source: trunk/sys/TinyGL/src/clip.c @ 1

Last change on this file since 1 was 1, checked in by alain, 5 years ago

First import

File size: 11.6 KB
Line 
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
13void 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
51static void gl_add_select1(GLContext *c,int z1,int z2,int z3)
52{
53  unsigned int min,max;
54  min=max=z1;
55  if ((unsigned)z2<min) min=z2;
56  if ((unsigned)z3<min) min=z3;
57  if ((unsigned)z2>max) max=z2;
58  if ((unsigned)z3>max) max=z3;
59
60  gl_add_select(c,0xffffffff-min,0xffffffff-max);
61}
62
63/* point */
64
65void 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
78static 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 */
96static 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
112void 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) \
178static 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
196clip_func(clip_xmin,-,X,Y,Z)
197
198clip_func(clip_xmax,+,X,Y,Z)
199
200clip_func(clip_ymin,-,Y,X,Z)
201
202clip_func(clip_ymax,+,Y,X,Z)
203
204clip_func(clip_zmin,-,Z,X,Y)
205
206clip_func(clip_zmax,+,Z,X,Y)
207
208
209float (*clip_proc[6])(V4 *,V4 *,V4 *)=  {
210    clip_xmin,clip_xmax,
211    clip_ymin,clip_ymax,
212    clip_zmin,clip_zmax
213};
214
215static 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
238static void gl_draw_triangle_clip(GLContext *c,
239                                  GLVertex *p0,GLVertex *p1,GLVertex *p2,int clip_bit);
240
241void 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
292static 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
373void 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
380int count_triangles,count_triangles_textured,count_pixels;
381#endif
382
383void 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
418void 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 */
435void 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
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.