] = {
  93         1, 0, 0, 0,
  94         0, 1, 0, 0,
  95         0, 0, 1, 0,
  96         0, 0, 0, 1
  97 };
  98
  99 int g3d_init(void)
 100 {
 101         if(!(st = calloc(1, sizeof *st))) {
 102                 fprintf(stderr, "failed to allocate G3D context\n");
 103                 return -1;
 104         }
 105         g3d_reset();
 106
 107         return 0;
 108 }
 109
 110 void g3d_destroy(void)
 111 {
 112 #ifdef ENABLE_ZBUFFER
 113         free(pfill_zbuf);
 114 #endif
 115         free(st);
 116 }
 117
 118 void g3d_reset(void)
 119 {
 120         int i;
 121
 122 #ifdef ENABLE_ZBUFFER
 123         free(pfill_zbuf);
 124 #endif
 125         memset(st, 0, sizeof *st);
 126
 127         st->opt = G3D_CLIP_FRUSTUM;
 128         st->polymode = POLYFILL_FLAT;
 129
 130         for(i=0; i<G3D_NUM_MATRICES; i++) {
 131                 g3d_matrix_mode(i);
 132                 g3d_load_identity();
 133         }
 134
 135         for(i=0; i<MAX_LIGHTS; i++) {
 136                 g3d_light_dir(i, 0, 0, 1);
 137                 g3d_light_energy(i, 1);
 138         }
 139         g3d_light_ambient(0.1);
 140
 141         g3d_mtl_diffuse(1);
 142
 143         st->clear_depth = 0xffffff;
 144 }
 145
 146 void g3d_framebuffer(int width, int height, void *pixels)
 147 {
 148         static int max_height;
 149
 150 #ifdef ENABLE_ZBUFFER
 151         static int max_npixels;
 152         int npixels = width * height;
 153
 154         if(npixels > max_npixels) {
 155                 free(pfill_zbuf);
 156                 pfill_zbuf = malloc(npixels * sizeof *pfill_zbuf);
 157                 max_npixels = npixels;
 158         }
 159 #endif
 160
 161         if(height > max_height) {
 162                 polyfill_fbheight(height);
 163                 max_height = height;
 164         }
 165
 166         st->width = width;
 167         st->height = height;
 168
 169         pfill_fb.pixels = pixels;
 170         pfill_fb.width = width;
 171         pfill_fb.height = height;
 172
 173         g3d_viewport(0, 0, width, height);
 174 }
 175
 176 /* set the framebuffer pointer, without resetting the size */
 177 void g3d_framebuffer_addr(void *pixels)
 178 {
 179         pfill_fb.pixels = pixels;
 180 }
 181
 182 void g3d_viewport(int x, int y, int w, int h)
 183 {
 184         st->vport[0] = x;
 185         st->vport[1] = y;
 186         st->vport[2] = w;
 187         st->vport[3] = h;
 188 }
 189
 190 void g3d_clear_color(unsigned char r, unsigned char g, unsigned char b)
 191 {
 192         st->clear_color = find_color(r, g, b);
 193 }
 194
 195 void g3d_clear_depth(float z)
 196 {
 197         int iz = (int)(z * (float)0xffffff);
 198         if(iz < 0) iz = 0;
 199         if(iz > 0xffffff) iz = 0xffffff;
 200         st->clear_depth = iz;
 201 }
 202
 203 void g3d_clear(unsigned int mask)
 204 {
 205         if(mask & G3D_COLOR_BUFFER_BIT) {
 206                 memset(pfill_fb.pixels, st->clear_color, pfill_fb.width * pfill_fb.height);
 207         }
 208         if(mask & G3D_DEPTH_BUFFER_BIT) {
 209                 memset32(pfill_zbuf, st->clear_depth, pfill_fb.width * pfill_fb.height);
 210         }
 211 }
 212
 213 void g3d_enable(unsigned int opt)
 214 {
 215         st->opt |= opt;
 216 }
 217
 218 void g3d_disable(unsigned int opt)
 219 {
 220         st->opt &= ~opt;
 221 }
 222
 223 void g3d_setopt(unsigned int opt, unsigned int mask)
 224 {
 225         st->opt = (st->opt & ~mask) | (opt & mask);
 226 }
 227
 228 unsigned int g3d_getopt(unsigned int mask)
 229 {
 230         return st->opt & mask;
 231 }
 232
 233 void g3d_front_face(unsigned int order)
 234 {
 235         st->frontface = order;
 236 }
 237
 238 void g3d_polygon_mode(int pmode)
 239 {
 240         st->polymode = pmode;
 241 }
 242
 243 int g3d_get_polygon_mode(void)
 244 {
 245         return st->polymode;
 246 }
 247
 248 void g3d_matrix_mode(int mmode)
 249 {
 250         st->mmode = mmode;
 251 }
 252
 253 void g3d_load_identity(void)
 254 {
 255         int top = st->mtop[st->mmode];
 256         memcpy(st->mat[st->mmode][top], idmat, 16 * sizeof(float));
 257 }
 258
 259 void g3d_load_matrix(const float *m)
 260 {
 261         int top = st->mtop[st->mmode];
 262         memcpy(st->mat[st->mmode][top], m, 16 * sizeof(float));
 263 }
 264
 265 #define M(i,j)  (((i) << 2) + (j))
 266 void g3d_mult_matrix(const float *m2)
 267 {
 268         int i, j, top = st->mtop[st->mmode];
 269         float m1[16];
 270         float *dest = st->mat[st->mmode][top];
 271
 272         memcpy(m1, dest, sizeof m1);
 273
 274         for(i=0; i<4; i++) {
 275                 for(j=0; j<4; j++) {
 276                         *dest++ = m1[M(0,j)] * m2[M(i,0)] +
 277                                 m1[M(1,j)] * m2[M(i,1)] +
 278                                 m1[M(2,j)] * m2[M(i,2)] +
 279                                 m1[M(3,j)] * m2[M(i,3)];
 280                 }
 281         }
 282 }
 283
 284 void g3d_push_matrix(void)
 285 {
 286         int top = st->mtop[st->mmode];
 287         if(top >= STACK_SIZE) {
 288                 fprintf(stderr, "g3d_push_matrix overflow\n");
 289                 return;
 290         }
 291         memcpy(st->mat[st->mmode][top + 1], st->mat[st->mmode][top], 16 * sizeof(float));
 292         st->mtop[st->mmode] = top + 1;
 293 }
 294
 295 void g3d_pop_matrix(void)
 296 {
 297         if(st->mtop[st->mmode] <= 0) {
 298                 fprintf(stderr, "g3d_pop_matrix underflow\n");
 299                 return;
 300         }
 301         --st->mtop[st->mmode];
 302 }
 303
 304 void g3d_translate(float x, float y, float z)
 305 {
 306         float m[16] = {1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1};
 307         m[12] = x;
 308         m[13] = y;
 309         m[14] = z;
 310         g3d_mult_matrix(m);
 311 }
 312
 313 void g3d_rotate(float deg, float x, float y, float z)
 314 {
 315         float m[16] = {0};
 316
 317         float angle = M_PI * deg / 180.0f;
 318         float sina = sin(angle);
 319         float cosa = cos(angle);
 320         float one_minus_cosa = 1.0f - cosa;
 321         float nxsq = x * x;
 322         float nysq = y * y;
 323         float nzsq = z * z;
 324
 325         m[0] = nxsq + (1.0f - nxsq) * cosa;
 326         m[4] = x * y * one_minus_cosa - z * sina;
 327         m[8] = x * z * one_minus_cosa + y * sina;
 328         m[1] = x * y * one_minus_cosa + z * sina;
 329         m[5] = nysq + (1.0 - nysq) * cosa;
 330         m[9] = y * z * one_minus_cosa - x * sina;
 331         m[2] = x * z * one_minus_cosa - y * sina;
 332         m[6] = y * z * one_minus_cosa + x * sina;
 333         m[10] = nzsq + (1.0 - nzsq) * cosa;
 334         m[15] = 1.0f;
 335
 336         g3d_mult_matrix(m);
 337 }
 338
 339 void g3d_scale(float x, float y, float z)
 340 {
 341         float m[16] = {0};
 342         m[0] = x;
 343         m[5] = y;
 344         m[10] = z;
 345         m[15] = 1.0f;
 346         g3d_mult_matrix(m);
 347 }
 348
 349 void g3d_ortho(float left, float right, float bottom, float top, float znear, float zfar)
 350 {
 351         float m[16] = {0};
 352
 353         float dx = right - left;
 354         float dy = top - bottom;
 355         float dz = zfar - znear;
 356
 357         m[0] = 2.0 / dx;
 358         m[5] = 2.0 / dy;
 359         m[10] = -2.0 / dz;
 360         m[12] = -(right + left) / dx;
 361         m[13] = -(top + bottom) / dy;
 362         m[14] = -(zfar + znear) / dz;
 363         m[15] = 1.0f;
 364
 365         g3d_mult_matrix(m);
 366 }
 367
 368 void g3d_frustum(float left, float right, float bottom, float top, float nr, float fr)
 369 {
 370         float m[16] = {0};
 371
 372         float dx = right - left;
 373         float dy = top - bottom;
 374         float dz = fr - nr;
 375
 376         float a = (right + left) / dx;
 377         float b = (top + bottom) / dy;
 378         float c = -(fr + nr) / dz;
 379         float d = -2.0 * fr * nr / dz;
 380
 381         m[0] = 2.0 * nr / dx;
 382         m[5] = 2.0 * nr / dy;
 383         m[8] = a;
 384         m[9] = b;
 385         m[10] = c;
 386         m[11] = -1.0f;
 387         m[14] = d;
 388
 389         g3d_mult_matrix(m);
 390 }
 391
 392 void g3d_perspective(float vfov_deg, float aspect, float znear, float zfar)
 393 {
 394         float m[16] = {0};
 395
 396         float vfov = M_PI * vfov_deg / 180.0f;
 397         float s = 1.0f / tan(vfov * 0.5f);
 398         float range = znear - zfar;
 399
 400         m[0] = s / aspect;
 401         m[5] = s;
 402         m[10] = (znear + zfar) / range;
 403         m[11] = -1.0f;
 404         m[14] = 2.0f * znear * zfar / range;
 405
 406         g3d_mult_matrix(m);
 407 }
 408
 409 const float *g3d_get_matrix(int which, float *m)
 410 {
 411         int top = st->mtop[which];
 412
 413         if(m) {
 414                 memcpy(m, st->mat[which][top], 16 * sizeof(float));
 415         }
 416         return st->mat[which][top];
 417 }
 418
 419 void g3d_light_pos(int idx, float x, float y, float z)
 420 {
 421         int mvtop = st->mtop[G3D_MODELVIEW];
 422
 423         st->lt[idx].type = LT_POS;
 424         st->lt[idx].x = x;
 425         st->lt[idx].y = y;
 426         st->lt[idx].z = z;
 427
 428         xform4_vec3(st->mat[G3D_MODELVIEW][mvtop], &st->lt[idx].x);
 429 }
 430
 431 void g3d_light_dir(int idx, float x, float y, float z)
 432 {
 433         int mvtop = st->mtop[G3D_MODELVIEW];
 434
 435         st->lt[idx].type = LT_DIR;
 436         st->lt[idx].x = x;
 437         st->lt[idx].y = y;
 438         st->lt[idx].z = z;
 439
 440         /* calc the normal matrix */
 441 #ifdef CORRECT_NORMAL_MATRIX
 442         memcpy(st->norm_mat, st->mat[G3D_MODELVIEW][mvtop], 16 * sizeof(float));
 443         cgm_minverse(st->norm_mat);
 444         cgm_mtranspose(st->norm_mat);
 445 #else
 446         memcpy(st->norm_mat, st->mat[G3D_MODELVIEW][mvtop], 16 * sizeof(float));
 447         st->norm_mat[12] = st->norm_mat[13] = st->norm_mat[14] = 0.0f;
 448 #endif
 449
 450         xform4_vec3(st->norm_mat, &st->lt[idx].x);
 451
 452         NORMALIZE(&st->lt[idx].x);
 453 }
 454
 455 void g3d_light_energy(int idx, float val)
 456 {
 457         st->lt[idx].energy = val;
 458 }
 459
 460 void g3d_light_ambient(float val)
 461 {
 462         st->ambient = val;
 463 }
 464
 465 void g3d_mtl_diffuse(float diffuse)
 466 {
 467         st->mtl.kd = diffuse;
 468 }
 469
 470 void g3d_mtl_specular(float spec)
 471 {
 472         st->mtl.ks = spec;
 473 }
 474
 475 void g3d_mtl_shininess(float shin)
 476 {
 477         st->mtl.shin = shin;
 478 }
 479
 480 static inline int calc_shift(unsigned int x)
 481 {
 482         int res = -1;
 483         while(x) {
 484                 x >>= 1;
 485                 ++res;
 486         }
 487         return res;
 488 }
 489
 490 static inline int calc_mask(unsigned int x)
 491 {
 492         return x - 1;
 493 }
 494
 495 void g3d_set_texture(int xsz, int ysz, void *pixels)
 496 {
 497         pfill_tex.pixels = pixels;
 498         pfill_tex.width = xsz;
 499         pfill_tex.height = ysz;
 500
 501         pfill_tex.xshift = calc_shift(xsz);
 502         pfill_tex.yshift = calc_shift(ysz);
 503         pfill_tex.xmask = calc_mask(xsz);
 504         pfill_tex.ymask = calc_mask(ysz);
 505 }
 506
 507 void g3d_draw(int prim, const struct g3d_vertex *varr, int varr_size)
 508 {
 509         g3d_draw_indexed(prim, varr, varr_size, 0, 0);
 510 }
 511
 512 #define NEED_NORMALS    (st->opt & (G3D_LIGHTING | G3D_TEXTURE_GEN))
 513
 514 void g3d_draw_indexed(int prim, const struct g3d_vertex *varr, int varr_size,
 515                 const uint16_t *iarr, int iarr_size)
 516 {
 517         int i, j, vnum, nfaces, fill_mode, num_tri;
 518         struct pvertex pv[16], *pvtri;
 519         struct g3d_vertex v[16], *vtri;
 520         int mvtop = st->mtop[G3D_MODELVIEW];
 521         int ptop = st->mtop[G3D_PROJECTION];
 522         struct g3d_vertex *tmpv;
 523
 524         tmpv = alloca(prim * 6 * sizeof *tmpv);
 525
 526         /* calc the normal matrix */
 527         if(NEED_NORMALS) {
 528 #ifdef CORRECT_NORMAL_MATRIX
 529                 memcpy(st->norm_mat, st->mat[G3D_MODELVIEW][mvtop], 16 * sizeof(float));
 530                 cgm_minverse(st->norm_mat);
 531                 cgm_mtranspose(st->norm_mat);
 532 #else
 533                 memcpy(st->norm_mat, st->mat[G3D_MODELVIEW][mvtop], 16 * sizeof(float));
 534                 st->norm_mat[12] = st->norm_mat[13] = st->norm_mat[14] = 0.0f;
 535 #endif
 536         }
 537
 538         nfaces = (iarr ? iarr_size : varr_size) / prim;
 539
 540         for(j=0; j<nfaces; j++) {
 541                 vnum = prim;    /* reset vnum for each iteration */
 542
 543                 for(i=0; i<vnum; i++) {
 544                         v[i] = iarr ? varr[*iarr++] : *varr++;
 545
 546                         xform4_vec3(st->mat[G3D_MODELVIEW][mvtop], &v[i].x);
 547
 548                         if(NEED_NORMALS) {
 549                                 xform3_vec3(st->norm_mat, &v[i].nx);
 550                                 if(st->opt & G3D_LIGHTING) {
 551                                         shade(v + i);
 552                                 }
 553                                 if(st->opt & G3D_TEXTURE_GEN) {
 554                                         v[i].u = v[i].nx * 0.5 + 0.5;
 555                                         v[i].v = 0.5 - v[i].ny * 0.5;
 556                                 }
 557                         }
 558                         if(st->opt & G3D_TEXTURE_MAT) {
 559                                 float *mat = st->mat[G3D_TEXTURE][st->mtop[G3D_TEXTURE]];
 560                                 float x = mat[0] * v[i].u + mat[4] * v[i].v + mat[12];
 561                                 float y = mat[1] * v[i].u + mat[5] * v[i].v + mat[13];
 562                                 float w = mat[3] * v[i].u + mat[7] * v[i].v + mat[15];
 563                                 v[i].u = x / w;
 564                                 v[i].v = y / w;
 565                         }
 566                         xform4_vec3(st->mat[G3D_PROJECTION][ptop], &v[i].x);
 567                 }
 568
 569                 /* clipping */
 570                 if(st->opt & G3D_CLIP_FRUSTUM) {
 571                         for(i=0; i<6; i++) {
 572                                 memcpy(tmpv, v, vnum * sizeof *v);
 573
 574                                 if(clip_frustum(v, &vnum, tmpv, vnum, i) < 0) {
 575                                         /* polygon completely outside of view volume. discard */
 576                                         vnum = 0;
 577                                         break;
 578                                 }
 579                         }
 580
 581                         if(!vnum) continue;
 582                 }
 583
 584                 for(i=0; i<vnum; i++) {
 585                         if(v[i].w != 0.0f) {
 586                                 v[i].x /= v[i].w;
 587                                 v[i].y /= v[i].w;
 588 #ifdef ENABLE_ZBUFFER
 589                                 if(st->opt & G3D_DEPTH_TEST) {
 590                                         v[i].z /= v[i].w;
 591                                 }
 592 #endif
 593                         }
 594
 595                         /* viewport transformation */
 596                         v[i].x = (v[i].x * 0.5f + 0.5f) * (float)st->vport[2] + st->vport[0];
 597                         v[i].y = (0.5f - v[i].y * 0.5f) * (float)st->vport[3] + st->vport[1];
 598
 599                         /* convert pos to 24.8 fixed point */
 600                         pv[i].x = cround64(v[i].x * 256.0f);
 601                         pv[i].y = cround64(v[i].y * 256.0f);
 602 #ifdef ENABLE_ZBUFFER
 603                         if(st->opt & G3D_DEPTH_TEST) {
 604                                 /* after div/w z is in [-1, 1], remap it to [0, 0xffffff] */
 605                                 pv[i].z = cround64(v[i].z * 8388607.5f + 8388607.5f);
 606                         }
 607 #endif
 608                         /* convert tex coords to 16.16 fixed point */
 609                         pv[i].u = cround64(v[i].u * 65536.0f);
 610                         pv[i].v = cround64(v[i].v * 65536.0f);
 611                         /* pass the color through as is */
 612                         pv[i].l = v[i].l;
 613                 }
 614
 615                 /* backface culling */
 616 #if 0   /* TODO fix culling */
 617                 if(vnum > 2 && st->opt & G3D_CULL_FACE) {
 618                         int32_t ax = pv[1].x - pv[0].x;
 619                         int32_t ay = pv[1].y - pv[0].y;
 620                         int32_t bx = pv[2].x - pv[0].x;
 621                         int32_t by = pv[2].y - pv[0].y;
 622                         int32_t cross_z = (ax >> 4) * (by >> 4) - (ay >> 4) * (bx >> 4);
 623                         int sign = (cross_z >> 31) & 1;
 624
 625                         if(!(sign ^ st->frontface)) {
 626                                 continue;       /* back-facing */
 627                         }
 628                 }
 629 #endif
 630
 631                 switch(vnum) {
 632                 case 1:
 633                         /*
 634                         if(st->opt & (G3D_ALPHA_BLEND | G3D_ADD_BLEND)) {
 635                                 int r, g, b, inv_alpha;
 636                                 g3d_pixel *dest = pfill_fb.pixels + (pv[0].y >> 8) * st->width + (pv[0].x >> 8);
 637                                 if(st->opt & G3D_ALPHA_BLEND) {
 638                                         inv_alpha = 255 - pv[0].a;
 639                                         r = ((int)pv[0].r * pv[0].a + G3D_UNPACK_R(*dest) * inv_alpha) >> 8;
 640                                         g = ((int)pv[0].g * pv[0].a + G3D_UNPACK_G(*dest) * inv_alpha) >> 8;
 641                                         b = ((int)pv[0].b * pv[0].a + G3D_UNPACK_B(*dest) * inv_alpha) >> 8;
 642                                 } else {
 643                                         r = (int)pv[0].r + G3D_UNPACK_R(*dest);
 644                                         g = (int)pv[0].g + G3D_UNPACK_G(*dest);
 645                                         b = (int)pv[0].b + G3D_UNPACK_B(*dest);
 646                                         if(r > 255) r = 255;
 647                                         if(g > 255) g = 255;
 648                                         if(b > 255) b = 255;
 649                                 }
 650                                 *dest++ = G3D_PACK_RGB(r, g, b);
 651                         } else {
 652                                 g3d_pixel *dest = pfill_fb.pixels + (pv[0].y >> 8) * st->width + (pv[0].x >> 8);
 653                                 *dest = G3D_PACK_RGB(pv[0].r, pv[0].g, pv[0].b);
 654                         }
 655                         */
 656                         break;
 657
 658                 case 2:
 659                         {
 660                                 g3d_pixel col = pv[0].l;
 661                                 draw_line(pv[0].x >> 8, pv[0].y >> 8, pv[1].x >> 8, pv[1].y >> 8, col);
 662                         }
 663                         break;
 664
 665                 default:
 666                         fill_mode = st->polymode;
 667                         if(st->opt & G3D_TEXTURE_2D) {
 668                                 fill_mode |= POLYFILL_TEX_BIT;
 669                         }
 670                         /*
 671                         if(st->opt & G3D_ALPHA_BLEND) {
 672                                 fill_mode |= POLYFILL_ALPHA_BIT;
 673                         } else if(st->opt & G3D_ADD_BLEND) {
 674                                 fill_mode |= POLYFILL_ADD_BIT;
 675                         }
 676                         */
 677 #ifdef ENABLE_ZBUFFER
 678                         if(st->opt & G3D_DEPTH_TEST) {
 679                                 fill_mode |= POLYFILL_ZBUF_BIT;
 680                         }
 681 #endif
 682                         num_tri = vnum - 2;
 683                         vtri = v;
 684                         pvtri = pv;
 685                         for(;;) {
 686                                 calc_grad(vtri);
 687                                 polyfill(fill_mode, pvtri);
 688                                 if(--num_tri == 0) break;
 689                                 vtri[1] = vtri[0];
 690                                 pvtri[1] = pvtri[0];
 691                                 vtri++;
 692                                 pvtri++;
 693                         }
 694                 }
 695         }
 696 }
 697
 698 #define ATTR_DELTAS(attr) \
 699         float d##attr##02 = v[0].attr - v[2].attr; \
 700         float d##attr##12 = v[1].attr - v[2].attr
 701
 702 #define DFDX(attr)      \
 703         (dx ? (d##attr##12 * dy02 - d##attr##02 * dy12) / dx : 0)
 704 #define DFDY(attr)      \
 705         (dy ? (d##attr##12 * dx02 - d##attr##02 * dx12) / dy : 0)
 706
 707 static void calc_grad(struct g3d_vertex *v)
 708 {
 709         /*float dx01 = v[0].x - v[1].x;*/
 710         float dx02 = v[0].x - v[2].x;
 711         float dx12 = v[1].x - v[2].x;
 712         /*float dy01 = v[0].y - v[1].y;*/
 713         float dy02 = v[0].y - v[2].y;
 714         float dy12 = v[1].y - v[2].y;
 715
 716         float dx = dx12 * dy02 - dx02 * dy12;
 717         float dy = dx02 * dy12 - dx12 * dy02;
 718
 719         if(st->polymode == POLYFILL_GOURAUD) {
 720                 ATTR_DELTAS(l);
 721                 pgrad.dldx = cround64(DFDX(l) * 4096.0f);
 722                 pgrad.dldy = cround64(DFDY(l) * 4096.0f);
 723                 if(st->opt & G3D_ALPHA_BLEND) {
 724                         ATTR_DELTAS(a);
 725                         pgrad.dadx = cround64(DFDX(a) * 4096.0f);
 726                         pgrad.dady = cround64(DFDY(a) * 4096.0f);
 727                 }
 728         }
 729
 730         if(st->opt & G3D_DEPTH_TEST) {
 731                 ATTR_DELTAS(z);
 732                 pgrad.dzdx = cround64(DFDX(z) * 8388607.5f);
 733                 pgrad.dzdy = cround64(DFDY(z) * 8388607.5f);
 734         }
 735
 736         if(st->opt & G3D_TEXTURE_2D) {
 737                 ATTR_DELTAS(u);
 738                 ATTR_DELTAS(v);
 739                 pgrad.dudx = cround64(DFDX(u) * 65536.0f);
 740                 pgrad.dudy = cround64(DFDY(u) * 65536.0f);
 741                 pgrad.dvdx = cround64(DFDX(v) * 65536.0f);
 742                 pgrad.dvdy = cround64(DFDY(v) * 65536.0f);
 743         }
 744 }
 745
 746 void g3d_begin(int prim)
 747 {
 748         st->imm_prim = prim;
 749         st->imm_pcount = prim;
 750         st->imm_numv = 0;
 751 }
 752
 753 void g3d_end(void)
 754 {
 755         imm_flush();
 756 }
 757
 758 static void imm_flush(void)
 759 {
 760         int numv = st->imm_numv;
 761         st->imm_numv = 0;
 762         g3d_draw_indexed(st->imm_prim, st->imm_vbuf, numv, 0, 0);
 763 }
 764
 765 void g3d_vertex(float x, float y, float z)
 766 {
 767         struct g3d_vertex *vptr = st->imm_vbuf + st->imm_numv++;
 768         *vptr = st->imm_curv;
 769         vptr->x = x;
 770         vptr->y = y;
 771         vptr->z = z;
 772         vptr->w = 1.0f;
 773
 774         if(!--st->imm_pcount) {
 775                 if(st->imm_numv >= IMM_VBUF_SIZE - st->imm_prim) {
 776                         imm_flush();
 777                 }
 778                 st->imm_pcount = st->imm_prim;
 779         }
 780 }
 781
 782 void g3d_normal(float x, float y, float z)
 783 {
 784         st->imm_curv.nx = x;
 785         st->imm_curv.ny = y;
 786         st->imm_curv.nz = z;
 787 }
 788
 789 #define CLAMP(x, a, b)  ((x) < (a) ? (a) : ((x) > (b) ? (b) : (x)))
 790 #define MIN(a, b)               ((a) < (b) ? (a) : (b))
 791
 792 void g3d_color1b(unsigned char lum)
 793 {
 794         st->imm_curv.l = MIN(lum, 255);
 795         st->imm_curv.a = 255;
 796 }
 797
 798 void g3d_color2b(unsigned char lum, unsigned char a)
 799 {
 800         st->imm_curv.l = MIN(lum, 255);
 801         st->imm_curv.a = MIN(a, 255);
 802 }
 803
 804 void g3d_color1f(float lum)
 805 {
 806         int ilum = lum * 255.0f;
 807         st->imm_curv.l = CLAMP(ilum, 0, 255);
 808         st->imm_curv.a = 255;
 809 }
 810
 811 void g3d_color2f(float lum, float a)
 812 {
 813         int ilum = lum * 255.0f;
 814         int ia = a * 255.0f;
 815         st->imm_curv.l = CLAMP(ilum, 0, 255);
 816         st->imm_curv.a = CLAMP(ia, 0, 255);
 817 }
 818
 819 void g3d_texcoord(float u, float v)
 820 {
 821         st->imm_curv.u = u;
 822         st->imm_curv.v = v;
 823 }
 824
 825 static __inline void xform4_vec3(const float *mat, float *vec)
 826 {
 827         float x = mat[0] * vec[0] + mat[4] * vec[1] + mat[8] * vec[2] + mat[12];
 828         float y = mat[1] * vec[0] + mat[5] * vec[1] + mat[9] * vec[2] + mat[13];
 829         float z = mat[2] * vec[0] + mat[6] * vec[1] + mat[10] * vec[2] + mat[14];
 830         vec[3] = mat[3] * vec[0] + mat[7] * vec[1] + mat[11] * vec[2] + mat[15];
 831         vec[2] = z;
 832         vec[1] = y;
 833         vec[0] = x;
 834 }
 835
 836 static __inline void xform3_vec3(const float *mat, float *vec)
 837 {
 838         float x = mat[0] * vec[0] + mat[4] * vec[1] + mat[8] * vec[2];
 839         float y = mat[1] * vec[0] + mat[5] * vec[1] + mat[9] * vec[2];
 840         vec[2] = mat[2] * vec[0] + mat[6] * vec[1] + mat[10] * vec[2];
 841         vec[1] = y;
 842         vec[0] = x;
 843 }
 844
 845 static void shade(struct g3d_vertex *v)
 846 {
 847         int i, ilum;
 848         float lum;
 849
 850         lum = st->ambient * st->mtl.kd;
 851
 852         for(i=0; i<MAX_LIGHTS; i++) {
 853                 float ldir[3];
 854                 float ndotl;
 855
 856                 if(!(st->opt & (G3D_LIGHT0 << i))) {
 857                         continue;
 858                 }
 859
 860                 ldir[0] = st->lt[i].x;
 861                 ldir[1] = st->lt[i].y;
 862                 ldir[2] = st->lt[i].z;
 863
 864                 if(st->lt[i].type != LT_DIR) {
 865                         ldir[0] -= v->x;
 866                         ldir[1] -= v->y;
 867                         ldir[2] -= v->z;
 868                         NORMALIZE(ldir);
 869                 }
 870
 871                 if((ndotl = v->nx * ldir[0] + v->ny * ldir[1] + v->nz * ldir[2]) < 0.0f) {
 872                         ndotl = 0.0f;
 873                 }
 874
 875                 lum += st->mtl.kd * st->lt[i].energy * ndotl;
 876
 877                 if(st->opt & G3D_SPECULAR) {
 878                         float ndoth;
 879                         ldir[2] += 1.0f;
 880                         NORMALIZE(ldir);
 881                         if((ndoth = v->nx * ldir[0] + v->ny * ldir[1] + v->nz * ldir[2]) < 0.0f) {
 882                                 ndoth = 0.0f;
 883                         }
 884                         ndoth = pow(ndoth, st->mtl.shin);
 885
 886                         lum += st->mtl.ks * st->lt[i].energy * ndoth;
 887                 }
 888         }
 889
 890         ilum = cround64(lum * 255.0);
 891
 892         v->l = ilum > 255 ? 255 : ilum;
 893 }
 894
 895 #endif  /* !def BUILD_OPENGL */