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         g3d_polygon_mode(G3D_GOURAUD);
  81 }
  82
  83 static void update(void)
  84 {
  85         static int prev_mx, prev_my;
  86         static unsigned int prev_bmask;
  87
  88         if(mouse_bmask) {
  89                 if((mouse_bmask ^ prev_bmask) == 0) {
  90                         int dx = mouse_x - prev_mx;
  91                         int dy = mouse_y - prev_my;
  92
  93                         if(dx || dy) {
  94                                 theta += dx * 2.0;
  95                                 phi += dy * 2.0;
  96
  97                                 if(phi < -90) phi = -90;
  98                                 if(phi > 90) phi = 90;
  99                         }
 100                 }
 101         }
 102         prev_mx = mouse_x;
 103         prev_my = mouse_y;
 104         prev_bmask = mouse_bmask;
 105 }
 106
 107
 108 static void draw(void)
 109 {
 110         update();
 111
 112         memset(fb_pixels, 0, fb_width * fb_height * 2);
 113
 114         g3d_matrix_mode(G3D_MODELVIEW);
 115         g3d_load_identity();
 116         g3d_translate(0, 0, -3);
 117         g3d_rotate(phi, 1, 0, 0);
 118         g3d_rotate(theta, 0, 1, 0);
 119
 120         g3d_light_pos(0, -10, 10, 20);
 121
 122         zsort(&torus);
 123
 124         g3d_mtl_diffuse(0.3, 0.6, 1.0);
 125         draw_mesh(&torus);
 126
 127         /*draw_mesh(&cube);*/
 128         swap_buffers(fb_pixels);
 129 }
 130
 131 static void draw_debug(void)
 132 {
 133         update();
 134
 135         memset(lowres_pixels, 0, lowres_width * lowres_height * 2);
 136
 137         g3d_matrix_mode(G3D_MODELVIEW);
 138         g3d_load_identity();
 139         g3d_translate(0, 0, -3);
 140         g3d_rotate(phi, 1, 0, 0);
 141         g3d_rotate(theta, 0, 1, 0);
 142
 143         g3d_framebuffer(lowres_width, lowres_height, lowres_pixels);
 144         /*zsort(&torus);*/
 145         draw_mesh(&cube);
 146
 147         draw_lowres_raster();
 148
 149
 150         g3d_framebuffer(fb_width, fb_height, fb_pixels);
 151
 152         g3d_polygon_mode(G3D_WIRE);
 153         draw_mesh(&cube);
 154         g3d_polygon_mode(G3D_FLAT);
 155
 156         swap_buffers(fb_pixels);
 157 }
 158
 159 static void draw_mesh(struct mesh *mesh)
 160 {
 161         if(mesh->iarr) {
 162                 g3d_draw_indexed(mesh->prim, mesh->varr, mesh->vcount, mesh->iarr, mesh->icount);
 163         } else {
 164                 g3d_draw(mesh->prim, mesh->varr, mesh->vcount);
 165         }
 166 }
 167
 168 #define NORMAL(vp, x, y, z) do { vp->nx = x; vp->ny = y; vp->nz = z; } while(0)
 169 #define COLOR(vp, cr, cg, cb) do { vp->r = cr; vp->g = cg; vp->b = cb; } while(0)
 170 #define TEXCOORD(vp, tu, tv) do { vp->u = tu; vp->v = tv; } while(0)
 171 #define VERTEX(vp, vx, vy, vz) \
 172         do { \
 173                 vp->x = vx; vp->y = vy; vp->z = vz; vp->w = 1.0f; \
 174                 ++vp; \
 175         } while(0)
 176
 177 static int gen_cube(struct mesh *mesh, float sz)
 178 {
 179         struct g3d_vertex *vptr;
 180         float hsz = sz / 2.0;
 181
 182         mesh->prim = G3D_QUADS;
 183         mesh->iarr = 0;
 184         mesh->icount = 0;
 185
 186         mesh->vcount = 24;
 187         if(!(mesh->varr = malloc(mesh->vcount * sizeof *mesh->varr))) {
 188                 return -1;
 189         }
 190         vptr = mesh->varr;
 191
 192         /* -Z */
 193         NORMAL(vptr, 0, 0, -1);
 194         COLOR(vptr, 255, 0, 255);
 195         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, -hsz);
 196         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, -hsz);
 197         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, -hsz);
 198         VERTEX(vptr, hsz, hsz, -hsz);
 199         /* -Y */
 200         NORMAL(vptr, 0, -1, 0);
 201         COLOR(vptr, 0, 255, 255);
 202         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, -hsz);
 203         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, -hsz);
 204         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, hsz);
 205         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, hsz);
 206         /* -X */
 207         NORMAL(vptr, -1, 0, 0);
 208         COLOR(vptr, 255, 255, 0);
 209         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, -hsz);
 210         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, hsz);
 211         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, hsz);
 212         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, -hsz);
 213         /* +X */
 214         NORMAL(vptr, 1, 0, 0);
 215         COLOR(vptr, 255, 0, 0);
 216         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, hsz);
 217         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, -hsz);
 218         VERTEX(vptr, hsz, hsz, -hsz);
 219         VERTEX(vptr, hsz, hsz, hsz);
 220         /* +Y */
 221         NORMAL(vptr, 0, 1, 0);
 222         COLOR(vptr, 0, 255, 0);
 223         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, hsz);
 224         VERTEX(vptr, hsz, hsz, hsz);
 225         VERTEX(vptr, hsz, hsz, -hsz);
 226         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, -hsz);
 227         /* +Z */
 228         NORMAL(vptr, 0, 0, 1);
 229         COLOR(vptr, 0, 0, 255);
 230         VERTEX(vptr, -hsz, -hsz, hsz);
 231         VERTEX(vptr, hsz, -hsz, hsz);
 232         VERTEX(vptr, hsz, hsz, hsz);
 233         VERTEX(vptr, -hsz, hsz, hsz);
 234
 235         return 0;
 236 }
 237
 238 static void torusvec(float *res, float theta, float phi, float mr, float rr)
 239 {
 240         float rx, ry, rz;
 241         theta = -theta;
 242
 243         rx = -cos(phi) * rr + mr;
 244         ry = sin(phi) * rr;
 245         rz = 0.0f;
 246
 247         res[0] = rx * sin(theta) + rz * cos(theta);
 248         res[1] = ry;
 249         res[2] = -rx * cos(theta) + rz * sin(theta);
 250 }
 251
 252 static int gen_torus(struct mesh *mesh, float rad, float ringrad, int usub, int vsub)
 253 {
 254         int i, j;
 255         int nfaces, uverts, vverts;
 256         struct g3d_vertex *vptr;
 257         int16_t *iptr;
 258
 259         mesh->prim = G3D_QUADS;
 260
 261         if(usub < 4) usub = 4;
 262         if(vsub < 2) vsub = 2;
 263
 264         uverts = usub + 1;
 265         vverts = vsub + 1;
 266
 267         mesh->vcount = uverts * vverts;
 268         nfaces = usub * vsub;
 269         mesh->icount = nfaces * 4;
 270
 271         if(!(mesh->varr = malloc(mesh->vcount * sizeof *mesh->varr))) {
 272                 return -1;
 273         }
 274         if(!(mesh->iarr = malloc(mesh->icount * sizeof *mesh->iarr))) {
 275                 return -1;
 276         }
 277         vptr = mesh->varr;
 278         iptr = mesh->iarr;
 279
 280         for(i=0; i<uverts; i++) {
 281                 float u = (float)i / (float)(uverts - 1);
 282                 float theta = u * 2.0 * M_PI;
 283                 float rcent[3];
 284
 285                 torusvec(rcent, theta, 0, rad, 0);
 286
 287                 for(j=0; j<vverts; j++) {
 288                         float v = (float)j / (float)(vverts - 1);
 289                         float phi = v * 2.0 * M_PI;
 290                         int chess = (i & 1) == (j & 1);
 291
 292                         torusvec(&vptr->x, theta, phi, rad, ringrad);
 293
 294                         vptr->nx = (vptr->x - rcent[0]) / ringrad;
 295                         vptr->ny = (vptr->y - rcent[1]) / ringrad;
 296                         vptr->nz = (vptr->z - rcent[2]) / ringrad;
 297                         vptr->u = u;
 298                         vptr->v = v;
 299                         vptr->r = chess ? 255 : 64;
 300                         vptr->g = 128;
 301                         vptr->b = chess ? 64 : 255;
 302                         ++vptr;
 303
 304                         if(i < usub && j < vsub) {
 305                                 int idx = i * vverts + j;
 306                                 *iptr++ = idx;
 307                                 *iptr++ = idx + 1;
 308                                 *iptr++ = idx + vverts + 1;
 309                                 *iptr++ = idx + vverts;
 310                         }
 311                 }
 312         }
 313         return 0;
 314 }
 315
 316
 317 static struct {
 318         struct g3d_vertex *varr;
 319         const float *xform;
 320 } zsort_cls;
 321
 322 static int zsort_cmp(const void *aptr, const void *bptr)
 323 {
 324         const int16_t *a = (const int16_t*)aptr;
 325         const int16_t *b = (const int16_t*)bptr;
 326
 327         const float *m = zsort_cls.xform;
 328
 329         const struct g3d_vertex *va = zsort_cls.varr + a[0];
 330         const struct g3d_vertex *vb = zsort_cls.varr + b[0];
 331
 332         float za = m[2] * va->x + m[6] * va->y + m[10] * va->z + m[14];
 333         float zb = m[2] * vb->x + m[6] * vb->y + m[10] * vb->z + m[14];
 334
 335         va = zsort_cls.varr + a[2];
 336         vb = zsort_cls.varr + b[2];
 337
 338         za += m[2] * va->x + m[6] * va->y + m[10] * va->z + m[14];
 339         zb += m[2] * vb->x + m[6] * vb->y + m[10] * vb->z + m[14];
 340
 341         return za - zb;
 342 }
 343
 344 static void zsort(struct mesh *m)
 345 {
 346         int nfaces = m->icount / m->prim;
 347
 348         zsort_cls.varr = m->varr;
 349         zsort_cls.xform = g3d_get_matrix(G3D_MODELVIEW, 0);
 350
 351         qsort(m->iarr, nfaces, m->prim * sizeof *m->iarr, zsort_cmp);
 352 }
 353
 354 static void draw_huge_pixel(uint16_t *dest, int dest_width, uint16_t color)
 355 {
 356         int i, j;
 357         uint16_t grid_color = PACK_RGB16(127, 127, 127);
 358
 359         for(i=0; i<LOWRES_SCALE; i++) {
 360                 for(j=0; j<LOWRES_SCALE; j++) {
 361                         dest[j] = i == 0 || j == 0 ? grid_color : color;
 362                 }
 363                 dest += dest_width;
 364         }
 365 }
 366
 367 static void draw_lowres_raster(void)
 368 {
 369         int i, j;
 370         uint16_t *sptr = lowres_pixels;
 371         uint16_t *dptr = fb_pixels;
 372
 373         for(i=0; i<lowres_height; i++) {
 374                 for(j=0; j<lowres_width; j++) {
 375                         draw_huge_pixel(dptr, fb_width, *sptr++);
 376                         dptr += LOWRES_SCALE;
 377                 }
 378                 dptr += fb_width * LOWRES_SCALE - fb_width;
 379         }
 380 }