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 cam_theta, cam_phi = 25;
  38 static float cam_dist = 3;
  39 static struct mesh cube, torus;
  40
  41 static struct pimage tex;
  42
  43 #define LOWRES_SCALE    10
  44 static uint16_t *lowres_pixels;
  45 static int lowres_width, lowres_height;
  46
  47 struct screen *polytest_screen(void)
  48 {
  49         return &scr;
  50 }
  51
  52 static int init(void)
  53 {
  54         int i;
  55
  56         gen_cube(&cube, 1.0);
  57         gen_torus(&torus, 1.0, 0.25, 24, 12);
  58         /* scale texcoords */
  59         for(i=0; i<torus.vcount; i++) {
  60                 torus.varr[i].u *= 4.0;
  61                 torus.varr[i].v *= 2.0;
  62         }
  63
  64         gen_texture(&tex, 128, 128);
  65
  66 #ifdef DEBUG_POLYFILL
  67         lowres_width = fb_width / LOWRES_SCALE;
  68         lowres_height = fb_height / LOWRES_SCALE;
  69         lowres_pixels = malloc(lowres_width * lowres_height * 2);
  70         scr.draw = draw_debug;
  71 #endif
  72
  73         return 0;
  74 }
  75
  76 static void destroy(void)
  77 {
  78         free(lowres_pixels);
  79         free(cube.varr);
  80         free(torus.varr);
  81         free(torus.iarr);
  82 }
  83
  84 static void start(long trans_time)
  85 {
  86         g3d_matrix_mode(G3D_PROJECTION);
  87         g3d_load_identity();
  88         g3d_perspective(50.0, 1.3333333, 0.5, 100.0);
  89
  90         g3d_enable(G3D_CULL_FACE);
  91         g3d_enable(G3D_LIGHTING);
  92         g3d_enable(G3D_LIGHT0);
  93
  94         g3d_polygon_mode(G3D_TEX_GOURAUD);
  95 }
  96
  97 static void update(void)
  98 {
  99         static int prev_mx, prev_my;
 100         static unsigned int prev_bmask;
 101
 102         if(mouse_bmask) {
 103                 if((mouse_bmask ^ prev_bmask) == 0) {
 104                         int dx = mouse_x - prev_mx;
 105                         int dy = mouse_y - prev_my;
 106
 107                         if(dx || dy) {
 108                                 if(mouse_bmask & 1) {
 109                                         cam_theta += dx * 1.0;
 110                                         cam_phi += dy * 1.0;
 111
 112                                         if(cam_phi < -90) cam_phi = -90;
 113                                         if(cam_phi > 90) cam_phi = 90;
 114                                 }
 115                                 if(mouse_bmask & 4) {
 116                                         cam_dist += dy * 0.5;
 117
 118                                         if(cam_dist < 0) cam_dist = 0;
 119                                 }
 120                         }
 121                 }
 122         }
 123         prev_mx = mouse_x;
 124         prev_my = mouse_y;
 125         prev_bmask = mouse_bmask;
 126 }
 127
 128
 129 static void draw(void)
 130 {
 131         update();
 132
 133         memset(fb_pixels, 0, fb_width * fb_height * 2);
 134
 135         g3d_matrix_mode(G3D_MODELVIEW);
 136         g3d_load_identity();
 137         g3d_translate(0, 0, -cam_dist);
 138         g3d_rotate(cam_phi, 1, 0, 0);
 139         g3d_rotate(cam_theta, 0, 1, 0);
 140
 141         g3d_light_pos(0, -10, 10, 20);
 142
 143         zsort(&torus);
 144
 145         g3d_mtl_diffuse(0.4, 0.7, 1.0);
 146         g3d_set_texture(tex.width, tex.height, tex.pixels);
 147
 148         draw_mesh(&torus);
 149
 150         /*draw_mesh(&cube);*/
 151         swap_buffers(fb_pixels);
 152 }
 153
 154 static void draw_debug(void)
 155 {
 156         update();
 157
 158         memset(lowres_pixels, 0, lowres_width * lowres_height * 2);
 159
 160         g3d_matrix_mode(G3D_MODELVIEW);
 161         g3d_load_identity();
 162         g3d_translate(0, 0, -cam_dist);
 163         g3d_rotate(cam_phi, 1, 0, 0);
 164         g3d_rotate(cam_theta, 0, 1, 0);
 165
 166         g3d_framebuffer(lowres_width, lowres_height, lowres_pixels);
 167         /*zsort(&torus);*/
 168         draw_mesh(&cube);
 169
 170         draw_lowres_raster();
 171
 172
 173         g3d_framebuffer(fb_width, fb_height, fb_pixels);
 174
 175         g3d_polygon_mode(G3D_WIRE);
 176         draw_mesh(&cube);
 177         g3d_polygon_mode(G3D_FLAT);
 178
 179         swap_buffers(fb_pixels);
 180 }
 181
 182 static void draw_mesh(struct mesh *mesh)
 183 {
 184         if(mesh->iarr) {
 185                 g3d_draw_indexed(mesh->prim, mesh->varr, mesh->vcount, mesh->iarr, mesh->icount);
 186         } else {
 187                 g3d_draw(mesh->prim, mesh->varr, mesh->vcount);
 188         }
 189 }
 190
 191 #define NORMAL(vp, x, y, z) do { vp->nx = x; vp->ny = y; vp->nz = z; } while(0)
 192 #define COLOR(vp, cr, cg, cb) do { vp->r = cr; vp->g = cg; vp->b = cb; } while(0)
 193 #define TEXCOORD(vp, tu, tv) do { vp->u = tu; vp->v = tv; } while(0)
 194 #define VERTEX(vp, vx, vy, vz) \
 195         do { \
 196                 vp->x = vx; vp->y = vy; vp->z = vz; vp->w = 1.0f; \
 197                 ++vp; \
 198         } while(0)
 199
 200 static int gen_cube(struct mesh *mesh, float sz)
 201 {
 202         struct g3d_vertex *vptr;
 203         float hsz = sz / 2.0;
 204
 205         mesh->prim = G3D_QUADS;
 206         mesh->iarr = 0;
 207         mesh->icount = 0;
 208
 209         mesh->vcount = 24;
 210         if(!(mesh->varr = malloc(mesh->vcount * sizeof *mesh->varr))) {
 211                 return -1;
 212         }
 213         vptr = mesh->varr;
 214
 215         /* -Z */
 216         NORMAL(vptr, 0, 0, -1);
 217         COLOR(vptr, 255, 0, 255);
 218         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, -hsz);
 219         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, -hsz);
 220         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, -hsz);
 221         VERTEX(vptr, hsz, hsz, -hsz);
 222         /* -Y */
 223         NORMAL(vptr, 0, -1, 0);
 224         COLOR(vptr, 0, 255, 255);
 225         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, -hsz);
 226         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, -hsz);
 227         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, hsz);
 228         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, hsz);
 229         /* -X */
 230         NORMAL(vptr, -1, 0, 0);
 231         COLOR(vptr, 255, 255, 0);
 232         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, -hsz);
 233         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, hsz);
 234         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, hsz);
 235         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, -hsz);
 236         /* +X */
 237         NORMAL(vptr, 1, 0, 0);
 238         COLOR(vptr, 255, 0, 0);
 239         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, hsz);
 240         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, -hsz);
 241         VERTEX(vptr, hsz, hsz, -hsz);
 242         VERTEX(vptr, hsz, hsz, hsz);
 243         /* +Y */
 244         NORMAL(vptr, 0, 1, 0);
 245         COLOR(vptr, 0, 255, 0);
 246         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, hsz);
 247         VERTEX(vptr, hsz, hsz, hsz);
 248         VERTEX(vptr, hsz, hsz, -hsz);
 249         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, -hsz);
 250         /* +Z */
 251         NORMAL(vptr, 0, 0, 1);
 252         COLOR(vptr, 0, 0, 255);
 253         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, hsz);
 254         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, hsz);
 255         VERTEX(vptr, hsz, hsz, hsz);
 256         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, hsz);
 257
 258         return 0;
 259 }
 260
 261 static void torusvec(float *res, float theta, float phi, float mr, float rr)
 262 {
 263         float rx, ry, rz;
 264         theta = -theta;
 265
 266         rx = -cos(phi) * rr + mr;
 267         ry = sin(phi) * rr;
 268         rz = 0.0f;
 269
 270         res[0] = rx * sin(theta) + rz * cos(theta);
 271         res[1] = ry;
 272         res[2] = -rx * cos(theta) + rz * sin(theta);
 273 }
 274
 275 static int gen_torus(struct mesh *mesh, float rad, float ringrad, int usub, int vsub)
 276 {
 277         int i, j;
 278         int nfaces, uverts, vverts;
 279         struct g3d_vertex *vptr;
 280         int16_t *iptr;
 281
 282         mesh->prim = G3D_QUADS;
 283
 284         if(usub < 4) usub = 4;
 285         if(vsub < 2) vsub = 2;
 286
 287         uverts = usub + 1;
 288         vverts = vsub + 1;
 289
 290         mesh->vcount = uverts * vverts;
 291         nfaces = usub * vsub;
 292         mesh->icount = nfaces * 4;
 293
 294         printf("generating torus with %d faces (%d vertices)\n", nfaces, mesh->vcount);
 295
 296         if(!(mesh->varr = malloc(mesh->vcount * sizeof *mesh->varr))) {
 297                 return -1;
 298         }
 299         if(!(mesh->iarr = malloc(mesh->icount * sizeof *mesh->iarr))) {
 300                 return -1;
 301         }
 302         vptr = mesh->varr;
 303         iptr = mesh->iarr;
 304
 305         for(i=0; i<uverts; i++) {
 306                 float u = (float)i / (float)(uverts - 1);
 307                 float theta = u * 2.0 * M_PI;
 308                 float rcent[3];
 309
 310                 torusvec(rcent, theta, 0, rad, 0);
 311
 312                 for(j=0; j<vverts; j++) {
 313                         float v = (float)j / (float)(vverts - 1);
 314                         float phi = v * 2.0 * M_PI;
 315                         int chess = (i & 1) == (j & 1);
 316
 317                         torusvec(&vptr->x, theta, phi, rad, ringrad);
 318
 319                         vptr->nx = (vptr->x - rcent[0]) / ringrad;
 320                         vptr->ny = (vptr->y - rcent[1]) / ringrad;
 321                         vptr->nz = (vptr->z - rcent[2]) / ringrad;
 322                         vptr->u = u;
 323                         vptr->v = v;
 324                         vptr->r = chess ? 255 : 64;
 325                         vptr->g = 128;
 326                         vptr->b = chess ? 64 : 255;
 327                         ++vptr;
 328
 329                         if(i < usub && j < vsub) {
 330                                 int idx = i * vverts + j;
 331                                 *iptr++ = idx;
 332                                 *iptr++ = idx + 1;
 333                                 *iptr++ = idx + vverts + 1;
 334                                 *iptr++ = idx + vverts;
 335                         }
 336                 }
 337         }
 338         return 0;
 339 }
 340
 341
 342 static struct {
 343         struct g3d_vertex *varr;
 344         const float *xform;
 345 } zsort_cls;
 346
 347 static int zsort_cmp(const void *aptr, const void *bptr)
 348 {
 349         const int16_t *a = (const int16_t*)aptr;
 350         const int16_t *b = (const int16_t*)bptr;
 351
 352         const float *m = zsort_cls.xform;
 353
 354         const struct g3d_vertex *va = zsort_cls.varr + a[0];
 355         const struct g3d_vertex *vb = zsort_cls.varr + b[0];
 356
 357         float za = m[2] * va->x + m[6] * va->y + m[10] * va->z + m[14];
 358         float zb = m[2] * vb->x + m[6] * vb->y + m[10] * vb->z + m[14];
 359
 360         va = zsort_cls.varr + a[2];
 361         vb = zsort_cls.varr + b[2];
 362
 363         za += m[2] * va->x + m[6] * va->y + m[10] * va->z + m[14];
 364         zb += m[2] * vb->x + m[6] * vb->y + m[10] * vb->z + m[14];
 365
 366         return za - zb;
 367 }
 368
 369 static void zsort(struct mesh *m)
 370 {
 371         int nfaces = m->icount / m->prim;
 372
 373         zsort_cls.varr = m->varr;
 374         zsort_cls.xform = g3d_get_matrix(G3D_MODELVIEW, 0);
 375
 376         qsort(m->iarr, nfaces, m->prim * sizeof *m->iarr, zsort_cmp);
 377 }
 378
 379 static void draw_huge_pixel(uint16_t *dest, int dest_width, uint16_t color)
 380 {
 381         int i, j;
 382         uint16_t grid_color = PACK_RGB16(127, 127, 127);
 383
 384         for(i=0; i<LOWRES_SCALE; i++) {
 385                 for(j=0; j<LOWRES_SCALE; j++) {
 386                         dest[j] = i == 0 || j == 0 ? grid_color : color;
 387                 }
 388                 dest += dest_width;
 389         }
 390 }
 391
 392 static void draw_lowres_raster(void)
 393 {
 394         int i, j;
 395         uint16_t *sptr = lowres_pixels;
 396         uint16_t *dptr = fb_pixels;
 397
 398         for(i=0; i<lowres_height; i++) {
 399                 for(j=0; j<lowres_width; j++) {
 400                         draw_huge_pixel(dptr, fb_width, *sptr++);
 401                         dptr += LOWRES_SCALE;
 402                 }
 403                 dptr += fb_width * LOWRES_SCALE - fb_width;
 404         }
 405 }
 406
 407 static int gen_texture(struct pimage *img, int xsz, int ysz)
 408 {
 409         int i, j;
 410         uint16_t *pix;
 411
 412         if(!(img->pixels = malloc(xsz * ysz * sizeof *pix))) {
 413                 return -1;
 414         }
 415         pix = img->pixels;
 416
 417         for(i=0; i<ysz; i++) {
 418                 for(j=0; j<xsz; j++) {
 419                         int val = i ^ j;
 420
 421                         *pix++ = PACK_RGB16(val, val, val);
 422                 }
 423         }
 424
 425         img->width = xsz;
 426         img->height = ysz;
 427         return 0;
 428 }