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/ Games of Daze / Infomagic - Games of Daze (Summer 1995) (Disc 1 of 2).iso / djgpp / include / x11 / poly.h < prev    next >
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C/C++ Source or Header  |  1994-08-11  |  9.7 KB  |  273 lines
  1. /* $XConsortium: poly.h,v 1.3 91/03/08 13:44:31 rws Exp $ */
  2. /************************************************************************
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  4. and the Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts.
  5.  
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  7.  
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  22. SOFTWARE.
  23.  
  24. ************************************************************************/
  25.  
  26. /*
  27.  *     This file contains a few macros to help track
  28.  *     the edge of a filled object.  The object is assumed
  29.  *     to be filled in scanline order, and thus the
  30.  *     algorithm used is an extension of Bresenham's line
  31.  *     drawing algorithm which assumes that y is always the
  32.  *     major axis.
  33.  *     Since these pieces of code are the same for any filled shape,
  34.  *     it is more convenient to gather the library in one
  35.  *     place, but since these pieces of code are also in
  36.  *     the inner loops of output primitives, procedure call
  37.  *     overhead is out of the question.
  38.  *     See the author for a derivation if needed.
  39.  */
  40.  
  41.  
  42. /*
  43.  *  In scan converting polygons, we want to choose those pixels
  44.  *  which are inside the polygon.  Thus, we add .5 to the starting
  45.  *  x coordinate for both left and right edges.  Now we choose the
  46.  *  first pixel which is inside the pgon for the left edge and the
  47.  *  first pixel which is outside the pgon for the right edge.
  48.  *  Draw the left pixel, but not the right.
  49.  *
  50.  *  How to add .5 to the starting x coordinate:
  51.  *      If the edge is moving to the right, then subtract dy from the
  52.  *  error term from the general form of the algorithm.
  53.  *      If the edge is moving to the left, then add dy to the error term.
  54.  *
  55.  *  The reason for the difference between edges moving to the left
  56.  *  and edges moving to the right is simple:  If an edge is moving
  57.  *  to the right, then we want the algorithm to flip immediately.
  58.  *  If it is moving to the left, then we don't want it to flip until
  59.  *  we traverse an entire pixel.
  60.  */
  61. #define BRESINITPGON(dy, x1, x2, xStart, d, m, m1, incr1, incr2) { \
  62.     int dx;      /* local storage */ \
  63. \
  64.     /* \
  65.      *  if the edge is horizontal, then it is ignored \
  66.      *  and assumed not to be processed.  Otherwise, do this stuff. \
  67.      */ \
  68.     if ((dy) != 0) { \
  69.         xStart = (x1); \
  70.         dx = (x2) - xStart; \
  71.         if (dx < 0) { \
  72.             m = dx / (dy); \
  73.             m1 = m - 1; \
  74.             incr1 = -2 * dx + 2 * (dy) * m1; \
  75.             incr2 = -2 * dx + 2 * (dy) * m; \
  76.             d = 2 * m * (dy) - 2 * dx - 2 * (dy); \
  77.         } else { \
  78.             m = dx / (dy); \
  79.             m1 = m + 1; \
  80.             incr1 = 2 * dx - 2 * (dy) * m1; \
  81.             incr2 = 2 * dx - 2 * (dy) * m; \
  82.             d = -2 * m * (dy) + 2 * dx; \
  83.         } \
  84.     } \
  85. }
  86.  
  87. #define BRESINCRPGON(d, minval, m, m1, incr1, incr2) { \
  88.     if (m1 > 0) { \
  89.         if (d > 0) { \
  90.             minval += m1; \
  91.             d += incr1; \
  92.         } \
  93.         else { \
  94.             minval += m; \
  95.             d += incr2; \
  96.         } \
  97.     } else {\
  98.         if (d >= 0) { \
  99.             minval += m1; \
  100.             d += incr1; \
  101.         } \
  102.         else { \
  103.             minval += m; \
  104.             d += incr2; \
  105.         } \
  106.     } \
  107. }
  108.  
  109.  
  110. /*
  111.  *     This structure contains all of the information needed
  112.  *     to run the bresenham algorithm.
  113.  *     The variables may be hardcoded into the declarations
  114.  *     instead of using this structure to make use of
  115.  *     register declarations.
  116.  */
  117. typedef struct {
  118.     int minor_axis;    /* minor axis        */
  119.     int d;        /* decision variable */
  120.     int m, m1;        /* slope and slope+1 */
  121.     int incr1, incr2;    /* error increments */
  122. } BRESINFO;
  123.  
  124.  
  125. #define BRESINITPGONSTRUCT(dmaj, min1, min2, bres) \
  126.     BRESINITPGON(dmaj, min1, min2, bres.minor_axis, bres.d, \
  127.                      bres.m, bres.m1, bres.incr1, bres.incr2)
  128.  
  129. #define BRESINCRPGONSTRUCT(bres) \
  130.         BRESINCRPGON(bres.d, bres.minor_axis, bres.m, bres.m1, bres.incr1, bres.incr2)
  131.  
  132.  
  133.  
  134. /*
  135.  *     These are the data structures needed to scan
  136.  *     convert regions.  Two different scan conversion
  137.  *     methods are available -- the even-odd method, and
  138.  *     the winding number method.
  139.  *     The even-odd rule states that a point is inside
  140.  *     the polygon if a ray drawn from that point in any
  141.  *     direction will pass through an odd number of
  142.  *     path segments.
  143.  *     By the winding number rule, a point is decided
  144.  *     to be inside the polygon if a ray drawn from that
  145.  *     point in any direction passes through a different
  146.  *     number of clockwise and counter-clockwise path
  147.  *     segments.
  148.  *
  149.  *     These data structures are adapted somewhat from
  150.  *     the algorithm in (Foley/Van Dam) for scan converting
  151.  *     polygons.
  152.  *     The basic algorithm is to start at the top (smallest y)
  153.  *     of the polygon, stepping down to the bottom of
  154.  *     the polygon by incrementing the y coordinate.  We
  155.  *     keep a list of edges which the current scanline crosses,
  156.  *     sorted by x.  This list is called the Active Edge Table (AET)
  157.  *     As we change the y-coordinate, we update each entry in 
  158.  *     in the active edge table to reflect the edges new xcoord.
  159.  *     This list must be sorted at each scanline in case
  160.  *     two edges intersect.
  161.  *     We also keep a data structure known as the Edge Table (ET),
  162.  *     which keeps track of all the edges which the current
  163.  *     scanline has not yet reached.  The ET is basically a
  164.  *     list of ScanLineList structures containing a list of
  165.  *     edges which are entered at a given scanline.  There is one
  166.  *     ScanLineList per scanline at which an edge is entered.
  167.  *     When we enter a new edge, we move it from the ET to the AET.
  168.  *
  169.  *     From the AET, we can implement the even-odd rule as in
  170.  *     (Foley/Van Dam).
  171.  *     The winding number rule is a little trickier.  We also
  172.  *     keep the EdgeTableEntries in the AET linked by the
  173.  *     nextWETE (winding EdgeTableEntry) link.  This allows
  174.  *     the edges to be linked just as before for updating
  175.  *     purposes, but only uses the edges linked by the nextWETE
  176.  *     link as edges representing spans of the polygon to
  177.  *     drawn (as with the even-odd rule).
  178.  */
  179.  
  180. /*
  181.  * for the winding number rule
  182.  */
  183. #define CLOCKWISE          1
  184. #define COUNTERCLOCKWISE  -1 
  185.  
  186. typedef struct _EdgeTableEntry {
  187.      int ymax;             /* ycoord at which we exit this edge. */
  188.      BRESINFO bres;        /* Bresenham info to run the edge     */
  189.      struct _EdgeTableEntry *next;       /* next in the list     */
  190.      struct _EdgeTableEntry *back;       /* for insertion sort   */
  191.      struct _EdgeTableEntry *nextWETE;   /* for winding num rule */
  192.      int ClockWise;        /* flag for winding number rule       */
  193. } EdgeTableEntry;
  194.  
  195.  
  196. typedef struct _ScanLineList{
  197.      int scanline;              /* the scanline represented */
  198.      EdgeTableEntry *edgelist;  /* header node              */
  199.      struct _ScanLineList *next;  /* next in the list       */
  200. } ScanLineList;
  201.  
  202.  
  203. typedef struct {
  204.      int ymax;                 /* ymax for the polygon     */
  205.      int ymin;                 /* ymin for the polygon     */
  206.      ScanLineList scanlines;   /* header node              */
  207. } EdgeTable;
  208.  
  209.  
  210. /*
  211.  * Here is a struct to help with storage allocation
  212.  * so we can allocate a big chunk at a time, and then take
  213.  * pieces from this heap when we need to.
  214.  */
  215. #define SLLSPERBLOCK 25
  216.  
  217. typedef struct _ScanLineListBlock {
  218.      ScanLineList SLLs[SLLSPERBLOCK];
  219.      struct _ScanLineListBlock *next;
  220. } ScanLineListBlock;
  221.  
  222.  
  223.  
  224. /*
  225.  *
  226.  *     a few macros for the inner loops of the fill code where
  227.  *     performance considerations don't allow a procedure call.
  228.  *
  229.  *     Evaluate the given edge at the given scanline.
  230.  *     If the edge has expired, then we leave it and fix up
  231.  *     the active edge table; otherwise, we increment the
  232.  *     x value to be ready for the next scanline.
  233.  *     The winding number rule is in effect, so we must notify
  234.  *     the caller when the edge has been removed so he
  235.  *     can reorder the Winding Active Edge Table.
  236.  */
  237. #define EVALUATEEDGEWINDING(pAET, pPrevAET, y, fixWAET) { \
  238.    if (pAET->ymax == y) {          /* leaving this edge */ \
  239.       pPrevAET->next = pAET->next; \
  240.       pAET = pPrevAET->next; \
  241.       fixWAET = 1; \
  242.       if (pAET) \
  243.          pAET->back = pPrevAET; \
  244.    } \
  245.    else { \
  246.       BRESINCRPGONSTRUCT(pAET->bres); \
  247.       pPrevAET = pAET; \
  248.       pAET = pAET->next; \
  249.    } \
  250. }
  251.  
  252.  
  253. /*
  254.  *     Evaluate the given edge at the given scanline.
  255.  *     If the edge has expired, then we leave it and fix up
  256.  *     the active edge table; otherwise, we increment the
  257.  *     x value to be ready for the next scanline.
  258.  *     The even-odd rule is in effect.
  259.  */
  260. #define EVALUATEEDGEEVENODD(pAET, pPrevAET, y) { \
  261.    if (pAET->ymax == y) {          /* leaving this edge */ \
  262.       pPrevAET->next = pAET->next; \
  263.       pAET = pPrevAET->next; \
  264.       if (pAET) \
  265.          pAET->back = pPrevAET; \
  266.    } \
  267.    else { \
  268.       BRESINCRPGONSTRUCT(pAET->bres); \
  269.       pPrevAET = pAET; \
  270.       pAET = pAET->next; \
  271.    } \
  272. }
  273.