13/include/Lights.h

#ifndef LIGHTS_H
#define LIGHTS_H

#include <GLM/glm.hpp>

#include "Model.h"
#include "Camera.h"

// Максимальное число источников света
#define MAX_LIGHTS 64
// Стандартное направление источника без поворота
#define DEFAULT_LIGHT_DIRECTION glm::vec4(0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f)

// Точечный источник света
struct LightData 
{
    alignas(16) glm::vec3 position; // Позиция
    alignas(16) glm::vec3 color; // Цвет 
    alignas(16) glm::vec3 attenuation; // Радиус действия источника, линейный и квадратичный коэф. угасания   
    alignas(16) glm::vec4 direction_angle; // Направление и половинный угол освещенности
    alignas(16) glm::mat4 vp[6]; // Матрицы проекции и трансформации в пространство источника
};

// Источник света
class Light : public Node
{
    public:
        static int getUBOsize(); // Возвращает размер буфера в байтах
        static void upload(UBO& lights_data); // Загрузка данных в буфер

        static Light& getNew(); // Возвращает ссылку на новый источник света
        void destroy(); // Уничтожает источник света

        const glm::vec3& c_color() const; // Константный доступ к цвету
        glm::vec3& e_color(); // Неконстантная ссылка для изменений цвета

        const float& c_radius() const; // Константный доступ к радиусу
        float& e_radius(); // Неконстантная ссылка для изменений радиуса

        const float& c_angle() const; // Константный доступ к углу освещенности
        float& e_angle(); // Неконстантная ссылка для изменений угла освещенности

        static void render(ShaderProgram &shaderProgram, UBO &material_buffer); // Рисование отладочных лампочек
    private:
        Light(); // Конструктор без параметров
        Light(const Light& copy) = delete; // Конструктор копирования ОТКЛЮЧЕН
        Light& operator=(const Light& other); // Оператор  присваивания
        virtual ~Light(); 

        glm::vec3 color; // Цвет
        float radius; // Радиус действия источника
        float angle; // Угол полный освещенности 

        int index; // Индекс в массиве отправки (может не совпадать с lights) для дефрагментированного доступа
        static Light& findByIndex(GLuint index); // Возвращает ссылку на источник с нужным индексом

        bool uploadReq; // Необходимость загрузки в следствии изменений
        void check_id(); // Проверка что не взаимодествуем с пустым источником
        void toData(); // Преобразует информацию об источнике в структуру LightData

        virtual void recalcMatrices(); // Метод пересчета матрицы трансформации по необходимости, должен сбрасывать флаг changed
        void recalcVP(); // Пересчитывает по необходимости матрицу вида-проекции

        static GLuint count; // количество используемых источников (должно быть <= MAX_LIGHTS)
        static LightData data[MAX_LIGHTS]; // Массив данных по источникам света
        static Light lights[MAX_LIGHTS]; // Массив источников-узлов сцены
};

// Класс направленного источника освещения
class Sun
{
    public:
        static Sun& get(); // Доступ к синглтону
        static void upload(UBO& sun_data); // Загрузка данных об источнике в буфер
        
        const glm::vec3& c_direction() const; // Константный доступ к направлению лучей источника
        glm::vec3& e_direction(); // Неконстантная ссылка для изменений направления лучей источника

        const glm::vec3& c_color() const; // Константный доступ к цвету
        glm::vec3& e_color(); // Неконстантная ссылка для изменений цвета

    private:
        Sun(const glm::vec3 &direction = glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f), const glm::vec3 &color = glm::vec3(0.4f, 0.4f, 0.4f));
        
        alignas(16) glm::vec3 direction; // Направление лучей источника
        alignas(16) glm::vec3 color; // Цвет
        alignas(16) glm::mat4 vp[CAMERA_CASCADE_COUNT]; // Матрица вида-проекции источника

        void recalcVP(); // Пересчитывает по необходимости матрицу вида-проекции
        
        static Sun instance; // Экземпляр синглтона
        static bool uploadReq; // Необходимость загрузки в следствии изменений
};

#endif // LIGHTS_H