19/src/Camera.cpp

#include "Camera.h"

#include <GLM/gtc/matrix_transform.hpp>
#include <GLM/ext/matrix_transform.hpp>

// Границы каскадов
const float camera_cascade_distances[] = {CAMERA_NEAR, CAMERA_FAR / 50.0f, CAMERA_FAR / 10.0f,  CAMERA_FAR / 3.0f, CAMERA_FAR};

// Защищенный (protected) конструктор камеры без перспективы 
Camera::Camera(const glm::vec3 &pos, const glm::vec2 &xyOffset) 
: position(pos), currentRotation(xyOffset)
{
    sensitivity = 0.05;
    recalcTarget();
}

// Конструктор камеры с проекцией перспективы
Camera::Camera(float aspect, const glm::vec3 &position, const glm::vec2 &xyOffset, float fovy)
: Camera(position, xyOffset)
{
    setPerspective(fovy, aspect);
}
  
// Конструктор ортографической камеры
Camera::Camera(float width, float height, const glm::vec3 &position, const glm::vec2 &xyOffset)
: Camera(position, xyOffset)
{
    setOrtho(width, height);
}

// Деструктор
Camera::~Camera() { }

// Пересчет цели, на которую смотрит камера
void Camera::recalcTarget()
{
    if(currentRotation.y > 89.0f)
        currentRotation.y = 89.0f;
    if(currentRotation.y < -89.0f)
        currentRotation.y = -89.0f;

    target.x = cos(glm::radians(currentRotation.x)) * cos(glm::radians(currentRotation.y));
    target.y = sin(glm::radians(currentRotation.y));
    target.z = sin(glm::radians(currentRotation.x)) * cos(glm::radians(currentRotation.y));
    
    requiredRecalcView = true;
    requiredRecalcVP = true;
}

// Пересчет матрицы вида
void Camera::recalcView()
{
    view = glm::lookAt(position, position + target, CAMERA_UP_VECTOR);
    requiredRecalcView = false;
}

// Пересчет произведения матриц
void Camera::recalcVP()
{
    vp = projection * view;
    requiredRecalcVP = false;
}

// Возвращает ссылку на константную матрицу проекции
const glm::mat4& Camera::getProjection()
{
    return projection;
}

// Возвращает ссылку на константную матрицу вида
const glm::mat4& Camera::getView()
{
    if (requiredRecalcView)
        recalcView();
    return view;
}

// Возвращает ссылку на константную матрицу вида
const glm::mat4& Camera::getVP()
{
    if (requiredRecalcVP)
    {
        if (requiredRecalcView)
            recalcView();
        recalcVP();
    }
    return vp;
}

// Поворачивает камеру на dx и dy пикселей
void Camera::rotate(const glm::vec2 &xyOffset)
{
    currentRotation += xyOffset * sensitivity;

    recalcTarget();
    requiredRecalcView = true;
    requiredRecalcVP = true;
    requiredRecalcCoords = true;
}

// Сдвигает камеру на указанный вектор (dx,dy,dz)
void Camera::move(const glm::vec3 &posOffset)
{
    position += posOffset;

    requiredRecalcView = true;
    requiredRecalcVP = true;
    requiredRecalcCoords = true;
}

// Устанавливает местоположение
void Camera::setPosition(const glm::vec3 &pos)
{
    position = pos;
    
    requiredRecalcView = true;
    requiredRecalcVP = true;
    requiredRecalcCoords = true;
}

// Устанавливает угол поворота камеры
void Camera::setRotation(const glm::vec2 &xyOffset)
{
    currentRotation = xyOffset;
    recalcTarget();
    requiredRecalcCoords = true;
}

// Устанавливает заданную матрицу перспективы
void Camera::setPerspective(float fovy, float aspect)
{
    projection = glm::perspective(glm::radians(fovy), aspect, CAMERA_NEAR, CAMERA_FAR);
    requiredRecalcVP = true;
    requiredRecalcCoords = true;
    for (int cascade = 0; cascade < CAMERA_CASCADE_COUNT; cascade++)
        cascade_proj[cascade] = glm::perspective(glm::radians(fovy), aspect, camera_cascade_distances[cascade], camera_cascade_distances[cascade+1]);
}

// Устанавливает заданную ортографическую матрицу
void Camera::setOrtho(float width, float height)
{
    const float aspect = width / height;
    projection = glm::ortho(-1.0f, 1.0f, -1.0f/aspect, 1.0f/aspect, CAMERA_NEAR, CAMERA_FAR);
    requiredRecalcVP = true;
    requiredRecalcCoords = true;
    for (int cascade = 0; cascade < CAMERA_CASCADE_COUNT; cascade++)
        cascade_proj[cascade] = glm::ortho(-1.0f, 1.0f, -1.0f/aspect, 1.0f/aspect, camera_cascade_distances[cascade], camera_cascade_distances[cascade+1]);
}

// Изменяет чувствительность мыши
void Camera::setSensitivity(float sens)
{
    sensitivity = sens;
}

// Данные о камере для шейдера
CameraData& Camera::getData()
{
    static CameraData data;
    data = {getProjection(), getView(), position};
    return data;
}

// Доступ к координатам проекции
const glm::vec4 (*Camera::getProjCoords())[8]
{
    if (requiredRecalcCoords)
    {
        glm::vec4 typical_points[8] = {  { 1, 1, 1,1}
                                       , { 1, 1,-1,1}
                                       , { 1,-1, 1,1}
                                       , { 1,-1,-1,1}
                                       , {-1, 1, 1,1}
                                       , {-1, 1,-1,1}
                                       , {-1,-1, 1,1}
                                       , {-1,-1,-1,1}};
        for (int cascade = 0; cascade < CAMERA_CASCADE_COUNT; cascade++)
        {
            glm::mat4 inv = glm::inverse(cascade_proj[cascade] * getView());
            for (int i = 0; i < 8; i++)
            {
                coords[cascade][i] = inv * typical_points[i];
                coords[cascade][i] /= coords[cascade][i].w;
            } 
        }
        requiredRecalcCoords = false;
    }

    return coords;
}