// Ćwiczenie oparte o:

// SphereWorld.cpp
// OpenGL SuperBible
// Demonstrates an immersive 3D environment using actors
// and a camera. This version adds lights and material properties
// and shadows.
// Program by Richard S. Wright Jr.

#include <stdio.h>
#include "../shared/gltools.h"	// OpenGL toolkit
#include "../shared/math3d.h"    // 3D Math Library
#include "../shared/glframe.h"   // Frame class
#include "../shared/stopwatch.h" // Timer class
#include <math.h>

// 3. Dodaj swoje imię i nazwisko do belki tytułowej
// ...
const char *appTitle = "Display lists & flat shadow. Autor:  Paweł Płotka";

bool displayListOn = false; // wyświetlanie przy pomocy list wyświetlania

#define NUM_SPHERES      50
GLFrame spheres[ NUM_SPHERES ];
GLFrame frameCamera;

// parametry świateł i materiałów
GLfloat fLightPos[ 4 ]   = { -100.0f, 100.0f, 50.0f, 1.0f };  // źródło światła punktowego
GLfloat fNoLight[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f };
GLfloat fLowLight[] = { 0.25f, 0.25f, 0.25f, 1.0f };
GLfloat fBrightLight[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };

M3DMatrix44f mShadowMatrix;

GLuint sphereList, groundList, torusList; // identyfikatory list wyświetlania

void DrawGround( void ); // rysowanie terenu

//////////////////////////////////////////////////////////////////
// This function does any needed initialization on the rendering
// context.
// tekstury
const int GROUND_TEXTURE = 0;
const int TORUS_TEXTURE = 1;
const int SPHERE_TEXTURE = 2;
const int TEXTURES_NUM = 3; // liczba wykorzystywanych tekstu
GLuint textures[ TEXTURES_NUM ]; // identyfikatory tekstur
void SetupRC()
{
	const char *textureNames[ TEXTURES_NUM ] =
	{
		"..\\Media\\grass.tga", "..\\Media\\wood.tga", "..\\Media\\orb.tga"
	};
	int iSphere;
	int i;

	glStencilOp( GL_INCR, GL_INCR, GL_INCR ); // zwiększenie zawartości w przypadku nieudanego testu
	glClearStencil( 0 ); // wyczyszczenie bufora szablonu
	glStencilFunc( GL_EQUAL, 0x0, 0x01 ); // ustawienie funkcji porównującej bufora szablonu


	// 5b. Ustawienie parametrów rysowania sceny
	// - ustawienie koloru tła na szary (fLowLight) funkcją glClearColor()
	// - ustawienie nierysowania wewnętrznych ścianek (GL_BACK) funkcją glCullFace()
	// - ustawienie funkcją glFrontFace() przednich ścianek jako podawanych w kierunku
	//   przeciwnym do ruchu wskazówek zegara (GL_CCW)
	// - włączenie nierysowania ścianek (GL_CULL_FACE)
	// - włączenie testu głębokości (GL_DEPTH_TEST)
	// - włączenie wieloprzebiegowych tekstur (GL_MULTISAMPLE_ARB)
	// ...
	glClearColor(0.25f, 0.25f, 0.25f, 1.0f);
	glCullFace(GL_BACK);
	glFrontFace(GL_CCW);
	glCullFace(GL_CULL_FACE);
	glEnable(GL_DEPTH_TEST);
	glEnable(GL_MULTISAMPLE_ARB);




	// 5c. Ustawienie parametrów oświetlenia
	// - Włączenie oświetlenia (GL_LIGHTING)
	// - Ustawienie parametrów dla światła GL_LIGHT0 funkcją glLightfv().
	//   Składowe GL_AMBIENT, GL_DIFFUSE, GL_SPECULAR ustawiamy odpowiednio
	//   na podstawie wektorów: fLowLight, fBrightLight i fBrightLight
	// - Włączenia światła GL_LIGHT0
	// ...
	glEnable(GL_LIGHTING);
	glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, fLowLight);
	glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, fBrightLight);
	glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, fBrightLight);
	glEnable(GL_LIGHT0);

	glLightModelfv( GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, fNoLight ); // brak światła ambient sceny
	glLightModeli( GL_LIGHT_MODEL_COLOR_CONTROL, GL_SEPARATE_SPECULAR_COLOR );

	// - Włączenie obsługi materiałów (GL_COLOR_MATERIAL)
	// - Ustawianie funkcją glColorMaterial() materiału koloru (GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE)
	//   ścianek przednich (GL_FRONT) na podstawie bieżącego koloru
	// - Ustawienie przednich (GL_FRONT) parametrów odbłyskowych materiału
	//   (GL_SPECULAR, GL_SHININESS) na fBrightLight i 128 funkcjami odpowiednio:
	//   glMaterialfv() oraz glMateriali
	// ...
	glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
	glColorMaterial(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE);
	glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, fBrightLight);
	glMateriali(GL_FRONT, GL_SHININESS, 128);


	// Obliczenie macierzy cienia mShadowMatrix
	M3DVector3f vPoints[ 3 ] =
	{ // płaszczyzna y = -0.4f
		{ 0.0f, -0.4f, 0.0f }, { 10.0f, -0.4f, 0.0f }, { 5.0f, -0.4f, -5.0f }
	};
	M3DVector4f pPlane;
	// 40. Wyznaczenie równania płaszczyzny pPlane na podstawie jej 3 punktów (vPoints[])
	//   Użyj funkcji bibliotecznej m3dGetPlaneEquation( plane, point1, point2, point3 )
	// ...


	// 41. Obliczenie w mCubeTransform macierzy rzutowania cienia na płaszczyźnie
	// Użyj funkcji m3dMakePlanarShadowMatrix() podając jako parametry macierz
	// cienia, równanie płaszczyzny oraz pozycję światła fLightPos
	// ...


	// 18. Ustawienie losowych współrzędnych X oraz Z dla wszystkich
	// NUM_SPHERES sfer (spheres[]). Współrzędne X i Z mają mieć wartość losową
	// z zakresu -20 do 20 z krokiem 0.1, a współrzędna y ma mieć stałą wartość 0.0
	// Do ustawienia współrzędnych należy użyć metody SetOrigin( x, y, z )
	// ...
	for ( iSphere = 0; iSphere < NUM_SPHERES; iSphere++ )
	{
		spheres[ iSphere ].SetOrigin( ( (float)( ( rand() % 400 ) - 200) * 0.1f ), 0.0, (float)( ( rand() % 400 ) - 200 ) * 0.1f );
	}

	// 23. Włączenie przetwarzania tektur dwuwymiarowych (GL_TEXTURE_2D)
	// ...


	// 24. Ustawienie dla tekstur (GL_TEXTURE_ENV) trybu 'funkcji tekstury' (GL_TEXTURE_ENV_MODE)
	// na mnożenie kolorów (GL_MODULATE). Użyj funkcji glTexEnvi()
	// ...


	// 25. Przydzielenie identyfikatorów dla TEXTURES_NUM tekstur
	// Użyj funkcji glGenTextures() zapisując identyfikatory w tabeli textures
	// ...


	// 26. W PĘTLI dla KAŻDEJ tekstury
	// ...


	{
		GLbyte *pBytes;
		GLint iWidth, iHeight, iComponents;
		GLenum eFormat;

		// 27. Załaduj teksturę funkcją gltLoadTGA( textureNames[ i ], &nWidth, &nHeight, &iComponents, &eformat );
		// PODSTAWIAJĄC wynik do pBytes
		// ...


		// 28. Powiąż teksturę (GL_TEXTURE_2D) z odpowiednim identyfikatorem
		// funkcją glBindTexture()
		// ...


		// 29. Zbudowanie mipmap 2D (GL_TEXTURE_2D) funkcją gluBuild2DMipmaps( rodzaj tesktury, iComponents,
		//     iWidth, iHeight, eFormat, GL_UNSIGNED_BYTE, pBytes )
		// ...


		// 30. Zwolnij pamięć tekstur free( pBytes );
		// ...


		// 50. Ustaw parametry filtrowania (GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_TEXTURE_MAG_FILTER)
		// i kafelkowania (GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_TEXTURE_WRAP_T) dla tekstur dwuwymiarowych (GL_TEXTURE_2D)
		// kolejnymi wywołaniami fukcji glTexParameteri()
		// filtrowanie liniowe przy powiększeniu (GL_LINEAR) i zmniejszeniu (GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR)
		// zawijania (GL_CLAMP_TO_EDGE)
		// ..

	}

	// 33. Przydzielenie funkcją glGenLists() identyfikatorów dla list:
	//     groundList, sphereList, torusList
	// ...


	// 34. Zdefiniowanie listy wyświetlania dla sfery
	// - rozpoczęcie funkcją glNewList() dla sphereList z parametrem kompilacji (GL_COMPILE)
	// - narysowanie sfery funkcją gltDrawSphere() - parametry jak w DrawInhabitants()
	// - zakończenie funkcją glEndList()
	// ...


	// 35. Zdefiniowanie listy wyświetlania dla torusa - parametry jak w DrawInhabitants()
	// ...


	// 36. Zdefiniowanie listy wyświetlania dla 'podłoża' - funkcja DrawGround()
	// ...

}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void ShutdownRC( void )
{ // zwolnienie zaalokowanych zasobów
	// 32. Zwolnienie TEXTURES_NUM tekstur funkcją glDeleteTextures()
	// ...


	// 37. Zwolnienie 3 list wyświetlania funkcją glDeleteLists()
	// ...

}


///////////////////////////////////////////////////////////
// Draw the ground as a series of triangle strips
void DrawGround( void )
{ // rysuje kwadratowy teren wykorzystując paski trójkątów
	GLfloat fExtent = 20.0f; // połowa boku kwadratu podłoża (odległość od środka do jego boków)
	GLfloat fStep = 1.0f; // krok wyznaczający wielkość trójkątów
	GLfloat y = -0.4f; // wysokość terenu
	GLint iStrip; // zmienna iterująca w poziomie
	GLint iRun; // zmienna iterująca w pionie
	GLfloat s = 0.0f; // pozioma współrzędna tekstury
	GLfloat t = 0.0f; // pionowa współrzędna tekstury
	GLfloat texStep = 1.0f / ( fExtent * 0.075f ); // krok tekstury

	// 32b. Ustawienie tektury SPHERE_TEXTURE jako aktualnej tekstury dwuwymiarowej
	// (GL_TEXTURE_2D) funkcją glBindTexture()
	// Ustawienie kafelkowania GL_TEXTURE_WRAP_S i GL_TEXTURE_WRAP_T na powtarzanie
	// wzoru (GL_REPEAT) funkcją glTexParameterf()
	// ...



	// 16. Narysowanie poziomego, kwadratowego podłoża o rozciągłości:
	// - w kierunku X (iStrip) od -fExtent do fExtent z krokiem fStep
	// - w kierunku Z (iRun) od -fExtent do fExtent z krokiem fStep
	// Krok dla tekstury wynosi texStep
	// Paski podajemy po DWA (2) wierzchołki na raz (sąsiadujące wzdłuż osi X)
	// Dla każdego wierzchołka podajemy:
	// - normalną zwróconą do góry (glNormal3f())
	// - współrzędne tekstury glTexCoord2f())
	// - współrzędne glVertex3f()
	// ...
	s = 0.0f;
	for (iStrip = - fExtent; iStrip<= fExtent; iStrip=iStrip+fStep)
    {
        t = 0.0f;
        glBegin(GL_TRIANGLE_STRIP);
        for (iRun=-fExtent;iRun<=fExtent;iRun+=fStep)
        {
            glNormal3f(0.0f,1.0f,0.0f);
             glTexCoord2f( s,t);
            glVertex3f(iStrip,y,iRun);

            glNormal3f(0.0f,1.0f,0.0f);
            glTexCoord2f(s+texStep,t);
            glVertex3f(iStrip+fStep,y,iRun);

            t+=texStep;
        }
        glEnd();
        s+=texStep;
    }

}

///////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Draw random inhabitants and the rotating torus/sphere duo
void DrawInhabitants( GLint nShadow )
{ // nShadow == 1 - rysowanie cieni, nShadow == 0 - rysowanie obieków
	static GLfloat yRot = 0.0f; // kąt obrotu
	GLint i;

	if ( nShadow == 0 )
	{
		yRot += 0.5f; // zwiększenie kąta obrotu kuli i torusa
		glColor4f( 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f ); // biały 'podkład' pod teksturę obiektów
	}
	// 43. ustawienie czarnego koloru rysowania jeżeli nShadow == 1
	// ...


	// 32b. Ustawienie tektury SPHERE_TEXTURE jako aktualnej tekstury dwuwymiarowej
	// (GL_TEXTURE_2D) funkcją glBindTexture()
	// ...
	glBindTexture( GL_TEXTURE_2D, textures[ SPHERE_TEXTURE ] );

	// 19. Narysowanie losowych NUM_SPHERES sfer
	// Przed narysowaniem sfery należy zachować aktualną wartość macierzy widoku modelu
	// oraz wykonać przesunięcie współrzędnych metodą ApplyActorTransform()
	// Do narysowania sfery o promieniu 0.1 należy użyć funkcji gltDrawSphere() z dokładnością 40
	// Po narysowaniu sfery należy odtworzyć aktualną wartość macierzy widoku modelu
	// ...
	for(int i = 0; i < NUM_SPHERES; i++)
	{

		sphereList[i].ApplyActorTransform();
	}

	glPushMatrix();
	glTranslatef( 0.0f, 0.1f, -2.5f );

	// 20. Narysowanie sfery obracającej się wokół torusa
	// - zachowanie macierzy widoku modelu
	// - obrót wokół osi Y o kąt równy 2*yRots
	// - przesunięcie o 1 wzdłuż osi X
	// - odtworzenie macierzy widoku modelu
	// ...


	// 32b. Ustawienie tektury TORUS_TEXTURE jako aktualnej tekstury dwuwymiarowej
	// (GL_TEXTURE_2D) funkcją glBindTexture()
	// ...


	// 21. Narysowanie obracającego się torusa
	// - ustawienie odbłyskowych własności (GL_SPECULAR) materiału dla
	//   przedniej ścianki (GL_FRONT)na kolor fBrightLight[] funkcją
	//   glMaterialfv
	// - obrót wokół osi Y o kąt yRot
	// - narysowanie torusa funkcją gltDrawTorus() z promieniami
	//   0.35 i 0.15 oraz z dokładnością 40
	// - odtworzenie macierzy widoku modelu
	// - usunięcie odbłyskowych własności materiału używając koloru fNoLight
	// ...

}


void RenderScene( void )
{ // rysowanie sceny
	static int iFrames = 0;             // licznik ramek
	static CStopWatch frameTimer;       // timer

	// 5. Wyczyszczenie okna bieżącym kolorem czyszczenia
	// używamy funkcji glClear czyszcząc bufor obrazu (GL_COLOR_BUFFER_BIT),
	// bufor głębokości (GL_DEPTH_BUFFER_BIT) oraz bufor szablonu
	// ...
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
	glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
	glClear(GL_STENCIL_BUFFER_BIT);

	glPushMatrix();
	frameCamera.ApplyCameraTransform();

	// 14. Ustawienie pozycji (GL_POSITION) światła GL_LIGHT0 na
	// wektor vLightPos funkcją glLightfv()
	// ...
	glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, fLightPos);


	glColor3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f );
	// 17. Narysowanie terenu
	// ...
	DrawGround();


	// 42. Narysowanie cieni
	// -wyłączenie testu głębokości (GL_DEPTH_TEST), oświetlenia (GL_LIGHTING),
	//  teksturowania (GL_TEXTURE_2D)
	// - włączenie obsługi przezroczystości (GL_BLEND) i bufora szablonu (GL_STENCIL_TEST)
	// - ustawienie funkcji przezroczystości glBlendFunc() na GL_SRC_ALPHA i GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA
	// - zapamiętanie bieżacej macierzy przekształceń
	// - przemnożenie aktualnej macierzy przekształceń przez macierz cienia mShadowMatrix
	//   funkcją glMultMatrixf()
	// - narysowanie sfer i torusa. UWAGA na parametr!
	// odtworzenie macierzy przekształceń
	// odtworzenie parametrów stanu
	// ...


	// 22. Narysowanie kul i torusa (bez cieni)
	// ...


	glPopMatrix(); // odtworzenie macierzy przekształceń

	glutSwapBuffers(); // wysłanie komend renderowania i przełączenie buforów

	iFrames++; // zwiększenie licznika ramek

	if ( iFrames == 100 )
	{ // obliczenie częstotliwości wyświetlania
		float fps;
		char cBuffer[ 200 ];
		fps = 100.0f / frameTimer.GetElapsedSeconds();
		if ( displayListOn )
			sprintf( cBuffer, "%s [Display Lists] %.1f fps", appTitle, fps );
		else
			sprintf( cBuffer, "%s [Tryb bezpośredni] %.1f fps", appTitle, fps );
		glutSetWindowTitle( cBuffer );
		frameTimer.Reset();
		iFrames = 0;
	}
}

void KeyPressFunc( unsigned char key, int x, int y )
{ // obsługa przycisków
	switch ( key )
	{
		case ' ': // spacja
			// Naprzemienne włączenie użycia displayList po naciśnięciu spacji
			displayListOn = !displayListOn;
			break;
		case 27: // ESC
			// 4. Zamknięcie okna funkcją: void glutDestroyWindow( int window )
			// id okna należy pobrać funkcją: int glutGetWindow( void )
			// ...
			int w = glutGetWindow();
			glutDestroyWindow(w);
			break;
	}
	glutPostRedisplay(); // odświeżenie okna
}

void SpecialKeys( int key, int x, int y )
{ // obsługa klawiszy specjalnych
	switch ( key )
	{
		case GLUT_KEY_UP:
			frameCamera.MoveForward( 0.1f );
			break;
		case GLUT_KEY_DOWN:
			frameCamera.MoveForward( -0.1f );
			break;
		case GLUT_KEY_LEFT:
			frameCamera.RotateLocalY( 0.01f );
			break;
		case GLUT_KEY_RIGHT:
			frameCamera.RotateLocalY( -0.01f );
			break;
	}
	glutPostRedisplay(); // odświeżenie okna
}

///////////////////////////////////////////////////////////
void TimerFunction( int value )
{ // wywoływana przez GLUT w trybie idle
	glutPostRedisplay();
	glutTimerFunc( 3, TimerFunction, 1 );
}

void ChangeSize( int w, int h )
{
	// 6. Zabezpieczenie, aby rozmiary okna Viewport nie spadły poniżej 1
	// ...
	if(w < 1) w = 1;
	if(h < 1) h = 1;


	// 7. Ustawienie okna Viewport na całą szerokość okna Window
	// Należy skorzystać z funkcji glViewport( .. )
	// ...
	glViewport(0, 0, w, h);


	GLfloat fAspect; // proporcje okna
	// 8. Wyznaczenie proporcji okna (w/h).
	// !!! UWAGA na ograniczenia dzielenia całkowitoliczbowego !!!
	// ...
	fAspect = (float)w/h;


	// 9. Ustawienie macierzy rzutowania (GL_PROJECTION) jako aktualnej macierzy
	// funkcją glMatrixMode()
	// ...
	glMatrixMode(GL_PROJECTION);

	// 10. Ustawienie macierzy rzutowania jako macierzy jednostkowej funkcją
	// glLoadIdentity()
	// ...
	glLoadIdentity();


	// 11. Ustawienie rzutowania perspektywicznego funkcją gluPerspective()
	// kąt widzenia = 35 stopni, odległość od bliższej płaszczyzny obcinania = 1
	// odległość od dalszej płaszczyzny obcinania = 50
	// ...
	gluPerspective(35, fAspect, 1, 50);


	// 12. Ustawienie macierzy widoku modelu (GL_MODELVIEW) jako aktualnej macierzy
	// ...
	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

	// 13. Ustawienie macierzy widoku modelu jako macierzy jednostkowej
	// ...
	glLoadIdentity();

}

int main( int argc, char* argv[] )
{
	glutInit( &argc, argv );
	glutInitDisplayMode( GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH | GLUT_STENCIL );
	glutInitWindowSize( 800, 600 );
	glutCreateWindow( appTitle ); // utworzenie okna
	glutReshapeFunc( ChangeSize );
	glutDisplayFunc( RenderScene );
	glutKeyboardFunc( KeyPressFunc ); // funkcja obsługi klawiatury
	glutSpecialFunc( SpecialKeys );

	SetupRC();
	glutTimerFunc( 33, TimerFunction, 1 );

	glutMainLoop();

	ShutdownRC();
	return 0;
}