git.mutantstargoat.com Git - metatoy/blob - src/metaobj.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <string.h>
   3 #include "cgmath/cgmath.h"
   4 #include "metasurf.h"
   5 #include "metaobj.h"
   6 #include "util.h"
   7
   8 static void upd_sflake(struct mobject *mobj, float t);
   9 static float eval_sflake(struct mobject *mobj, cgm_vec3 *pos);
  10 static int num_balls(int depth);
  11 static int gen_sflake(cgm_vec4 *sarr, int num, int depth, float x, float y, float z, float rad);
  12
  13 static void upd_sgi(struct mobject *mobj, float t);
  14 static float eval_sgi(struct mobject *mobj, cgm_vec3 *pos);
  15 static float capsule_distsq(struct mcapsule *c, cgm_vec3 *pos);
  16
  17 /* ---- sphereflake ---- */
  18 #define SF_MAX_DEPTH    2
  19 static cgm_vec4 *sfsph;
  20
  21 struct mobject *metaobj_sflake(void)
  22 {
  23         struct mobject *mobj;
  24
  25         mobj = calloc_nf(1, sizeof *mobj);
  26
  27         mobj->num_balls = num_balls(SF_MAX_DEPTH);
  28         mobj->balls = malloc_nf(mobj->num_balls * sizeof *mobj->balls);
  29         sfsph = malloc_nf(mobj->num_balls * sizeof *sfsph);
  30
  31         gen_sflake(sfsph, 0, SF_MAX_DEPTH, 0, 0, 0, 20);
  32
  33         mobj->update = upd_sflake;
  34         mobj->eval = eval_sflake;
  35         return mobj;
  36 }
  37
  38 static void upd_sflake(struct mobject *mobj, float t)
  39 {
  40         int i;
  41         struct mball *ball = mobj->balls;
  42         float mat[16];
  43
  44         cgm_midentity(mat);
  45         cgm_mrotate_x(mat, t);
  46         cgm_mrotate_y(mat, t);
  47         cgm_mtranslate(mat, mobj->pos.x, mobj->pos.y, mobj->pos.z);
  48
  49         for(i=0; i<mobj->num_balls; i++) {
  50                 cgm_vcons(&ball->pos, sfsph[i].x, sfsph[i].y, sfsph[i].z);
  51                 cgm_vmul_m4v3(&ball->pos, mat);
  52                 ball->energy = sfsph[i].w;
  53                 ball++;
  54         }
  55 }
  56
  57 static float eval_sflake(struct mobject *mobj, cgm_vec3 *pos)
  58 {
  59         int i;
  60         float dsq, energy = 0.0f;
  61         struct mball *ball = mobj->balls;
  62
  63         for(i=0; i<mobj->num_balls; i++) {
  64                 dsq = cgm_vdist_sq(&ball->pos, pos);
  65                 energy += ball->energy / dsq;
  66                 ball++;
  67         }
  68         return energy;
  69 }
  70
  71 static int num_balls(int depth)
  72 {
  73         if(!depth) return 0;
  74         return num_balls(depth - 1) * 6 + 1;
  75 }
  76
  77 static int gen_sflake(cgm_vec4 *sarr, int num, int depth, float x, float y, float z, float rad)
  78 {
  79         int subnum;
  80         float subrad, offs;
  81
  82         if(!depth) return 0;
  83
  84         sarr[num].x = x;
  85         sarr[num].y = y;
  86         sarr[num].z = z;
  87         sarr[num].w = rad;
  88         num++;
  89
  90         subrad = rad * 0.2f;
  91         offs = rad * 0.16f;
  92
  93         subnum = 0;
  94         subnum += gen_sflake(sarr, num + subnum, depth - 1, x + offs, y, z, subrad);
  95         subnum += gen_sflake(sarr, num + subnum, depth - 1, x - offs, y, z, subrad);
  96         subnum += gen_sflake(sarr, num + subnum, depth - 1, x, y + offs, z, subrad);
  97         subnum += gen_sflake(sarr, num + subnum, depth - 1, x, y - offs, z, subrad);
  98         subnum += gen_sflake(sarr, num + subnum, depth - 1, x, y, z + offs, subrad);
  99         subnum += gen_sflake(sarr, num + subnum, depth - 1, x, y, z - offs, subrad);
 100         return subnum + 1;
 101 }
 102
 103 /* ---- SGI logo ---- */
 104
 105 static const cgm_vec3 sgiv[] = {
 106         {2.794170, 4.254175, 2.738066},
 107         {2.794170, 4.254174, -4.358471},
 108         {-2.173414, 4.254174, -4.358471},
 109         {-2.173414, -2.842363, -4.358470},
 110         {4.923134, -2.842363, -4.358471},
 111         {4.923134, 2.125212, -4.358471},
 112         {4.923134, 2.125212, 2.738066},
 113         {4.923134, -4.971326, 2.738067},
 114         {4.923134, -4.971326, -2.229511},
 115         {-2.173413, -4.971326, -2.229511},
 116         {-2.173413, -4.971325, 4.867042},
 117         {2.794170, -4.971325, 4.867042},
 118         {2.794170, 2.125213, 4.867042},
 119         {-4.302382, 2.125213, 4.867042},
 120         {-4.302383, -2.842362, 4.867042},
 121         {-4.302382, -2.842363, -2.229511},
 122         {-4.302382, 4.254175, -2.229512},
 123         {-4.302383, 4.254175, 2.738066}
 124 };
 125 #define NUM_SGI_VERTS   (sizeof sgiv / sizeof *sgiv)
 126 static float sgimat[16];
 127
 128 struct mobject *metaobj_sgi(void)
 129 {
 130         int i;
 131         struct mobject *mobj;
 132
 133         mobj = calloc_nf(1, sizeof *mobj);
 134
 135         cgm_midentity(sgimat);
 136         cgm_mrotate_y(sgimat, -M_PI / 4.0f);
 137         cgm_mrotate_x(sgimat, M_PI / 4.0f);
 138         cgm_mtranslate(sgimat, 0, -4, 0);
 139
 140         mobj->num_caps = NUM_SGI_VERTS;
 141         mobj->caps = calloc_nf(mobj->num_caps, sizeof *mobj->caps);
 142
 143         for(i=0; i<mobj->num_caps; i++) {
 144                 mobj->caps[i].energy = 0.7;
 145         }
 146
 147         mobj->update = upd_sgi;
 148         mobj->eval = eval_sgi;
 149         return mobj;
 150 }
 151
 152 static void upd_sgi(struct mobject *mobj, float t)
 153 {
 154         int i;
 155         float mat[16];
 156         cgm_vec3 vpos[NUM_SGI_VERTS];
 157
 158         cgm_mcopy(mat, sgimat);
 159         cgm_mrotate_y(mat, t);
 160         cgm_mtranslate(mat, mobj->pos.x, mobj->pos.y, mobj->pos.z);
 161
 162         for(i=0; i<NUM_SGI_VERTS; i++) {
 163                 vpos[i] = sgiv[i];
 164                 cgm_vscale(vpos + i, 0.5);
 165                 cgm_vmul_m4v3(vpos + i, mat);
 166         }
 167
 168         for(i=0; i<NUM_SGI_VERTS; i++) {
 169                 mobj->caps[i].end[0] = vpos[i];
 170                 mobj->caps[i].end[1] = vpos[(i + 1) % NUM_SGI_VERTS];
 171                 mobj->caps[i].len = cgm_vdist(mobj->caps[i].end, mobj->caps[i].end + 1);
 172         }
 173 }
 174
 175 static float eval_sgi(struct mobject *mobj, cgm_vec3 *pos)
 176 {
 177         int i;
 178         float dsq, val = 0.0f;
 179
 180         for(i=0; i<mobj->num_caps; i++) {
 181                 dsq = capsule_distsq(mobj->caps + i, pos);
 182                 val += mobj->caps[i].energy / dsq;
 183         }
 184
 185         return val;
 186 }
 187
 188 static float capsule_distsq(struct mcapsule *c, cgm_vec3 *pos)
 189 {
 190         float t;
 191         cgm_vec3 pp, dir, pdir;
 192
 193         dir = c->end[1]; cgm_vsub(&dir, c->end);
 194         if(c->len != 0.0f) {
 195                 float s = 1.0f / c->len;
 196                 dir.x *= s;
 197                 dir.y *= s;
 198                 dir.z *= s;
 199         }
 200         pdir = *pos; cgm_vsub(&pdir, c->end);
 201         t = cgm_vdot(&dir, &pdir);
 202
 203         if(t < 0.0f) {
 204                 return cgm_vdist_sq(c->end, pos);
 205         }
 206         if(t > c->len) {
 207                 return cgm_vdist_sq(c->end + 1, pos);
 208         }
 209
 210         pp = c->end[0];
 211         cgm_vadd_scaled(&pp, &dir, t);
 212         return cgm_vdist_sq(&pp, pos);
 213 }