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 #include "polyfill.h"   /* just for struct pimage */
  10
  11 struct mesh {
  12         int prim;
  13         struct g3d_vertex *varr;
  14         int16_t *iarr;
  15         int vcount, icount;
  16 };
  17
  18 static int init(void);
  19 static void destroy(void);
  20 static void start(long trans_time);
  21 static void draw(void);
  22 static void draw_mesh(struct mesh *mesh);
  23 static int gen_cube(struct mesh *mesh, float sz);
  24 static int gen_torus(struct mesh *mesh, float rad, float ringrad, int usub, int vsub);
  25 static void zsort(struct mesh *m);
  26 static void draw_lowres_raster(void);
  27 static int gen_texture(struct pimage *img, int xsz, int ysz);
  28
  29 static struct screen scr = {
  30         "polytest",
  31         init,
  32         destroy,
  33         start, 0,
  34         draw
  35 };
  36
  37 static float theta, phi = 25;
  38 static struct mesh cube, torus;
  39
  40 static struct pimage tex;
  41
  42 #define LOWRES_SCALE    10
  43 static uint16_t *lowres_pixels;
  44 static int lowres_width, lowres_height;
  45
  46 struct screen *polytest_screen(void)
  47 {
  48         return &scr;
  49 }
  50
  51 static int init(void)
  52 {
  53         int i;
  54
  55         gen_cube(&cube, 1.0);
  56         gen_torus(&torus, 1.0, 0.25, 24, 12);
  57         /* scale texcoords */
  58         for(i=0; i<torus.vcount; i++) {
  59                 torus.varr[i].u *= 4.0;
  60                 torus.varr[i].v *= 2.0;
  61         }
  62
  63         gen_texture(&tex, 128, 128);
  64
  65 #ifdef DEBUG_POLYFILL
  66         lowres_width = fb_width / LOWRES_SCALE;
  67         lowres_height = fb_height / LOWRES_SCALE;
  68         lowres_pixels = malloc(lowres_width * lowres_height * 2);
  69         scr.draw = draw_debug;
  70 #endif
  71
  72         return 0;
  73 }
  74
  75 static void destroy(void)
  76 {
  77         free(lowres_pixels);
  78         free(cube.varr);
  79         free(torus.varr);
  80         free(torus.iarr);
  81 }
  82
  83 static void start(long trans_time)
  84 {
  85         g3d_matrix_mode(G3D_PROJECTION);
  86         g3d_load_identity();
  87         g3d_perspective(50.0, 1.3333333, 0.5, 100.0);
  88
  89         g3d_enable(G3D_CULL_FACE);
  90         g3d_enable(G3D_LIGHTING);
  91         g3d_enable(G3D_LIGHT0);
  92
  93         g3d_polygon_mode(G3D_TEX_GOURAUD);
  94 }
  95
  96 static void update(void)
  97 {
  98         static int prev_mx, prev_my;
  99         static unsigned int prev_bmask;
 100
 101         if(mouse_bmask) {
 102                 if((mouse_bmask ^ prev_bmask) == 0) {
 103                         int dx = mouse_x - prev_mx;
 104                         int dy = mouse_y - prev_my;
 105
 106                         if(dx || dy) {
 107                                 theta += dx * 1.0;
 108                                 phi += dy * 1.0;
 109
 110                                 if(phi < -90) phi = -90;
 111                                 if(phi > 90) phi = 90;
 112                         }
 113                 }
 114         }
 115         prev_mx = mouse_x;
 116         prev_my = mouse_y;
 117         prev_bmask = mouse_bmask;
 118 }
 119
 120
 121 static void draw(void)
 122 {
 123         update();
 124
 125         memset(fb_pixels, 0, fb_width * fb_height * 2);
 126
 127         g3d_matrix_mode(G3D_MODELVIEW);
 128         g3d_load_identity();
 129         g3d_translate(0, 0, -3);
 130         g3d_rotate(phi, 1, 0, 0);
 131         g3d_rotate(theta, 0, 1, 0);
 132
 133         g3d_light_pos(0, -10, 10, 20);
 134
 135         zsort(&torus);
 136
 137         g3d_mtl_diffuse(0.4, 0.7, 1.0);
 138         g3d_set_texture(tex.width, tex.height, tex.pixels);
 139
 140         draw_mesh(&torus);
 141
 142         /*draw_mesh(&cube);*/
 143         swap_buffers(fb_pixels);
 144 }
 145
 146 static void draw_debug(void)
 147 {
 148         update();
 149
 150         memset(lowres_pixels, 0, lowres_width * lowres_height * 2);
 151
 152         g3d_matrix_mode(G3D_MODELVIEW);
 153         g3d_load_identity();
 154         g3d_translate(0, 0, -3);
 155         g3d_rotate(phi, 1, 0, 0);
 156         g3d_rotate(theta, 0, 1, 0);
 157
 158         g3d_framebuffer(lowres_width, lowres_height, lowres_pixels);
 159         /*zsort(&torus);*/
 160         draw_mesh(&cube);
 161
 162         draw_lowres_raster();
 163
 164
 165         g3d_framebuffer(fb_width, fb_height, fb_pixels);
 166
 167         g3d_polygon_mode(G3D_WIRE);
 168         draw_mesh(&cube);
 169         g3d_polygon_mode(G3D_FLAT);
 170
 171         swap_buffers(fb_pixels);
 172 }
 173
 174 static void draw_mesh(struct mesh *mesh)
 175 {
 176         if(mesh->iarr) {
 177                 g3d_draw_indexed(mesh->prim, mesh->varr, mesh->vcount, mesh->iarr, mesh->icount);
 178         } else {
 179                 g3d_draw(mesh->prim, mesh->varr, mesh->vcount);
 180         }
 181 }
 182
 183 #define NORMAL(vp, x, y, z) do { vp->nx = x; vp->ny = y; vp->nz = z; } while(0)
 184 #define COLOR(vp, cr, cg, cb) do { vp->r = cr; vp->g = cg; vp->b = cb; } while(0)
 185 #define TEXCOORD(vp, tu, tv) do { vp->u = tu; vp->v = tv; } while(0)
 186 #define VERTEX(vp, vx, vy, vz) \
 187         do { \
 188                 vp->x = vx; vp->y = vy; vp->z = vz; vp->w = 1.0f; \
 189                 ++vp; \
 190         } while(0)
 191
 192 static int gen_cube(struct mesh *mesh, float sz)
 193 {
 194         struct g3d_vertex *vptr;
 195         float hsz = sz / 2.0;
 196
 197         mesh->prim = G3D_QUADS;
 198         mesh->iarr = 0;
 199         mesh->icount = 0;
 200
 201         mesh->vcount = 24;
 202         if(!(mesh->varr = malloc(mesh->vcount * sizeof *mesh->varr))) {
 203                 return -1;
 204         }
 205         vptr = mesh->varr;
 206
 207         /* -Z */
 208         NORMAL(vptr, 0, 0, -1);
 209         COLOR(vptr, 255, 0, 255);
 210         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, -hsz);
 211         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, -hsz);
 212         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, -hsz);
 213         VERTEX(vptr, hsz, hsz, -hsz);
 214         /* -Y */
 215         NORMAL(vptr, 0, -1, 0);
 216         COLOR(vptr, 0, 255, 255);
 217         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, -hsz);
 218         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, -hsz);
 219         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, hsz);
 220         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, hsz);
 221         /* -X */
 222         NORMAL(vptr, -1, 0, 0);
 223         COLOR(vptr, 255, 255, 0);
 224         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, -hsz);
 225         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, hsz);
 226         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, hsz);
 227         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, -hsz);
 228         /* +X */
 229         NORMAL(vptr, 1, 0, 0);
 230         COLOR(vptr, 255, 0, 0);
 231         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, hsz);
 232         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, -hsz);
 233         VERTEX(vptr, hsz, hsz, -hsz);
 234         VERTEX(vptr, hsz, hsz, hsz);
 235         /* +Y */
 236         NORMAL(vptr, 0, 1, 0);
 237         COLOR(vptr, 0, 255, 0);
 238         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, hsz);
 239         VERTEX(vptr, hsz, hsz, hsz);
 240         VERTEX(vptr, hsz, hsz, -hsz);
 241         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, -hsz);
 242         /* +Z */
 243         NORMAL(vptr, 0, 0, 1);
 244         COLOR(vptr, 0, 0, 255);
 245         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, hsz);
 246         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, hsz);
 247         VERTEX(vptr, hsz, hsz, hsz);
 248         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, hsz);
 249
 250         return 0;
 251 }
 252
 253 static void torusvec(float *res, float theta, float phi, float mr, float rr)
 254 {
 255         float rx, ry, rz;
 256         theta = -theta;
 257
 258         rx = -cos(phi) * rr + mr;
 259         ry = sin(phi) * rr;
 260         rz = 0.0f;
 261
 262         res[0] = rx * sin(theta) + rz * cos(theta);
 263         res[1] = ry;
 264         res[2] = -rx * cos(theta) + rz * sin(theta);
 265 }
 266
 267 static int gen_torus(struct mesh *mesh, float rad, float ringrad, int usub, int vsub)
 268 {
 269         int i, j;
 270         int nfaces, uverts, vverts;
 271         struct g3d_vertex *vptr;
 272         int16_t *iptr;
 273
 274         mesh->prim = G3D_QUADS;
 275
 276         if(usub < 4) usub = 4;
 277         if(vsub < 2) vsub = 2;
 278
 279         uverts = usub + 1;
 280         vverts = vsub + 1;
 281
 282         mesh->vcount = uverts * vverts;
 283         nfaces = usub * vsub;
 284         mesh->icount = nfaces * 4;
 285
 286         printf("generating torus with %d faces (%d vertices)\n", nfaces, mesh->vcount);
 287
 288         if(!(mesh->varr = malloc(mesh->vcount * sizeof *mesh->varr))) {
 289                 return -1;
 290         }
 291         if(!(mesh->iarr = malloc(mesh->icount * sizeof *mesh->iarr))) {
 292                 return -1;
 293         }
 294         vptr = mesh->varr;
 295         iptr = mesh->iarr;
 296
 297         for(i=0; i<uverts; i++) {
 298                 float u = (float)i / (float)(uverts - 1);
 299                 float theta = u * 2.0 * M_PI;
 300                 float rcent[3];
 301
 302                 torusvec(rcent, theta, 0, rad, 0);
 303
 304                 for(j=0; j<vverts; j++) {
 305                         float v = (float)j / (float)(vverts - 1);
 306                         float phi = v * 2.0 * M_PI;
 307                         int chess = (i & 1) == (j & 1);
 308
 309                         torusvec(&vptr->x, theta, phi, rad, ringrad);
 310
 311                         vptr->nx = (vptr->x - rcent[0]) / ringrad;
 312                         vptr->ny = (vptr->y - rcent[1]) / ringrad;
 313                         vptr->nz = (vptr->z - rcent[2]) / ringrad;
 314                         vptr->u = u;
 315                         vptr->v = v;
 316                         vptr->r = chess ? 255 : 64;
 317                         vptr->g = 128;
 318                         vptr->b = chess ? 64 : 255;
 319                         ++vptr;
 320
 321                         if(i < usub && j < vsub) {
 322                                 int idx = i * vverts + j;
 323                                 *iptr++ = idx;
 324                                 *iptr++ = idx + 1;
 325                                 *iptr++ = idx + vverts + 1;
 326                                 *iptr++ = idx + vverts;
 327                         }
 328                 }
 329         }
 330         return 0;
 331 }
 332
 333
 334 static struct {
 335         struct g3d_vertex *varr;
 336         const float *xform;
 337 } zsort_cls;
 338
 339 static int zsort_cmp(const void *aptr, const void *bptr)
 340 {
 341         const int16_t *a = (const int16_t*)aptr;
 342         const int16_t *b = (const int16_t*)bptr;
 343
 344         const float *m = zsort_cls.xform;
 345
 346         const struct g3d_vertex *va = zsort_cls.varr + a[0];
 347         const struct g3d_vertex *vb = zsort_cls.varr + b[0];
 348
 349         float za = m[2] * va->x + m[6] * va->y + m[10] * va->z + m[14];
 350         float zb = m[2] * vb->x + m[6] * vb->y + m[10] * vb->z + m[14];
 351
 352         va = zsort_cls.varr + a[2];
 353         vb = zsort_cls.varr + b[2];
 354
 355         za += m[2] * va->x + m[6] * va->y + m[10] * va->z + m[14];
 356         zb += m[2] * vb->x + m[6] * vb->y + m[10] * vb->z + m[14];
 357
 358         return za - zb;
 359 }
 360
 361 static void zsort(struct mesh *m)
 362 {
 363         int nfaces = m->icount / m->prim;
 364
 365         zsort_cls.varr = m->varr;
 366         zsort_cls.xform = g3d_get_matrix(G3D_MODELVIEW, 0);
 367
 368         qsort(m->iarr, nfaces, m->prim * sizeof *m->iarr, zsort_cmp);
 369 }
 370
 371 static void draw_huge_pixel(uint16_t *dest, int dest_width, uint16_t color)
 372 {
 373         int i, j;
 374         uint16_t grid_color = PACK_RGB16(127, 127, 127);
 375
 376         for(i=0; i<LOWRES_SCALE; i++) {
 377                 for(j=0; j<LOWRES_SCALE; j++) {
 378                         dest[j] = i == 0 || j == 0 ? grid_color : color;
 379                 }
 380                 dest += dest_width;
 381         }
 382 }
 383
 384 static void draw_lowres_raster(void)
 385 {
 386         int i, j;
 387         uint16_t *sptr = lowres_pixels;
 388         uint16_t *dptr = fb_pixels;
 389
 390         for(i=0; i<lowres_height; i++) {
 391                 for(j=0; j<lowres_width; j++) {
 392                         draw_huge_pixel(dptr, fb_width, *sptr++);
 393                         dptr += LOWRES_SCALE;
 394                 }
 395                 dptr += fb_width * LOWRES_SCALE - fb_width;
 396         }
 397 }
 398
 399 static int gen_texture(struct pimage *img, int xsz, int ysz)
 400 {
 401         int i, j;
 402         uint16_t *pix;
 403
 404         if(!(img->pixels = malloc(xsz * ysz * sizeof *pix))) {
 405                 return -1;
 406         }
 407         pix = img->pixels;
 408
 409         for(i=0; i<ysz; i++) {
 410                 for(j=0; j<xsz; j++) {
 411                         int val = i ^ j;
 412
 413                         *pix++ = PACK_RGB16(val, val, val);
 414                 }
 415         }
 416
 417         img->width = xsz;
 418         img->height = ysz;
 419         return 0;
 420 }