04/src/Model.cpp

#include "Model.h"

#include <algorithm>

// Конструктор с заданным родителем (по умолчанию NULL)
Node::Node(Node* parent_) : parent(parent_), result_transform(1), parent_changed(false),
position(0), rotation(1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f), scale(1), changed(false), transform(1)
{
    if (parent)
    {
        // Запишем себя в потомки
        parent->children.push_back(this);
        parent_changed = true;
    }
} 

// Конструктор копирования
Node::Node(const Node& copy): position(copy.position), rotation(copy.rotation), scale(copy.scale),
parent(copy.parent), changed(copy.changed), parent_changed(copy.parent_changed), transform(1), result_transform(1)
{
    // Запишем себя в потомки
    if (parent)
        parent->children.push_back(this);
    // Если у оригинала не было изменений - перепишем матрицу трансформации
    if (!changed)
        transform = copy.transform;
    // Если у родителя не было изменений для оригинала - перепишем результирующую матрицу трансформации
    if (!parent_changed)
        result_transform = copy.result_transform;
}

Node::~Node()
{
    setParent(NULL); // Удаляем себя из потомков
    // Сообщаем потомкам об удалении родителя
    for (Node* child : children)
        child->setParent(NULL);
}

// Возвращает необходимость пересчета матрицы трансформации
bool Node::isChanged() 
{ 
    return changed; 
} 

// Константный доступ к позиции
const glm::vec3& Node::c_position() const 
{ 
    return position; 
} 

// Константный доступ к повороту
const glm::quat& Node::c_rotation() const 
{ 
    return rotation; 
} 

// Константный доступ к масштабированию
const glm::vec3& Node::c_scale() const 
{ 
    return scale; 
} 

// Неконстантная ссылка для изменений позиции
glm::vec3& Node::e_position() 
{ 
    changed = true; // Флаг о изменении
    invalidateParent(); // Проход потомков в глубину с изменением флага parent_changed
    return position; 
} 

// Неконстантная ссылка для изменений поворота
glm::quat& Node::e_rotation() 
{ 
    changed = true; // Флаг о изменении
    invalidateParent(); // Проход потомков в глубину с изменением флага parent_changed
    return rotation; 
} 

// Неконстантная ссылка для изменений масштабирования         
glm::vec3& Node::e_scale() 
{ 
    changed = true; // Флаг о изменении
    invalidateParent(); // Проход потомков в глубину с изменением флага parent_changed
    return scale; 
} 

// Возвращает матрицу трансформации модели
const glm::mat4& Node::getTransformMatrix() 
{
    // Если требуется - пересчитаем матрицу
    recalcMatrices();
        
    return result_transform;
}

// Пересчет матрицы трансформации модели, если это требуется
void Node::recalcMatrices() 
{
    // Если было изменение по векторам позиции, поворота и масштабирования
    if  (changed)
    {
        transform = glm::mat4(1.0f);
        // Перемещение модели
        transform = glm::translate(transform, position);
        // Поворот модели
        transform = transform * glm::mat4_cast(rotation);
        // Масштабирование
        transform = glm::scale(transform, scale);  
    }

    // Если собственная или родительская матрицы менялись - необходимо пересчитать итоговую
    if (changed || parent_changed)
    {
        if (parent) // Если есть родитель
            result_transform = parent->getTransformMatrix() * transform;
        else // Если нет родителя
            result_transform = transform;

        parent_changed = changed = false; // Изменения применены
    }
} 

// Проход потомков в глубину с изменением флага parent_changed
void Node::invalidateParent()
{
    // Цикл по потомкам
    for (Node* child : children)
    {
        child->parent_changed = true; // Флаг 
        child->invalidateParent(); // Рекурсивный вызов для потомков выбранного потомка
    }
}

// Устанавливает родителя для узла
void Node::setParent(Node * parent)
{
    // Если замена происходит на другого родителя
    if (parent != this->parent)
    {
        Node* tmp = parent;
        // Проверка на зацикливание об самого себя
        while (tmp)
        {
            if (tmp == this)
                return; // Можно выдать exception
            tmp = tmp->parent;
        }
        // Если есть старый родитель - удалим себя из его потомков
        if (this->parent)
        {
            // Поиск в списке родительских потомков
            auto position = std::find(this->parent->children.begin(), this->parent->children.end(), this);
            // Если итератор указывает в конец - ничего не найдено
            if (position != this->parent->children.end()) 
                this->parent->children.erase(position); // Само удаление
        }
        
        this->parent = parent; // Заменяем указатель на родителя
        // Если родитель не NULL - добавляем себя в детей
        if (parent) 
            parent->children.push_back(this);
        // В любом случае необходимо пересчитать собственную итоговую матрицу
        parent_changed = true;
    }
}

// Возвращает указатель на родителя
Node* Node::getParent() 
{ 
    return parent; 
}

// Возвращает ссылку на вектор дочерних узлов
const std::vector<Node*>& Node::getChildren() const 
{ 
    return children; 
}

// Оператор присваивания
Node& Node::operator=(const Node& other)
{
    position = other.position;
    rotation = other.rotation;
    scale = other.scale;
    changed = other.changed;

    if (!changed)
        transform = other.transform;
        
    setParent(other.parent);
    
    // Если у other флаг parent_changed == false, то можно переписать матрицу результата с него
    if (!other.parent_changed)
    {
        result_transform = other.result_transform;
        parent_changed = false; // Сбрасываем флаг после смены родителя
    }

    return *this;
}

// Конструктор по умолчанию
Model::Model(Node *parent) : Node(parent), verteces_count(0), first_index_byteOffset(0), indices_count(0), 
vertex_vbo(VERTEX), index_vbo(ELEMENT), texCoords_vbo(VERTEX)
{

}

// Конструктор копирования
Model::Model(const Model& copy) : Node(copy),
vao(copy.vao), 
verteces_count(copy.verteces_count), first_index_byteOffset(copy.first_index_byteOffset), indices_count(copy.indices_count), 
vertex_vbo(copy.vertex_vbo), index_vbo(copy.index_vbo), texCoords_vbo(copy.texCoords_vbo),
texture_diffuse(copy.texture_diffuse)
{

}

// Оператор присваивания
Model& Model::operator=(const Model& other)
{
    Node::operator=(other); // Явный вызов родительского оператора копирования
    
    vao = other.vao; 
    verteces_count = other.verteces_count;
    first_index_byteOffset = other.first_index_byteOffset;
    indices_count = other.indices_count;
    
    vertex_vbo = other.vertex_vbo;
    index_vbo = other.index_vbo;
    texCoords_vbo = other.texCoords_vbo;

    texture_diffuse = other.texture_diffuse;
    
    return *this;
}

Model::~Model()
{

}

// Вызов отрисовки
void Model::render(const GLuint &model_uniform) 
{
    // Загрузим матрицу трансформации
    glUniformMatrix4fv(model_uniform, 1, GL_FALSE, &getTransformMatrix()[0][0]);

    // Подключаем текстуры
    texture_diffuse.use();

    // Подключаем VAO
    vao.use();
    // Если есть индексы - рисуем с их использованием
    if (indices_count)
    {
        index_vbo.use();
        glDrawElements(GL_TRIANGLES, indices_count, GL_UNSIGNED_INT, (void*)(first_index_byteOffset));
    }
    // Если есть вершины - рисуем на основании массива вершин
    else if (verteces_count)
        glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, verteces_count);
}

// Функция для конфигурации атрибута вершинного буфера
void vertex_attrib_config()
{
    // Определим спецификацию атрибута
    glVertexAttribPointer(  0         // индекс атрибута, должен совпадать с Layout шейдера
                          , 3         // количество компонент одного элемента
                          , GL_FLOAT  // тип
                          , GL_FALSE  // необходимость нормировать значения
                          , 0         // шаг
                          , (void *)0 // отступ с начала массива
                         );
    // Включаем необходимый атрибут у выбранного VAO
    glEnableVertexAttribArray(0);
}

// Загрузка вершин в буфер
void Model::load_verteces(glm::vec3* verteces, GLuint count)
{
    // Подключаем VAO и вершинный буфер
    vao.use();
    vertex_vbo.use();

    // Загрузка вершин в память буфера
    vertex_vbo.load(verteces, sizeof(glm::vec3)*count);
    vertex_attrib_config();
    // Запоминаем количество вершин для отрисовки
    verteces_count = count;
}

// Загрузка индексов в буфер
void Model::load_indices(GLuint* indices, GLuint count) 
{
    // Подключаем VAO и индексный буфер
    vao.use();
    index_vbo.use();

    // Загрузка вершин в память буфера
    index_vbo.load(indices, sizeof(GLuint)*count);
    // Запоминаем количество вершин для отрисовки
    indices_count = count;
}

// Функция для конфигурации атрибута вершинного буфера
void texCoords_attrib_config()
{
    // Определим спецификацию атрибута
    glVertexAttribPointer(  1         // индекс атрибута, должен совпадать с Layout шейдера
                          , 2         // количество компонент одного элемента
                          , GL_FLOAT  // тип
                          , GL_FALSE  // необходимость нормировать значения
                          , 0         // шаг
                          , (void *)0 // отступ с начала массива
                         );
    // Включаем необходимый атрибут у выбранного VAO
    glEnableVertexAttribArray(1);
} 

// Загрузка текстурных координат в буфер
void Model::load_texCoords(glm::vec2* texCoords, GLuint count)
{
    // Подключаем VAO
    vao.use();

    texCoords_vbo.use();

    // Загрузка вершин в память буфера
    texCoords_vbo.load(texCoords, sizeof(glm::vec2)*count);
    texCoords_attrib_config();
}

// Ограничение диапазона из буфера индексов
void Model::set_index_range(size_t first_byteOffset, size_t count)
{
    first_index_byteOffset = first_byteOffset;
    indices_count = count;
} 

// Привязка текстуры к модели
void Model::set_texture(Texture& texture)
{
    GLuint type = texture.getType();
    switch(type)
    {
        case TEX_DIFFUSE:
            texture_diffuse = texture;
            break;
    };
}