package com.cgvsu.render_engine;

import com.cgvsu.math.*;

import static java.lang.Math.*;


public class GraphicConveyor {

    /**
     * Аффинные преобразования
     * она кстати уникальная для каждого объекта... пупупу
     *
     * @return {@code Matrix4f} - матрица из локальной системы координат в мировую
     */
    public static Matrix4f rotateScaleTranslate(Vector3f rotate, Vector3f scale, Vector3f translate) {
        Matrix4f r = calculateRotate(rotate.getX(),rotate.getY(), rotate.getZ());
        Matrix4f s = calculateScale(scale.getX(),scale.getY(), scale.getZ());
        Matrix4f t = calculateTranslate(new Vector3f(translate.getX(),translate.getY(), translate.getZ()));

        t.multiply(r);
        t.multiply(s);

        return new Matrix4f(t);
    }

    /**
     * Аффинные преобразования - увеличение/уменьшение объекта
     *
     * @param vector3f вектор переноса
     * @return {@code Matrix4f} - матрица переноса
     */

    public static Matrix4f calculateTranslate(Vector3f vector3f) {
        return calculateTranslate(new Vector4f(vector3f.getX(),vector3f.getY(),vector3f.getZ(),1));
    }

    private static  Matrix4f calculateTranslate(Vector4f vector) {
        Matrix4f res = new Matrix4f(1);
        for (int i = 0; i < res.getElements().length-1; i++) {
            res.setElement(i, 3, vector.getNum(i));
        }
        return res;
    }


    public static Matrix4f Rotate(float alpha, float beta, float gamma) {
        return calculateRotate(alpha, beta, gamma);
    }

    // мб потом почитаю что такое кватернион и немного переделаю код, пока пусть так будет
    private static Matrix4f calculateRotate(float alpha, float beta, float gamma) {
        // вокруг x
        float[] rotateX = new float[]{
                1, 0, 0, 0,
                0, (float) cos(alpha), (float) sin(alpha), 0,
                0, (float) -sin(alpha), (float) cos(alpha), 0,
                0, 0, 0, 1
        };
        // вокруг y
        float[] rotateY = new float[]{
                (float) cos(beta), 0, (float) sin(beta), 0,
                0, 1, 0, 0,
                (float) -sin(beta), 0, (float) cos(beta), 0,
                0, 0, 0, 1
        };
        // вокруг z
        float[] rotateZ = new float[]{
                (float) cos(gamma), (float) sin(gamma), 0, 0,
                (float) -sin(gamma), (float) cos(gamma), 0, 0,
                0, 0, 1, 0,
                0, 0, 0, 1
        };

        Matrix4f rotateAboutX = new Matrix4f(rotateX);
        Matrix4f rotateAboutY = new Matrix4f(rotateY);
        Matrix4f rotateAboutZ = new Matrix4f(rotateZ);

        // сначала крутим вокруг x, потом y, потом z (да, в реале умножаем сначала Z, потом ыгрик, потом х (а) - плохо)
        rotateAboutZ.multiply(rotateAboutY);
        rotateAboutZ.multiply(rotateAboutX);

        return rotateAboutZ;
    }

    /**
     * Аффинные преобразования - увеличение/уменьшение объекта
     *
     * @param scaleX растяжение по x
     * @param scaleY растяжение по y
     * @param scaleZ растяжение по z
     * @return {@code Matrix4f} - матрица растяжения (по факту просто по главной диагонали будут стоять не 1, а растяжение наше)
     */

    public static Matrix4f calculateScale(float scaleX, float scaleY, float scaleZ) {
        float[] scale = new float[]{scaleX, scaleY, scaleZ};
        return calculateScale(scale);
    }

    // надо еще продумать, как обновлять это все... наверное, потом придумаю... надеюсь, молюсь...

    private static Matrix4f calculateScale(float[] scale) {
        Matrix4f result = new Matrix4f(1);
        for (int i = 0; i < scale.length; i++) {
            result.setElement(i, i, scale[i]);
        }
        return result;
    }

    public static Matrix4f lookAt(Vector3f eye, Vector3f target) {
        return lookAt(eye, target, new Vector3f(0F, 1.0F, 0F));
    }

    /**
     * Система корд камеры +перевод всех объектов сцены в систему координат камеры
     *
     * @param eye    ее позиция в мировых координатах
     * @param target куда смотрит наша камера
     * @param up     единичный вектор для y - основа будущих корд камеры
     * @return {@code Matrix4f} - матрица прямоугольной системы координат камеры, записанная в мировых координатах сцены.
     */

    private static Matrix4f lookAt(Vector3f eye, Vector3f target, Vector3f up) {
        Vector3f resultX = new Vector3f();
        Vector3f resultY = new Vector3f();
        Vector3f resultZ = new Vector3f();

        resultZ.sub(target, eye);
        resultX = up.cross(resultZ);
        resultY = resultZ.cross(resultX);

        resultX.normalize();
        resultY.normalize();
        resultZ.normalize();

        float[] matrix = new float[]{
                resultX.getX(), resultY.getX(), resultZ.getX(), 0,
                resultX.getY(), resultY.getY(), resultZ.getY(), 0,
                resultX.getZ(), resultY.getZ(), resultZ.getZ(), 0,
                -resultX.dot(eye), -resultY.dot(eye), -resultZ.dot(eye), 1};
        return new Matrix4f(matrix);
    }

    /**
     * Матрица перспективы.
     *
     * @param fov         угол обзора
     * @param aspectRatio соотношение сторон экрана
     * @param nearPlane   ближний план
     * @param farPlane    дальний план
     * @return {@code Matrix4f} - матрица перспективы.
     */

    public static Matrix4f perspective(
            final float fov,
            final float aspectRatio,
            final float nearPlane,
            final float farPlane) {
        float tangentMinusOnDegree = (float) (1.0F / (tan(fov * 0.5F))); // fov задается как половина от всего угла
        float[] res = {
                tangentMinusOnDegree / aspectRatio, 0, 0, 0,
                0, tangentMinusOnDegree, 0, 0,
                0, 0, (farPlane + nearPlane) / (farPlane - nearPlane), 1.0F,
                0, 0, 2 * (nearPlane * farPlane) / (nearPlane - farPlane), 0
        };
        return new Matrix4f(res);
    }

    /**
     * Получаем последний вектор нормализованный вектор v для трансформации вершины и отображения последней на экране
     *
     * @param matrix P*V*M
     * @param vertex корды точки?
     * @return {@code Vector3f} - нормализованный конечный вектор (скорее всего, нормаль к вершине).
     */
    public static Vector3f multiplyMatrix4ByVector3(final Matrix4f matrix, final Vector3f vertex) {
        Vector4f res = matrix.multiply(new Vector4f(vertex.getX(), vertex.getY(), vertex.getZ(), 1));
        float w = res.getW();
        return new Vector3f(res.getX() / w, res.getY() / w, res.getZ() / w);
    }

    /**
     * Получаем последний вектор нормализованный вектор v для трансформации вершины и отображения последней на экране
     *
     * @param width  ширина
     * @param height высота
     * @param vertex нормаль вершины
     * @return {@code Point2f} - получаем корды точки на экране.
     */

    public static Point2f vertexToPoint(final Vector3f vertex, final int width, final int height) {
        return new Point2f(vertex.getX() * width + width / 2.0F, -vertex.getY() * height + height / 2.0F);
    }
}
афинные преобразования я правильно прописал?