added lighting
[dosdemo] / src / 3dgfx.c
index 49b4c2c..30721c8 100644 (file)
 typedef float g3d_matrix[16];
 
 #define MAX_VBUF_SIZE  256
+#define MAX_LIGHTS             4
+
+struct light {
+       float x, y, z;
+       float r, g, b;
+};
+
+struct material {
+       float kd[3];
+       float ks[3];
+       float shin;
+};
 
 struct g3d_state {
        unsigned int opt;
        int frontface;
+       int fill_mode;
 
        g3d_matrix mat[G3D_NUM_MATRICES][STACK_SIZE];
        int mtop[G3D_NUM_MATRICES];
@@ -22,6 +35,10 @@ struct g3d_state {
 
        g3d_matrix norm_mat;
 
+       float ambient[3];
+       struct light lt[MAX_LIGHTS];
+       struct material mtl;
+
        int width, height;
        void *pixels;
 };
@@ -46,11 +63,19 @@ int g3d_init(void)
                fprintf(stderr, "failed to allocate G3D context\n");
                return -1;
        }
+       st->fill_mode = POLYFILL_FLAT;
 
        for(i=0; i<G3D_NUM_MATRICES; i++) {
                g3d_matrix_mode(i);
                g3d_load_identity();
        }
+
+       for(i=0; i<MAX_LIGHTS; i++) {
+               g3d_light_color(i, 1, 1, 1);
+       }
+       g3d_light_ambient(0.1, 0.1, 0.1);
+
+       g3d_mtl_diffuse(1, 1, 1);
        return 0;
 }
 
@@ -64,6 +89,10 @@ void g3d_framebuffer(int width, int height, void *pixels)
        st->width = width;
        st->height = height;
        st->pixels = pixels;
+
+       pimg_fb.pixels = pixels;
+       pimg_fb.width = width;
+       pimg_fb.height = height;
 }
 
 void g3d_enable(unsigned int opt)
@@ -91,6 +120,11 @@ void g3d_front_face(unsigned int order)
        st->frontface = order;
 }
 
+void g3d_polygon_mode(int pmode)
+{
+       st->fill_mode = pmode;
+}
+
 void g3d_matrix_mode(int mmode)
 {
        st->mmode = mmode;
@@ -251,16 +285,69 @@ void g3d_perspective(float vfov_deg, float aspect, float znear, float zfar)
        g3d_mult_matrix(m);
 }
 
-#define CROSS(res, a, b) \
-       do { \
-               (res)[0] = (a)[1] * (b)[2] - (a)[2] * (b)[1]; \
-               (res)[1] = (a)[2] * (b)[0] - (a)[0] * (b)[2]; \
-               (res)[2] = (a)[0] * (b)[1] - (a)[1] * (b)[0]; \
-       } while(0)
+const float *g3d_get_matrix(int which, float *m)
+{
+       int top = st->mtop[which];
+
+       if(m) {
+               memcpy(m, st->mat[which][top], 16 * sizeof(float));
+       }
+       return st->mat[which][top];
+}
+
+void g3d_light_pos(int idx, float x, float y, float z)
+{
+       int mvtop = st->mtop[G3D_MODELVIEW];
+
+       st->lt[idx].x = x;
+       st->lt[idx].y = y;
+       st->lt[idx].z = z;
+
+       xform4_vec3(st->mat[G3D_MODELVIEW][mvtop], &st->lt[idx].x);
+}
+
+void g3d_light_color(int idx, float r, float g, float b)
+{
+       st->lt[idx].r = r;
+       st->lt[idx].g = g;
+       st->lt[idx].b = b;
+}
+
+void g3d_light_ambient(float r, float g, float b)
+{
+       st->ambient[0] = r;
+       st->ambient[1] = g;
+       st->ambient[2] = b;
+}
+
+void g3d_mtl_diffuse(float r, float g, float b)
+{
+       st->mtl.kd[0] = r;
+       st->mtl.kd[1] = g;
+       st->mtl.kd[2] = b;
+}
+
+void g3d_mtl_specular(float r, float g, float b)
+{
+       st->mtl.ks[0] = r;
+       st->mtl.ks[1] = g;
+       st->mtl.ks[2] = b;
+}
+
+void g3d_mtl_shininess(float shin)
+{
+       st->mtl.shin = shin;
+}
 
 void g3d_draw(int prim, const struct g3d_vertex *varr, int varr_size)
 {
-       int i;
+       g3d_draw_indexed(prim, varr, varr_size, 0, 0);
+}
+
+void g3d_draw_indexed(int prim, const struct g3d_vertex *varr, int varr_size,
+               const int16_t *iarr, int iarr_size)
+{
+       int i, j, nfaces;
        struct pvertex pv[4];
        struct g3d_vertex v[4];
        int vnum = prim; /* primitive vertex counts correspond to enum values */
@@ -271,11 +358,12 @@ void g3d_draw(int prim, const struct g3d_vertex *varr, int varr_size)
        memcpy(st->norm_mat, st->mat[G3D_MODELVIEW][mvtop], 16 * sizeof(float));
        st->norm_mat[12] = st->norm_mat[13] = st->norm_mat[14] = 0.0f;
 
-       while(varr_size >= vnum) {
-               varr_size -= vnum;
+       nfaces = (iarr ? iarr_size : varr_size) / vnum;
+
+       for(j=0; j<nfaces; j++) {
 
                for(i=0; i<vnum; i++) {
-                       v[i] = *varr++;
+                       v[i] = iarr ? varr[*iarr++] : *varr++;
 
                        xform4_vec3(st->mat[G3D_MODELVIEW][mvtop], &v[i].x);
                        xform3_vec3(st->norm_mat, &v[i].nx);
@@ -325,7 +413,7 @@ void g3d_draw(int prim, const struct g3d_vertex *varr, int varr_size)
                        }
                }
 
-               polyfill_flat(pv, vnum);
+               polyfill(st->fill_mode, pv, vnum);
        }
 }
 
@@ -353,7 +441,53 @@ static void xform3_vec3(const float *mat, float *vec)
        vec[2] = z;
 }
 
+#define NORMALIZE(v) \
+       do { \
+               float len = sqrt(v[0] * v[0] + v[1] * v[1] + v[2] * v[2]); \
+               if(len != 0.0) { \
+                       float s = 1.0 / len; \
+                       v[0] *= s; \
+                       v[1] *= s; \
+                       v[2] *= s; \
+               } \
+       } while(0)
+
 static void shade(struct g3d_vertex *v)
 {
-       v->r = v->g = v->b = 255;
+       int i, r, g, b;
+       float color[3];
+
+       color[0] = st->ambient[0] * st->mtl.kd[0];
+       color[1] = st->ambient[1] * st->mtl.kd[1];
+       color[2] = st->ambient[2] * st->mtl.kd[2];
+
+       for(i=0; i<MAX_LIGHTS; i++) {
+               float ldir[3];
+               float ndotl;
+
+               if(!(st->opt & (G3D_LIGHT0 << i))) {
+                       continue;
+               }
+
+               ldir[0] = st->lt[i].x - v->x;
+               ldir[1] = st->lt[i].y - v->y;
+               ldir[2] = st->lt[i].z - v->z;
+               NORMALIZE(ldir);
+
+               if((ndotl = v->nx * ldir[0] + v->ny * ldir[1] + v->nz * ldir[2]) < 0.0f) {
+                       ndotl = 0.0f;
+               }
+
+               color[0] += st->mtl.kd[0] * st->lt[i].r * ndotl;
+               color[1] += st->mtl.kd[1] * st->lt[i].g * ndotl;
+               color[2] += st->mtl.kd[2] * st->lt[i].b * ndotl;
+       }
+
+       r = color[0] * 255.0;
+       g = color[1] * 255.0;
+       b = color[2] * 255.0;
+
+       v->r = r > 255 ? 255 : r;
+       v->g = g > 255 ? 255 : g;
+       v->b = b > 255 ? 255 : b;
 }