home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Aminet 51 / Aminet 51 (2002)(GTI - Schatztruhe)[!][Oct 2002].iso / Aminet / dev / c / TinyGL.lha / tinygl / src / clip.c < prev    next >
Encoding:
C/C++ Source or Header  |  2002-03-17  |  11.6 KB  |  446 lines
  1. #include "zgl.h"
  2.  
  3. /* fill triangle profile */
  4. /* #define PROFILE */
  5.  
  6. #define CLIP_XMIN   (1<<0)
  7. #define CLIP_XMAX   (1<<1)
  8. #define CLIP_YMIN   (1<<2)
  9. #define CLIP_YMAX   (1<<3)
  10. #define CLIP_ZMIN   (1<<4)
  11. #define CLIP_ZMAX   (1<<5)
  12.  
  13. void gl_transform_to_viewport(GLContext *c,GLVertex *v)
  14. {
  15.   float winv;
  16.  
  17.   /* coordinates */
  18.   winv=1.0/v->pc.W;
  19.   v->zp.x= (int) ( v->pc.X * winv * c->viewport.scale.X 
  20.                    + c->viewport.trans.X );
  21.   v->zp.y= (int) ( v->pc.Y * winv * c->viewport.scale.Y 
  22.                    + c->viewport.trans.Y );
  23.   v->zp.z= (int) ( v->pc.Z * winv * c->viewport.scale.Z 
  24.                    + c->viewport.trans.Z );
  25.   /* color */
  26.   if (c->lighting_enabled) {
  27.       v->zp.r=(int)(v->color.v[0] * (ZB_POINT_RED_MAX - ZB_POINT_RED_MIN) 
  28.                     + ZB_POINT_RED_MIN);
  29.       v->zp.g=(int)(v->color.v[1] * (ZB_POINT_GREEN_MAX - ZB_POINT_GREEN_MIN) 
  30.                     + ZB_POINT_GREEN_MIN);
  31.       v->zp.b=(int)(v->color.v[2] * (ZB_POINT_BLUE_MAX - ZB_POINT_BLUE_MIN) 
  32.                     + ZB_POINT_BLUE_MIN);
  33.   } else {
  34.       /* no need to convert to integer if no lighting : take current color */
  35.       v->zp.r = c->longcurrent_color[0];
  36.       v->zp.g = c->longcurrent_color[1];
  37.       v->zp.b = c->longcurrent_color[2];
  38.   }
  39.   
  40.   /* texture */
  41.  
  42.   if (c->texture_2d_enabled) {
  43.     v->zp.s=(int)(v->tex_coord.X * (ZB_POINT_S_MAX - ZB_POINT_S_MIN) 
  44.                   + ZB_POINT_S_MIN);
  45.     v->zp.t=(int)(v->tex_coord.Y * (ZB_POINT_T_MAX - ZB_POINT_T_MIN) 
  46.                   + ZB_POINT_T_MIN);
  47.   }
  48. }
  49.  
  50.  
  51. static void gl_add_select1(GLContext *c,int z1,int z2,int z3)
  52. {
  53.   unsigned int min,max;
  54.   min=max=z1;
  55.   if (z2<min) min=z2;
  56.   if (z3<min) min=z3;
  57.   if (z2>max) max=z2;
  58.   if (z3>max) max=z3;
  59.  
  60.   gl_add_select(c,0xffffffff-min,0xffffffff-max);
  61. }
  62.  
  63. /* point */
  64.  
  65. void gl_draw_point(GLContext *c,GLVertex *p0)
  66. {
  67.   if (p0->clip_code == 0) {
  68.     if (c->render_mode == GL_SELECT) {
  69.       gl_add_select(c,p0->zp.z,p0->zp.z);
  70.     } else {
  71.       ZB_plot(c->zb,&p0->zp);
  72.     }
  73.   }
  74. }
  75.  
  76. /* line */
  77.  
  78. static inline void interpolate(GLVertex *q,GLVertex *p0,GLVertex *p1,float t)
  79. {
  80.   q->pc.X=p0->pc.X+(p1->pc.X-p0->pc.X)*t;
  81.   q->pc.Y=p0->pc.Y+(p1->pc.Y-p0->pc.Y)*t;
  82.   q->pc.Z=p0->pc.Z+(p1->pc.Z-p0->pc.Z)*t;
  83.   q->pc.W=p0->pc.W+(p1->pc.W-p0->pc.W)*t;
  84.  
  85.   q->color.v[0]=p0->color.v[0] + (p1->color.v[0]-p0->color.v[0])*t;
  86.   q->color.v[1]=p0->color.v[1] + (p1->color.v[1]-p0->color.v[1])*t;
  87.   q->color.v[2]=p0->color.v[2] + (p1->color.v[2]-p0->color.v[2])*t;
  88. }
  89.  
  90. /*
  91.  * Line Clipping 
  92.  */
  93.  
  94. /* Line Clipping algorithm from 'Computer Graphics', Principles and
  95.    Practice */
  96. static inline int ClipLine1(float denom,float num,float *tmin,float *tmax)
  97. {
  98.   float t;
  99.      
  100.   if (denom>0) {
  101.     t=num/denom;
  102.     if (t>*tmax) return 0;
  103.     if (t>*tmin) *tmin=t;
  104.   } else if (denom<0) {
  105.     t=num/denom;
  106.     if (t<*tmin) return 0;
  107.     if (t<*tmax) *tmax=t;
  108.   } else if (num>0) return 0;
  109.   return 1;
  110. }
  111.  
  112. void gl_draw_line(GLContext *c,GLVertex *p1,GLVertex *p2)
  113. {
  114.   float dx,dy,dz,dw,x1,y1,z1,w1;
  115.   float tmin,tmax;
  116.   GLVertex q1,q2;
  117.   int cc1,cc2;
  118.   
  119.   cc1=p1->clip_code;
  120.   cc2=p2->clip_code;
  121.  
  122.   if ( (cc1 | cc2) == 0) {
  123.     if (c->render_mode == GL_SELECT) {
  124.       gl_add_select1(c,p1->zp.z,p2->zp.z,p2->zp.z);
  125.     } else {
  126.         if (c->depth_test)
  127.             ZB_line_z(c->zb,&p1->zp,&p2->zp);
  128.         else
  129.             ZB_line(c->zb,&p1->zp,&p2->zp);
  130.     }
  131.   } else if ( (cc1&cc2) != 0 ) {
  132.     return;
  133.   } else {
  134.     dx=p2->pc.X-p1->pc.X;
  135.     dy=p2->pc.Y-p1->pc.Y;
  136.     dz=p2->pc.Z-p1->pc.Z;
  137.     dw=p2->pc.W-p1->pc.W;
  138.     x1=p1->pc.X;
  139.     y1=p1->pc.Y;
  140.     z1=p1->pc.Z;
  141.     w1=p1->pc.W;
  142.     
  143.     tmin=0;
  144.     tmax=1;
  145.     if (ClipLine1(dx+dw,-x1-w1,&tmin,&tmax) &&
  146.         ClipLine1(-dx+dw,x1-w1,&tmin,&tmax) &&
  147.         ClipLine1(dy+dw,-y1-w1,&tmin,&tmax) &&
  148.         ClipLine1(-dy+dw,y1-w1,&tmin,&tmax) &&
  149.         ClipLine1(dz+dw,-z1-w1,&tmin,&tmax) && 
  150.         ClipLine1(-dz+dw,z1-w1,&tmin,&tmax)) {
  151.  
  152.       interpolate(&q1,p1,p2,tmin);
  153.       interpolate(&q2,p1,p2,tmax);
  154.       gl_transform_to_viewport(c,&q1);
  155.       gl_transform_to_viewport(c,&q2);
  156.  
  157.       if (c->depth_test)
  158.           ZB_line_z(c->zb,&q1.zp,&q2.zp);
  159.       else
  160.           ZB_line(c->zb,&q1.zp,&q2.zp);
  161.     }
  162.   }
  163. }
  164.  
  165.      
  166. /* triangle */
  167.  
  168. /*
  169.  * Clipping
  170.  */
  171.  
  172. /* We clip the segment [a,b] against the 6 planes of the normal volume.
  173.  * We compute the point 'c' of intersection and the value of the parameter 't'
  174.  * of the intersection if x=a+t(b-a). 
  175.  */
  176.      
  177. #define clip_func(name,sign,dir,dir1,dir2) \
  178. static float name(V4 *c,V4 *a,V4 *b) \
  179. {\
  180.   float t,dX,dY,dZ,dW,den;\
  181.   dX = (b->X - a->X);\
  182.   dY = (b->Y - a->Y);\
  183.   dZ = (b->Z - a->Z);\
  184.   dW = (b->W - a->W);\
  185.   den = -(sign d ## dir) + dW;\
  186.   if (den == 0) t=0;\
  187.   else t = ( sign a->dir - a->W) / den;\
  188.   c->dir1 = a->dir1 + t * d ## dir1;\
  189.   c->dir2 = a->dir2 + t * d ## dir2;\
  190.   c->W = a->W + t * dW;\
  191.   c->dir = sign c->W;\
  192.   return t;\
  193. }
  194.  
  195.  
  196. clip_func(clip_xmin,-,X,Y,Z)
  197.  
  198. clip_func(clip_xmax,+,X,Y,Z)
  199.  
  200. clip_func(clip_ymin,-,Y,X,Z)
  201.  
  202. clip_func(clip_ymax,+,Y,X,Z)
  203.  
  204. clip_func(clip_zmin,-,Z,X,Y)
  205.  
  206. clip_func(clip_zmax,+,Z,X,Y)
  207.  
  208.  
  209. float (*clip_proc[6])(V4 *,V4 *,V4 *)=  {
  210.     clip_xmin,clip_xmax,
  211.     clip_ymin,clip_ymax,
  212.     clip_zmin,clip_zmax
  213. };
  214.  
  215. static inline void updateTmp(GLContext *c,
  216.                  GLVertex *q,GLVertex *p0,GLVertex *p1,float t)
  217. {
  218.   if (c->current_shade_model == GL_SMOOTH) {
  219.     q->color.v[0]=p0->color.v[0] + (p1->color.v[0]-p0->color.v[0])*t;
  220.     q->color.v[1]=p0->color.v[1] + (p1->color.v[1]-p0->color.v[1])*t;
  221.     q->color.v[2]=p0->color.v[2] + (p1->color.v[2]-p0->color.v[2])*t;
  222.   } else {
  223.     q->color.v[0]=p0->color.v[0];
  224.     q->color.v[1]=p0->color.v[1];
  225.     q->color.v[2]=p0->color.v[2];
  226.   }
  227.  
  228.   if (c->texture_2d_enabled) {
  229.     q->tex_coord.X=p0->tex_coord.X + (p1->tex_coord.X-p0->tex_coord.X)*t;
  230.     q->tex_coord.Y=p0->tex_coord.Y + (p1->tex_coord.Y-p0->tex_coord.Y)*t;
  231.   }
  232.  
  233.   q->clip_code=gl_clipcode(q->pc.X,q->pc.Y,q->pc.Z,q->pc.W);
  234.   if (q->clip_code==0)
  235.     gl_transform_to_viewport(c,q);
  236. }
  237.  
  238. static void gl_draw_triangle_clip(GLContext *c,
  239.                                   GLVertex *p0,GLVertex *p1,GLVertex *p2,int clip_bit);
  240.  
  241. void gl_draw_triangle(GLContext *c,
  242.                       GLVertex *p0,GLVertex *p1,GLVertex *p2)
  243. {
  244.   int co,c_and,cc[3],front;
  245.   float norm;
  246.   
  247.   cc[0]=p0->clip_code;
  248.   cc[1]=p1->clip_code;
  249.   cc[2]=p2->clip_code;
  250.   
  251.   co=cc[0] | cc[1] | cc[2];
  252.  
  253.   /* we handle the non clipped case here to go faster */
  254.   if (co==0) {
  255.     
  256.       norm=(float)(p1->zp.x-p0->zp.x)*(float)(p2->zp.y-p0->zp.y)-
  257.         (float)(p2->zp.x-p0->zp.x)*(float)(p1->zp.y-p0->zp.y);
  258.       
  259.       if (norm == 0) return;
  260.  
  261.       front = norm < 0.0;
  262.       front = front ^ c->current_front_face;
  263.   
  264.       /* back face culling */
  265.       if (c->cull_face_enabled) {
  266.         /* most used case first */
  267.         if (c->current_cull_face == GL_BACK) {
  268.           if (front == 0) return;
  269.           c->draw_triangle_front(c,p0,p1,p2);
  270.         } else if (c->current_cull_face == GL_FRONT) {
  271.           if (front != 0) return;
  272.           c->draw_triangle_back(c,p0,p1,p2);
  273.         } else {
  274.           return;
  275.         }
  276.       } else {
  277.         /* no culling */
  278.         if (front) {
  279.           c->draw_triangle_front(c,p0,p1,p2);
  280.         } else {
  281.           c->draw_triangle_back(c,p0,p1,p2);
  282.         }
  283.       }
  284.   } else {
  285.     c_and=cc[0] & cc[1] & cc[2];
  286.     if (c_and==0) {
  287.       gl_draw_triangle_clip(c,p0,p1,p2,0);
  288.     }
  289.   }
  290. }
  291.  
  292. static void gl_draw_triangle_clip(GLContext *c,
  293.                                   GLVertex *p0,GLVertex *p1,GLVertex *p2,int clip_bit)
  294. {
  295.   int co,c_and,co1,cc[3],edge_flag_tmp,clip_mask;
  296.   GLVertex tmp1,tmp2,*q[3];
  297.   float tt;
  298.   
  299.   cc[0]=p0->clip_code;
  300.   cc[1]=p1->clip_code;
  301.   cc[2]=p2->clip_code;
  302.   
  303.   co=cc[0] | cc[1] | cc[2];
  304.   if (co == 0) {
  305.     gl_draw_triangle(c,p0,p1,p2);
  306.   } else {
  307.     c_and=cc[0] & cc[1] & cc[2];
  308.     /* the triangle is completely outside */
  309.     if (c_and!=0) return;
  310.  
  311.     /* find the next direction to clip */
  312.     while (clip_bit < 6 && (co & (1 << clip_bit)) == 0)  {
  313.       clip_bit++;
  314.     }
  315.  
  316.     /* this test can be true only in case of rounding errors */
  317.     if (clip_bit == 6) {
  318. #if 0
  319.       printf("Error:\n");
  320.       printf("%f %f %f %f\n",p0->pc.X,p0->pc.Y,p0->pc.Z,p0->pc.W);
  321.       printf("%f %f %f %f\n",p1->pc.X,p1->pc.Y,p1->pc.Z,p1->pc.W);
  322.       printf("%f %f %f %f\n",p2->pc.X,p2->pc.Y,p2->pc.Z,p2->pc.W);
  323. #endif
  324.       return;
  325.     }
  326.   
  327.     clip_mask = 1 << clip_bit;
  328.     co1=(cc[0] ^ cc[1] ^ cc[2]) & clip_mask;
  329.     
  330.     if (co1)  { 
  331.       /* one point outside */
  332.  
  333.       if (cc[0] & clip_mask) { q[0]=p0; q[1]=p1; q[2]=p2; }
  334.       else if (cc[1] & clip_mask) { q[0]=p1; q[1]=p2; q[2]=p0; }
  335.       else { q[0]=p2; q[1]=p0; q[2]=p1; }
  336.       
  337.       tt=clip_proc[clip_bit](&tmp1.pc,&q[0]->pc,&q[1]->pc);
  338.       updateTmp(c,&tmp1,q[0],q[1],tt);
  339.  
  340.       tt=clip_proc[clip_bit](&tmp2.pc,&q[0]->pc,&q[2]->pc);
  341.       updateTmp(c,&tmp2,q[0],q[2],tt);
  342.  
  343.       tmp1.edge_flag=q[0]->edge_flag;
  344.       edge_flag_tmp=q[2]->edge_flag;
  345.       q[2]->edge_flag=0;
  346.       gl_draw_triangle_clip(c,&tmp1,q[1],q[2],clip_bit+1);
  347.  
  348.       tmp2.edge_flag=1;
  349.       tmp1.edge_flag=0;
  350.       q[2]->edge_flag=edge_flag_tmp;
  351.       gl_draw_triangle_clip(c,&tmp2,&tmp1,q[2],clip_bit+1);
  352.     } else {
  353.       /* two points outside */
  354.  
  355.       if ((cc[0] & clip_mask)==0) { q[0]=p0; q[1]=p1; q[2]=p2; }
  356.       else if ((cc[1] & clip_mask)==0) { q[0]=p1; q[1]=p2; q[2]=p0; } 
  357.       else { q[0]=p2; q[1]=p0; q[2]=p1; }
  358.       
  359.       tt=clip_proc[clip_bit](&tmp1.pc,&q[0]->pc,&q[1]->pc);
  360.       updateTmp(c,&tmp1,q[0],q[1],tt);
  361.  
  362.       tt=clip_proc[clip_bit](&tmp2.pc,&q[0]->pc,&q[2]->pc);
  363.       updateTmp(c,&tmp2,q[0],q[2],tt);
  364.       
  365.       tmp1.edge_flag=1;
  366.       tmp2.edge_flag=q[2]->edge_flag;
  367.       gl_draw_triangle_clip(c,q[0],&tmp1,&tmp2,clip_bit+1);
  368.     }
  369.   }
  370. }
  371.  
  372.  
  373. void gl_draw_triangle_select(GLContext *c,
  374.                              GLVertex *p0,GLVertex *p1,GLVertex *p2)
  375. {
  376.   gl_add_select1(c,p0->zp.z,p1->zp.z,p2->zp.z);
  377. }
  378.  
  379. #ifdef PROFILE
  380. int count_triangles,count_triangles_textured,count_pixels;
  381. #endif
  382.  
  383. void gl_draw_triangle_fill(GLContext *c,
  384.                            GLVertex *p0,GLVertex *p1,GLVertex *p2)
  385. {
  386. #ifdef PROFILE
  387.   {
  388.     int norm;
  389.     assert(p0->zp.x >= 0 && p0->zp.x < c->zb->xsize);
  390.     assert(p0->zp.y >= 0 && p0->zp.y < c->zb->ysize);
  391.     assert(p1->zp.x >= 0 && p1->zp.x < c->zb->xsize);
  392.     assert(p1->zp.y >= 0 && p1->zp.y < c->zb->ysize);
  393.     assert(p2->zp.x >= 0 && p2->zp.x < c->zb->xsize);
  394.     assert(p2->zp.y >= 0 && p2->zp.y < c->zb->ysize);
  395.     
  396.     norm=(p1->zp.x-p0->zp.x)*(p2->zp.y-p0->zp.y)-
  397.       (p2->zp.x-p0->zp.x)*(p1->zp.y-p0->zp.y);
  398.     count_pixels+=abs(norm)/2;
  399.     count_triangles++;
  400.   }
  401. #endif
  402.     
  403.   if (c->texture_2d_enabled) {
  404. #ifdef PROFILE
  405.     count_triangles_textured++;
  406. #endif
  407.     ZB_setTexture(c->zb,c->current_texture->images[0].pixmap);
  408.     ZB_fillTriangleMappingPerspective(c->zb,&p0->zp,&p1->zp,&p2->zp);
  409.   } else if (c->current_shade_model == GL_SMOOTH) {
  410.     ZB_fillTriangleSmooth(c->zb,&p0->zp,&p1->zp,&p2->zp);
  411.   } else {
  412.     ZB_fillTriangleFlat(c->zb,&p0->zp,&p1->zp,&p2->zp);
  413.   }
  414. }
  415.  
  416. /* Render a clipped triangle in line mode */  
  417.  
  418. void gl_draw_triangle_line(GLContext *c,
  419.                            GLVertex *p0,GLVertex *p1,GLVertex *p2)
  420. {
  421.     if (c->depth_test) {
  422.         if (p0->edge_flag) ZB_line_z(c->zb,&p0->zp,&p1->zp);
  423.         if (p1->edge_flag) ZB_line_z(c->zb,&p1->zp,&p2->zp);
  424.         if (p2->edge_flag) ZB_line_z(c->zb,&p2->zp,&p0->zp);
  425.     } else {
  426.         if (p0->edge_flag) ZB_line(c->zb,&p0->zp,&p1->zp);
  427.         if (p1->edge_flag) ZB_line(c->zb,&p1->zp,&p2->zp);
  428.         if (p2->edge_flag) ZB_line(c->zb,&p2->zp,&p0->zp);
  429.     }
  430. }
  431.  
  432.  
  433.  
  434. /* Render a clipped triangle in point mode */
  435. void gl_draw_triangle_point(GLContext *c,
  436.                             GLVertex *p0,GLVertex *p1,GLVertex *p2)
  437. {
  438.   if (p0->edge_flag) ZB_plot(c->zb,&p0->zp);
  439.   if (p1->edge_flag) ZB_plot(c->zb,&p1->zp);
  440.   if (p2->edge_flag) ZB_plot(c->zb,&p2->zp);
  441. }
  442.  
  443.  
  444.  
  445.  
  446.