added scr_lvled, a bunch of libraries, and improved framework code
[raydungeon] / libs / goat3d / src / track.c
diff --git a/libs/goat3d/src/track.c b/libs/goat3d/src/track.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..90d07cc
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,415 @@
+/*
+libanim - hierarchical keyframe animation library
+Copyright (C) 2012-2023 John Tsiombikas <nuclear@member.fsf.org>
+
+This program is free software: you can redistribute it and/or modify
+it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published
+by the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
+(at your option) any later version.
+
+This program is distributed in the hope that it will be useful,
+but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+GNU Lesser General Public License for more details.
+
+You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
+along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+*/
+
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include <assert.h>
+#include "track.h"
+#include "dynarr.h"
+
+#include "cgmath/cgmath.h"
+
+static int find_prev_key(const struct anm_keyframe *arr, int start, int end, anm_time_t tm);
+
+static float interp_step(float v0, float v1, float v2, float v3, float t);
+static float interp_linear(float v0, float v1, float v2, float v3, float t);
+static float interp_cubic(float v0, float v1, float v2, float v3, float t);
+
+static anm_time_t remap_extend(anm_time_t tm, anm_time_t start, anm_time_t end);
+static anm_time_t remap_clamp(anm_time_t tm, anm_time_t start, anm_time_t end);
+static anm_time_t remap_repeat(anm_time_t tm, anm_time_t start, anm_time_t end);
+static anm_time_t remap_pingpong(anm_time_t tm, anm_time_t start, anm_time_t end);
+
+/* XXX keep this in sync with enum anm_interpolator at track.h */
+static float (*interp[])(float, float, float, float, float) = {
+       interp_step,
+       interp_linear,
+       interp_cubic,
+       0
+};
+
+/* XXX keep this in sync with enum anm_extrapolator at track.h */
+static anm_time_t (*remap_time[])(anm_time_t, anm_time_t, anm_time_t) = {
+       remap_extend,
+       remap_clamp,
+       remap_repeat,
+       remap_pingpong,
+       0
+};
+
+int anm_init_track(struct anm_track *track)
+{
+       memset(track, 0, sizeof *track);
+
+       if(!(track->keys = dynarr_alloc(0, sizeof *track->keys))) {
+               return -1;
+       }
+       track->keys_sorted = 1;
+       track->interp = ANM_INTERP_LINEAR;
+       track->extrap = ANM_EXTRAP_CLAMP;
+       return 0;
+}
+
+void anm_destroy_track(struct anm_track *track)
+{
+       dynarr_free(track->keys);
+}
+
+struct anm_track *anm_create_track(void)
+{
+       struct anm_track *track;
+
+       if((track = malloc(sizeof *track))) {
+               if(anm_init_track(track) == -1) {
+                       free(track);
+                       return 0;
+               }
+       }
+       return track;
+}
+
+void anm_free_track(struct anm_track *track)
+{
+       anm_destroy_track(track);
+       free(track);
+}
+
+void anm_copy_track(struct anm_track *dest, const struct anm_track *src)
+{
+       free(dest->name);
+       if(dest->keys) {
+               dynarr_free(dest->keys);
+       }
+
+       if(src->name) {
+               dest->name = malloc(strlen(src->name) + 1);
+               strcpy(dest->name, src->name);
+       }
+
+       dest->count = src->count;
+       dest->keys = dynarr_alloc(src->count, sizeof *dest->keys);
+       memcpy(dest->keys, src->keys, src->count * sizeof *dest->keys);
+
+       dest->def_val = src->def_val;
+       dest->interp = src->interp;
+       dest->extrap = src->extrap;
+       dest->keys_sorted = src->keys_sorted;
+}
+
+int anm_set_track_name(struct anm_track *track, const char *name)
+{
+       char *tmp;
+
+       if(!(tmp = malloc(strlen(name) + 1))) {
+               return -1;
+       }
+       free(track->name);
+       track->name = tmp;
+       return 0;
+}
+
+const char *anm_get_track_name(const struct anm_track *track)
+{
+       return track->name;
+}
+
+void anm_set_track_interpolator(struct anm_track *track, enum anm_interpolator in)
+{
+       track->interp = in;
+}
+
+void anm_set_track_extrapolator(struct anm_track *track, enum anm_extrapolator ex)
+{
+       track->extrap = ex;
+}
+
+anm_time_t anm_remap_time(const struct anm_track *track, anm_time_t tm, anm_time_t start, anm_time_t end)
+{
+       return remap_time[track->extrap](tm, start, end);
+}
+
+void anm_set_track_default(struct anm_track *track, float def)
+{
+       track->def_val = def;
+}
+
+static int keycmp(const void *a, const void *b)
+{
+       return ((struct anm_keyframe*)a)->time - ((struct anm_keyframe*)b)->time;
+}
+
+int anm_set_keyframe(struct anm_track *track, struct anm_keyframe *key)
+{
+       int idx = anm_get_key_interval(track, key->time);
+
+       /* if we got a valid keyframe index, compare them... */
+       if(idx >= 0 && idx < track->count && keycmp(key, track->keys + idx) == 0) {
+               /* ... it's the same key, just update the value */
+               track->keys[idx].val = key->val;
+       } else {
+               /* ... it's a new key, add it and re-sort them if necessary */
+               void *tmp;
+               if(!(tmp = dynarr_push(track->keys, key))) {
+                       return -1;
+               }
+               track->keys = tmp;
+               idx = track->count++;
+               if(idx > 0 && track->keys[idx - 1].time > key->time) {
+                       /* key shold not go to the end, mark for re-sorting */
+                       track->keys_sorted = 0;
+               }
+       }
+       return 0;
+}
+
+#define lazysort_keys(track)   \
+       if(track->count > 1 && !track->keys_sorted) { \
+               qsort(track->keys, track->count, sizeof *track->keys, keycmp); \
+               ((struct anm_track*)track)->keys_sorted = 1; \
+       }
+
+struct anm_keyframe *anm_get_keyframe(const struct anm_track *track, int idx)
+{
+       if(idx < 0 || idx >= track->count) {
+               return 0;
+       }
+       lazysort_keys(track);
+       return track->keys + idx;
+}
+
+int anm_get_key_interval(const struct anm_track *track, anm_time_t tm)
+{
+       int last;
+
+       lazysort_keys(track);
+
+       if(!track->count || tm < track->keys[0].time) {
+               return -1;
+       }
+
+       last = track->count - 1;
+       if(tm > track->keys[last].time) {
+               return last;
+       }
+
+       return find_prev_key(track->keys, 0, last, tm);
+}
+
+static int find_prev_key(const struct anm_keyframe *arr, int start, int end, anm_time_t tm)
+{
+       int mid;
+
+       if(end - start <= 1) {
+               return start;
+       }
+
+       mid = (start + end) / 2;
+       if(tm < arr[mid].time) {
+               return find_prev_key(arr, start, mid, tm);
+       }
+       if(tm > arr[mid].time) {
+               return find_prev_key(arr, mid, end, tm);
+       }
+       return mid;
+}
+
+int anm_set_value(struct anm_track *track, anm_time_t tm, float val)
+{
+       struct anm_keyframe key;
+       key.time = tm;
+       key.val = val;
+
+       return anm_set_keyframe(track, &key);
+}
+
+float anm_get_value(const struct anm_track *track, anm_time_t tm)
+{
+       int idx0, idx1, last_idx;
+       anm_time_t tstart, tend;
+       float t, dt;
+       float v0, v1, v2, v3;
+
+       if(!track->count) {
+               return track->def_val;
+       }
+       lazysort_keys(track);
+
+       last_idx = track->count - 1;
+
+       tstart = track->keys[0].time;
+       tend = track->keys[last_idx].time;
+
+       if(tstart == tend) {
+               return track->keys[0].val;
+       }
+
+       tm = remap_time[track->extrap](tm, tstart, tend);
+
+       idx0 = anm_get_key_interval(track, tm);
+       assert(idx0 >= 0 && idx0 < track->count);
+       idx1 = idx0 + 1;
+
+       if(idx0 == last_idx) {
+               return track->keys[idx0].val;
+       }
+
+       dt = (float)(track->keys[idx1].time - track->keys[idx0].time);
+       t = (float)(tm - track->keys[idx0].time) / dt;
+
+       v1 = track->keys[idx0].val;
+       v2 = track->keys[idx1].val;
+
+       /* get the neigboring values to allow for cubic interpolation */
+       v0 = idx0 > 0 ? track->keys[idx0 - 1].val : v1;
+       v3 = idx1 < last_idx ? track->keys[idx1 + 1].val : v2;
+
+       return interp[track->interp](v0, v1, v2, v3, t);
+}
+
+
+void anm_get_quat(const struct anm_track *xtrk, const struct anm_track *ytrk,
+               const struct anm_track *ztrk, const struct anm_track *wtrk, anm_time_t tm, float *qres)
+{
+       int idx0, idx1, last_idx;
+       anm_time_t tstart, tend;
+       float t, dt;
+       cgm_quat q1, q2;
+
+       if(!xtrk->count) {
+               qres[0] = xtrk->def_val;
+               qres[1] = ytrk->def_val;
+               qres[2] = ztrk->def_val;
+               qres[3] = wtrk->def_val;
+               return;
+       }
+
+       lazysort_keys(xtrk);
+       lazysort_keys(ytrk);
+       lazysort_keys(ztrk);
+       lazysort_keys(wtrk);
+
+       last_idx = xtrk->count - 1;
+
+       tstart = xtrk->keys[0].time;
+       tend = xtrk->keys[last_idx].time;
+
+       if(tstart == tend) {
+               qres[0] = xtrk->keys[0].val;
+               qres[1] = ytrk->keys[0].val;
+               qres[2] = ztrk->keys[0].val;
+               qres[3] = wtrk->keys[0].val;
+               return;
+       }
+
+       tm = anm_remap_time(xtrk, tm, tstart, tend);
+
+       idx0 = anm_get_key_interval(xtrk, tm);
+       assert(idx0 >= 0 && idx0 < xtrk->count);
+       idx1 = idx0 + 1;
+
+       if(idx0 == last_idx) {
+               qres[0] = xtrk->keys[idx0].val;
+               qres[1] = ytrk->keys[idx0].val;
+               qres[2] = ztrk->keys[idx0].val;
+               qres[3] = wtrk->keys[idx0].val;
+               return;
+       }
+
+       dt = (float)(xtrk->keys[idx1].time - xtrk->keys[idx0].time);
+       t = (float)(tm - xtrk->keys[idx0].time) / dt;
+
+       q1.x = xtrk->keys[idx0].val;
+       q1.y = ytrk->keys[idx0].val;
+       q1.z = ztrk->keys[idx0].val;
+       q1.w = wtrk->keys[idx0].val;
+
+       q2.x = xtrk->keys[idx1].val;
+       q2.y = ytrk->keys[idx1].val;
+       q2.z = ztrk->keys[idx1].val;
+       q2.w = wtrk->keys[idx1].val;
+
+       cgm_qslerp((cgm_quat*)qres, &q1, &q2, t);
+}
+
+
+static float interp_step(float v0, float v1, float v2, float v3, float t)
+{
+       return v1;
+}
+
+static float interp_linear(float v0, float v1, float v2, float v3, float t)
+{
+       return v1 + (v2 - v1) * t;
+}
+
+static float interp_cubic(float a, float b, float c, float d, float t)
+{
+       float x, y, z, w;
+       float tsq = t * t;
+
+       x = -a + 3.0 * b - 3.0 * c + d;
+       y = 2.0 * a - 5.0 * b + 4.0 * c - d;
+       z = c - a;
+       w = 2.0 * b;
+
+       return 0.5 * (x * tsq * t + y * tsq + z * t + w);
+}
+
+static anm_time_t remap_extend(anm_time_t tm, anm_time_t start, anm_time_t end)
+{
+       return remap_repeat(tm, start, end);
+}
+
+static anm_time_t remap_clamp(anm_time_t tm, anm_time_t start, anm_time_t end)
+{
+       if(start == end) {
+               return start;
+       }
+       return tm < start ? start : (tm >= end ? end : tm);
+}
+
+static anm_time_t remap_repeat(anm_time_t tm, anm_time_t start, anm_time_t end)
+{
+       anm_time_t x, interv = end - start;
+
+       if(interv == 0) {
+               return start;
+       }
+
+       x = (tm - start) % interv;
+       if(x < 0) {
+               x += interv;
+       }
+       return x + start;
+
+       /*if(tm < start) {
+               while(tm < start) {
+                       tm += interv;
+               }
+               return tm;
+       }
+       return (tm - start) % interv + start;*/
+}
+
+static anm_time_t remap_pingpong(anm_time_t tm, anm_time_t start, anm_time_t end)
+{
+       anm_time_t interv = end - start;
+       anm_time_t x = remap_repeat(tm, start, end + interv);
+
+       return x > end ? end + interv - x : x;
+}