git.mutantstargoat.com Git - dosdemo/blob - src/polytest.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <stdlib.h>
   3 #include <string.h>
   4 #include <math.h>
   5 #include "screen.h"
   6 #include "demo.h"
   7 #include "3dgfx.h"
   8 #include "gfxutil.h"
   9
  10 struct mesh {
  11         int prim;
  12         struct g3d_vertex *varr;
  13         int16_t *iarr;
  14         int vcount, icount;
  15 };
  16
  17 static int init(void);
  18 static void destroy(void);
  19 static void start(long trans_time);
  20 static void draw(void);
  21 static void draw_mesh(struct mesh *mesh);
  22 static int gen_cube(struct mesh *mesh, float sz);
  23 static int gen_torus(struct mesh *mesh, float rad, float ringrad, int usub, int vsub);
  24 static void zsort(struct mesh *m);
  25 static void draw_lowres_raster(void);
  26
  27 static struct screen scr = {
  28         "polytest",
  29         init,
  30         destroy,
  31         start, 0,
  32         draw
  33 };
  34
  35 static float theta, phi = 25;
  36 static struct mesh cube, torus;
  37
  38 #define LOWRES_SCALE    10
  39 static uint16_t *lowres_pixels;
  40 static int lowres_width, lowres_height;
  41
  42 struct screen *polytest_screen(void)
  43 {
  44         return &scr;
  45 }
  46
  47 static int init(void)
  48 {
  49         gen_cube(&cube, 1.0);
  50         gen_torus(&torus, 1.0, 0.25, 24, 12);
  51
  52 #ifdef DEBUG_POLYFILL
  53         lowres_width = fb_width / LOWRES_SCALE;
  54         lowres_height = fb_height / LOWRES_SCALE;
  55         lowres_pixels = malloc(lowres_width * lowres_height * 2);
  56         scr.draw = draw_debug;
  57 #endif
  58
  59         return 0;
  60 }
  61
  62 static void destroy(void)
  63 {
  64         free(lowres_pixels);
  65         free(cube.varr);
  66         free(torus.varr);
  67         free(torus.iarr);
  68 }
  69
  70 static void start(long trans_time)
  71 {
  72         g3d_matrix_mode(G3D_PROJECTION);
  73         g3d_load_identity();
  74         g3d_perspective(50.0, 1.3333333, 0.5, 100.0);
  75
  76         g3d_enable(G3D_CULL_FACE);
  77 }
  78
  79 static void update(void)
  80 {
  81         static int prev_mx, prev_my;
  82         static unsigned int prev_bmask;
  83
  84         if(mouse_bmask) {
  85                 if((mouse_bmask ^ prev_bmask) == 0) {
  86                         int dx = mouse_x - prev_mx;
  87                         int dy = mouse_y - prev_my;
  88
  89                         if(dx || dy) {
  90                                 theta += dx * 2.0;
  91                                 phi += dy * 2.0;
  92
  93                                 if(phi < -90) phi = -90;
  94                                 if(phi > 90) phi = 90;
  95                         }
  96                 }
  97         }
  98         prev_mx = mouse_x;
  99         prev_my = mouse_y;
 100         prev_bmask = mouse_bmask;
 101 }
 102
 103
 104 static void draw(void)
 105 {
 106         update();
 107
 108         memset(fb_pixels, 0, fb_width * fb_height * 2);
 109
 110         g3d_matrix_mode(G3D_MODELVIEW);
 111         g3d_load_identity();
 112         g3d_translate(0, 0, -3);
 113         g3d_rotate(phi, 1, 0, 0);
 114         g3d_rotate(theta, 0, 1, 0);
 115
 116         zsort(&torus);
 117         draw_mesh(&torus);
 118
 119         /*draw_mesh(&cube);*/
 120         swap_buffers(fb_pixels);
 121 }
 122
 123 static void draw_debug(void)
 124 {
 125         update();
 126
 127         memset(lowres_pixels, 0, lowres_width * lowres_height * 2);
 128
 129         g3d_matrix_mode(G3D_MODELVIEW);
 130         g3d_load_identity();
 131         g3d_translate(0, 0, -3);
 132         g3d_rotate(phi, 1, 0, 0);
 133         g3d_rotate(theta, 0, 1, 0);
 134
 135         g3d_framebuffer(lowres_width, lowres_height, lowres_pixels);
 136         /*zsort(&torus);*/
 137         draw_mesh(&cube);
 138
 139         draw_lowres_raster();
 140
 141
 142         g3d_framebuffer(fb_width, fb_height, fb_pixels);
 143
 144         g3d_polygon_mode(G3D_WIRE);
 145         draw_mesh(&cube);
 146         g3d_polygon_mode(G3D_FLAT);
 147
 148         swap_buffers(fb_pixels);
 149 }
 150
 151 static void draw_mesh(struct mesh *mesh)
 152 {
 153         if(mesh->iarr) {
 154                 g3d_draw_indexed(mesh->prim, mesh->varr, mesh->vcount, mesh->iarr, mesh->icount);
 155         } else {
 156                 g3d_draw(mesh->prim, mesh->varr, mesh->vcount);
 157         }
 158 }
 159
 160 #define NORMAL(vp, x, y, z) do { vp->nx = x; vp->ny = y; vp->nz = z; } while(0)
 161 #define COLOR(vp, cr, cg, cb) do { vp->r = cr; vp->g = cg; vp->b = cb; } while(0)
 162 #define TEXCOORD(vp, tu, tv) do { vp->u = tu; vp->v = tv; } while(0)
 163 #define VERTEX(vp, vx, vy, vz) \
 164         do { \
 165                 vp->x = vx; vp->y = vy; vp->z = vz; vp->w = 1.0f; \
 166                 ++vp; \
 167         } while(0)
 168
 169 static int gen_cube(struct mesh *mesh, float sz)
 170 {
 171         struct g3d_vertex *vptr;
 172         float hsz = sz / 2.0;
 173
 174         mesh->prim = G3D_QUADS;
 175         mesh->iarr = 0;
 176         mesh->icount = 0;
 177
 178         mesh->vcount = 24;
 179         if(!(mesh->varr = malloc(mesh->vcount * sizeof *mesh->varr))) {
 180                 return -1;
 181         }
 182         vptr = mesh->varr;
 183
 184         /* -Z */
 185         NORMAL(vptr, 0, 0, -1);
 186         COLOR(vptr, 255, 0, 255);
 187         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, -hsz);
 188         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, -hsz);
 189         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, -hsz);
 190         VERTEX(vptr, hsz, hsz, -hsz);
 191         /* -Y */
 192         NORMAL(vptr, 0, -1, 0);
 193         COLOR(vptr, 0, 255, 255);
 194         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, -hsz);
 195         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, -hsz);
 196         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, hsz);
 197         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, hsz);
 198         /* -X */
 199         NORMAL(vptr, -1, 0, 0);
 200         COLOR(vptr, 255, 255, 0);
 201         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, -hsz);
 202         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, hsz);
 203         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, hsz);
 204         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, -hsz);
 205         /* +X */
 206         NORMAL(vptr, 1, 0, 0);
 207         COLOR(vptr, 255, 0, 0);
 208         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, hsz);
 209         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, -hsz);
 210         VERTEX(vptr, hsz, hsz, -hsz);
 211         VERTEX(vptr, hsz, hsz, hsz);
 212         /* +Y */
 213         NORMAL(vptr, 0, 1, 0);
 214         COLOR(vptr, 0, 255, 0);
 215         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, hsz);
 216         VERTEX(vptr, hsz, hsz, hsz);
 217         VERTEX(vptr, hsz, hsz, -hsz);
 218         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, -hsz);
 219         /* +Z */
 220         NORMAL(vptr, 0, 0, 1);
 221         COLOR(vptr, 0, 0, 255);
 222         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, hsz);
 223         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, hsz);
 224         VERTEX(vptr, hsz, hsz, hsz);
 225         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, hsz);
 226
 227         return 0;
 228 }
 229
 230 static void torusvec(float *res, float theta, float phi, float mr, float rr)
 231 {
 232         float rx, ry, rz;
 233         theta = -theta;
 234
 235         rx = -cos(phi) * rr + mr;
 236         ry = sin(phi) * rr;
 237         rz = 0.0f;
 238
 239         res[0] = rx * sin(theta) + rz * cos(theta);
 240         res[1] = ry;
 241         res[2] = -rx * cos(theta) + rz * sin(theta);
 242 }
 243
 244 static int gen_torus(struct mesh *mesh, float rad, float ringrad, int usub, int vsub)
 245 {
 246         int i, j;
 247         int nfaces, uverts, vverts;
 248         struct g3d_vertex *vptr;
 249         int16_t *iptr;
 250
 251         mesh->prim = G3D_QUADS;
 252
 253         if(usub < 4) usub = 4;
 254         if(vsub < 2) vsub = 2;
 255
 256         uverts = usub + 1;
 257         vverts = vsub + 1;
 258
 259         mesh->vcount = uverts * vverts;
 260         nfaces = usub * vsub;
 261         mesh->icount = nfaces * 4;
 262
 263         if(!(mesh->varr = malloc(mesh->vcount * sizeof *mesh->varr))) {
 264                 return -1;
 265         }
 266         if(!(mesh->iarr = malloc(mesh->icount * sizeof *mesh->iarr))) {
 267                 return -1;
 268         }
 269         vptr = mesh->varr;
 270         iptr = mesh->iarr;
 271
 272         for(i=0; i<uverts; i++) {
 273                 float u = (float)i / (float)(uverts - 1);
 274                 float theta = u * 2.0 * M_PI;
 275                 float rcent[3];
 276
 277                 torusvec(rcent, theta, 0, rad, 0);
 278
 279                 for(j=0; j<vverts; j++) {
 280                         float v = (float)j / (float)(vverts - 1);
 281                         float phi = v * 2.0 * M_PI;
 282                         int chess = (i & 1) == (j & 1);
 283
 284                         torusvec(&vptr->x, theta, phi, rad, ringrad);
 285
 286                         vptr->nx = (vptr->x - rcent[0]) / ringrad;
 287                         vptr->ny = (vptr->y - rcent[1]) / ringrad;
 288                         vptr->nz = (vptr->z - rcent[2]) / ringrad;
 289                         vptr->u = u;
 290                         vptr->v = v;
 291                         vptr->r = chess ? 255 : 64;
 292                         vptr->g = 128;
 293                         vptr->b = chess ? 64 : 255;
 294                         ++vptr;
 295
 296                         if(i < usub && j < vsub) {
 297                                 int idx = i * vverts + j;
 298                                 *iptr++ = idx;
 299                                 *iptr++ = idx + 1;
 300                                 *iptr++ = idx + vverts + 1;
 301                                 *iptr++ = idx + vverts;
 302                         }
 303                 }
 304         }
 305         return 0;
 306 }
 307
 308
 309 static struct {
 310         struct g3d_vertex *varr;
 311         const float *xform;
 312 } zsort_cls;
 313
 314 static int zsort_cmp(const void *aptr, const void *bptr)
 315 {
 316         const int16_t *a = (const int16_t*)aptr;
 317         const int16_t *b = (const int16_t*)bptr;
 318
 319         const float *m = zsort_cls.xform;
 320
 321         const struct g3d_vertex *va = zsort_cls.varr + a[0];
 322         const struct g3d_vertex *vb = zsort_cls.varr + b[0];
 323
 324         float za = m[2] * va->x + m[6] * va->y + m[10] * va->z + m[14];
 325         float zb = m[2] * vb->x + m[6] * vb->y + m[10] * vb->z + m[14];
 326
 327         va = zsort_cls.varr + a[2];
 328         vb = zsort_cls.varr + b[2];
 329
 330         za += m[2] * va->x + m[6] * va->y + m[10] * va->z + m[14];
 331         zb += m[2] * vb->x + m[6] * vb->y + m[10] * vb->z + m[14];
 332
 333         return za - zb;
 334 }
 335
 336 static void zsort(struct mesh *m)
 337 {
 338         int nfaces = m->icount / m->prim;
 339
 340         zsort_cls.varr = m->varr;
 341         zsort_cls.xform = g3d_get_matrix(G3D_MODELVIEW, 0);
 342
 343         qsort(m->iarr, nfaces, m->prim * sizeof *m->iarr, zsort_cmp);
 344 }
 345
 346 static void draw_huge_pixel(uint16_t *dest, int dest_width, uint16_t color)
 347 {
 348         int i, j;
 349         uint16_t grid_color = PACK_RGB16(127, 127, 127);
 350
 351         for(i=0; i<LOWRES_SCALE; i++) {
 352                 for(j=0; j<LOWRES_SCALE; j++) {
 353                         dest[j] = i == 0 || j == 0 ? grid_color : color;
 354                 }
 355                 dest += dest_width;
 356         }
 357 }
 358
 359 static void draw_lowres_raster(void)
 360 {
 361         int i, j;
 362         uint16_t *sptr = lowres_pixels;
 363         uint16_t *dptr = fb_pixels;
 364
 365         for(i=0; i<lowres_height; i++) {
 366                 for(j=0; j<lowres_width; j++) {
 367                         draw_huge_pixel(dptr, fb_width, *sptr++);
 368                         dptr += LOWRES_SCALE;
 369                 }
 370                 dptr += fb_width * LOWRES_SCALE - fb_width;
 371         }
 372 }