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         g3d_enable(G3D_LIGHTING);
  78         g3d_enable(G3D_LIGHT0);
  79 }
  80
  81 static void update(void)
  82 {
  83         static int prev_mx, prev_my;
  84         static unsigned int prev_bmask;
  85
  86         if(mouse_bmask) {
  87                 if((mouse_bmask ^ prev_bmask) == 0) {
  88                         int dx = mouse_x - prev_mx;
  89                         int dy = mouse_y - prev_my;
  90
  91                         if(dx || dy) {
  92                                 theta += dx * 2.0;
  93                                 phi += dy * 2.0;
  94
  95                                 if(phi < -90) phi = -90;
  96                                 if(phi > 90) phi = 90;
  97                         }
  98                 }
  99         }
 100         prev_mx = mouse_x;
 101         prev_my = mouse_y;
 102         prev_bmask = mouse_bmask;
 103 }
 104
 105
 106 static void draw(void)
 107 {
 108         update();
 109
 110         memset(fb_pixels, 0, fb_width * fb_height * 2);
 111
 112         g3d_matrix_mode(G3D_MODELVIEW);
 113         g3d_load_identity();
 114         g3d_translate(0, 0, -3);
 115         g3d_rotate(phi, 1, 0, 0);
 116         g3d_rotate(theta, 0, 1, 0);
 117
 118         g3d_light_pos(0, -10, 10, 20);
 119
 120         zsort(&torus);
 121
 122         g3d_mtl_diffuse(0.3, 0.6, 1.0);
 123         draw_mesh(&torus);
 124
 125         /*draw_mesh(&cube);*/
 126         swap_buffers(fb_pixels);
 127 }
 128
 129 static void draw_debug(void)
 130 {
 131         update();
 132
 133         memset(lowres_pixels, 0, lowres_width * lowres_height * 2);
 134
 135         g3d_matrix_mode(G3D_MODELVIEW);
 136         g3d_load_identity();
 137         g3d_translate(0, 0, -3);
 138         g3d_rotate(phi, 1, 0, 0);
 139         g3d_rotate(theta, 0, 1, 0);
 140
 141         g3d_framebuffer(lowres_width, lowres_height, lowres_pixels);
 142         /*zsort(&torus);*/
 143         draw_mesh(&cube);
 144
 145         draw_lowres_raster();
 146
 147
 148         g3d_framebuffer(fb_width, fb_height, fb_pixels);
 149
 150         g3d_polygon_mode(G3D_WIRE);
 151         draw_mesh(&cube);
 152         g3d_polygon_mode(G3D_FLAT);
 153
 154         swap_buffers(fb_pixels);
 155 }
 156
 157 static void draw_mesh(struct mesh *mesh)
 158 {
 159         if(mesh->iarr) {
 160                 g3d_draw_indexed(mesh->prim, mesh->varr, mesh->vcount, mesh->iarr, mesh->icount);
 161         } else {
 162                 g3d_draw(mesh->prim, mesh->varr, mesh->vcount);
 163         }
 164 }
 165
 166 #define NORMAL(vp, x, y, z) do { vp->nx = x; vp->ny = y; vp->nz = z; } while(0)
 167 #define COLOR(vp, cr, cg, cb) do { vp->r = cr; vp->g = cg; vp->b = cb; } while(0)
 168 #define TEXCOORD(vp, tu, tv) do { vp->u = tu; vp->v = tv; } while(0)
 169 #define VERTEX(vp, vx, vy, vz) \
 170         do { \
 171                 vp->x = vx; vp->y = vy; vp->z = vz; vp->w = 1.0f; \
 172                 ++vp; \
 173         } while(0)
 174
 175 static int gen_cube(struct mesh *mesh, float sz)
 176 {
 177         struct g3d_vertex *vptr;
 178         float hsz = sz / 2.0;
 179
 180         mesh->prim = G3D_QUADS;
 181         mesh->iarr = 0;
 182         mesh->icount = 0;
 183
 184         mesh->vcount = 24;
 185         if(!(mesh->varr = malloc(mesh->vcount * sizeof *mesh->varr))) {
 186                 return -1;
 187         }
 188         vptr = mesh->varr;
 189
 190         /* -Z */
 191         NORMAL(vptr, 0, 0, -1);
 192         COLOR(vptr, 255, 0, 255);
 193         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, -hsz);
 194         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, -hsz);
 195         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, -hsz);
 196         VERTEX(vptr, hsz, hsz, -hsz);
 197         /* -Y */
 198         NORMAL(vptr, 0, -1, 0);
 199         COLOR(vptr, 0, 255, 255);
 200         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, -hsz);
 201         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, -hsz);
 202         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, hsz);
 203         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, hsz);
 204         /* -X */
 205         NORMAL(vptr, -1, 0, 0);
 206         COLOR(vptr, 255, 255, 0);
 207         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, -hsz);
 208         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, hsz);
 209         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, hsz);
 210         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, -hsz);
 211         /* +X */
 212         NORMAL(vptr, 1, 0, 0);
 213         COLOR(vptr, 255, 0, 0);
 214         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, hsz);
 215         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, -hsz);
 216         VERTEX(vptr, hsz, hsz, -hsz);
 217         VERTEX(vptr, hsz, hsz, hsz);
 218         /* +Y */
 219         NORMAL(vptr, 0, 1, 0);
 220         COLOR(vptr, 0, 255, 0);
 221         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, hsz);
 222         VERTEX(vptr, hsz, hsz, hsz);
 223         VERTEX(vptr, hsz, hsz, -hsz);
 224         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, -hsz);
 225         /* +Z */
 226         NORMAL(vptr, 0, 0, 1);
 227         COLOR(vptr, 0, 0, 255);
 228         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, hsz);
 229         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, hsz);
 230         VERTEX(vptr, hsz, hsz, hsz);
 231         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, hsz);
 232
 233         return 0;
 234 }
 235
 236 static void torusvec(float *res, float theta, float phi, float mr, float rr)
 237 {
 238         float rx, ry, rz;
 239         theta = -theta;
 240
 241         rx = -cos(phi) * rr + mr;
 242         ry = sin(phi) * rr;
 243         rz = 0.0f;
 244
 245         res[0] = rx * sin(theta) + rz * cos(theta);
 246         res[1] = ry;
 247         res[2] = -rx * cos(theta) + rz * sin(theta);
 248 }
 249
 250 static int gen_torus(struct mesh *mesh, float rad, float ringrad, int usub, int vsub)
 251 {
 252         int i, j;
 253         int nfaces, uverts, vverts;
 254         struct g3d_vertex *vptr;
 255         int16_t *iptr;
 256
 257         mesh->prim = G3D_QUADS;
 258
 259         if(usub < 4) usub = 4;
 260         if(vsub < 2) vsub = 2;
 261
 262         uverts = usub + 1;
 263         vverts = vsub + 1;
 264
 265         mesh->vcount = uverts * vverts;
 266         nfaces = usub * vsub;
 267         mesh->icount = nfaces * 4;
 268
 269         if(!(mesh->varr = malloc(mesh->vcount * sizeof *mesh->varr))) {
 270                 return -1;
 271         }
 272         if(!(mesh->iarr = malloc(mesh->icount * sizeof *mesh->iarr))) {
 273                 return -1;
 274         }
 275         vptr = mesh->varr;
 276         iptr = mesh->iarr;
 277
 278         for(i=0; i<uverts; i++) {
 279                 float u = (float)i / (float)(uverts - 1);
 280                 float theta = u * 2.0 * M_PI;
 281                 float rcent[3];
 282
 283                 torusvec(rcent, theta, 0, rad, 0);
 284
 285                 for(j=0; j<vverts; j++) {
 286                         float v = (float)j / (float)(vverts - 1);
 287                         float phi = v * 2.0 * M_PI;
 288                         int chess = (i & 1) == (j & 1);
 289
 290                         torusvec(&vptr->x, theta, phi, rad, ringrad);
 291
 292                         vptr->nx = (vptr->x - rcent[0]) / ringrad;
 293                         vptr->ny = (vptr->y - rcent[1]) / ringrad;
 294                         vptr->nz = (vptr->z - rcent[2]) / ringrad;
 295                         vptr->u = u;
 296                         vptr->v = v;
 297                         vptr->r = chess ? 255 : 64;
 298                         vptr->g = 128;
 299                         vptr->b = chess ? 64 : 255;
 300                         ++vptr;
 301
 302                         if(i < usub && j < vsub) {
 303                                 int idx = i * vverts + j;
 304                                 *iptr++ = idx;
 305                                 *iptr++ = idx + 1;
 306                                 *iptr++ = idx + vverts + 1;
 307                                 *iptr++ = idx + vverts;
 308                         }
 309                 }
 310         }
 311         return 0;
 312 }
 313
 314
 315 static struct {
 316         struct g3d_vertex *varr;
 317         const float *xform;
 318 } zsort_cls;
 319
 320 static int zsort_cmp(const void *aptr, const void *bptr)
 321 {
 322         const int16_t *a = (const int16_t*)aptr;
 323         const int16_t *b = (const int16_t*)bptr;
 324
 325         const float *m = zsort_cls.xform;
 326
 327         const struct g3d_vertex *va = zsort_cls.varr + a[0];
 328         const struct g3d_vertex *vb = zsort_cls.varr + b[0];
 329
 330         float za = m[2] * va->x + m[6] * va->y + m[10] * va->z + m[14];
 331         float zb = m[2] * vb->x + m[6] * vb->y + m[10] * vb->z + m[14];
 332
 333         va = zsort_cls.varr + a[2];
 334         vb = zsort_cls.varr + b[2];
 335
 336         za += m[2] * va->x + m[6] * va->y + m[10] * va->z + m[14];
 337         zb += m[2] * vb->x + m[6] * vb->y + m[10] * vb->z + m[14];
 338
 339         return za - zb;
 340 }
 341
 342 static void zsort(struct mesh *m)
 343 {
 344         int nfaces = m->icount / m->prim;
 345
 346         zsort_cls.varr = m->varr;
 347         zsort_cls.xform = g3d_get_matrix(G3D_MODELVIEW, 0);
 348
 349         qsort(m->iarr, nfaces, m->prim * sizeof *m->iarr, zsort_cmp);
 350 }
 351
 352 static void draw_huge_pixel(uint16_t *dest, int dest_width, uint16_t color)
 353 {
 354         int i, j;
 355         uint16_t grid_color = PACK_RGB16(127, 127, 127);
 356
 357         for(i=0; i<LOWRES_SCALE; i++) {
 358                 for(j=0; j<LOWRES_SCALE; j++) {
 359                         dest[j] = i == 0 || j == 0 ? grid_color : color;
 360                 }
 361                 dest += dest_width;
 362         }
 363 }
 364
 365 static void draw_lowres_raster(void)
 366 {
 367         int i, j;
 368         uint16_t *sptr = lowres_pixels;
 369         uint16_t *dptr = fb_pixels;
 370
 371         for(i=0; i<lowres_height; i++) {
 372                 for(j=0; j<lowres_width; j++) {
 373                         draw_huge_pixel(dptr, fb_width, *sptr++);
 374                         dptr += LOWRES_SCALE;
 375                 }
 376                 dptr += fb_width * LOWRES_SCALE - fb_width;
 377         }
 378 }