network release 9
[carveJwlIkooP6JGAAIwe30JlM.git] / scene.h
diff --git a/scene.h b/scene.h
index b4deaa95bfc96c6ab56095dfe0e2bd1e1d6edb90..d8fac1ad524a05672feabee916237ddfbeac8acf 100644 (file)
--- a/scene.h
+++ b/scene.h
 #include "model.h"
 #include "bvh.h"
 
-typedef struct scene scene;
+typedef struct scene_context scene_context;
+typedef struct scene_vert scene_vert;
 
-struct scene
+#pragma pack(push,1)
+
+/* 32 byte vertexs, we don't care about the normals too much,
+ *    maybe possible to bring down uv to i16s too */
+struct scene_vert
 {
-   glmesh mesh;
+   v3f co;        /* 3*32 */
+   v2f uv;        /* 2*32 */
+   i8  norm[4];   /* 4*8 */
+   u16 flags; /* only for the cpu. its junk on the gpu */
+   u16 unused[3];
+};
 
-   mdl_vert *verts;
-   u32 *indices;
-   
-   bh_tree bhtris;
-   u32 vertex_count,
-       indice_count,
-       vertex_cap,
-       indice_cap;
+#pragma pack(pop)
 
-   boxf bbx;
+/* 
+ * 1. this should probably be a CONTEXT based approach unlike this mess.
+ * take a bit of the mdl_context ideas and redo this header. its messed up
+ * pretty bad right now.
+ */
 
-   u32 shadower_count,
-       shadower_cap;
+struct scene_context
+{
+   scene_vert *arrvertices;
+   u32 *arrindices;
+
+   u32 vertex_count, indice_count,
+       max_vertices, max_indices;
 
+   boxf bbx;
    mdl_submesh submesh;
 };
 
-#if 0
-GLuint tex_dual_noise;
-#endif
-
-static void scene_init( scene *pscene )
+static u32 scene_mem_required( scene_context *ctx )
 {
-   pscene->verts = NULL;
-   pscene->indices = NULL;
-   pscene->vertex_count = 0;
-   pscene->indice_count = 0;
-   pscene->shadower_count = 0;
-   pscene->shadower_cap = 0;
-   pscene->submesh.indice_start = 0;
-   pscene->submesh.indice_count = 0;
-
-   v3_fill( pscene->bbx[0],  999999.9f );
-   v3_fill( pscene->bbx[1], -999999.9f );
+   u32 vertex_length = vg_align8(ctx->max_vertices * sizeof(scene_vert)),
+       index_length  = vg_align8(ctx->max_indices  * sizeof(u32));
 
-#if 0
-   static int noise_ready = 0;
-   if( !noise_ready )
-   {
-      noise_ready = 1;
-
-      u8 *buf = malloc( 256*256*2 );
-
-      for( int i=0; i<256*256; i++ )
-      {
-         u8 val = rand()&0xff;
-         buf[i*2] = val;
-      }
+   return vertex_length + index_length;
+}
 
-      for( int y=0; y<256; y++ )
-      {
-         for( int x=0; x<256; x++ )
-         {
-            u8 *pr = &buf[(y*256+x)*2],
-               *pg = &buf[(((y+17)&0xff)*256+((x+37)&0xff))*2+1];
-            *pg = *pr;
-         }
-      }
-      
-      /* TODO: This texture should be delted somewhere */
-      glGenTextures( 1, &tex_dual_noise );
-      glBindTexture( GL_TEXTURE_2D, tex_dual_noise );
-      glTexImage2D( GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RG, 256, 256, 0, GL_RG,
-            GL_UNSIGNED_BYTE, buf );
+static 
+void scene_init( scene_context *ctx, u32 max_vertices, u32 max_indices )
+{
+   ctx->vertex_count = 0;
+   ctx->indice_count = 0;
+   ctx->max_vertices = max_vertices;
+   ctx->max_indices = max_indices;
+   ctx->arrindices = NULL; /* must be filled out by user */
+   ctx->arrvertices = NULL;
 
-      vg_tex2d_linear();
-      vg_tex2d_repeat();
+   memset( &ctx->submesh, 0, sizeof(mdl_submesh) );
 
-      free( buf );
-   }
-#endif
+   v3_fill( ctx->bbx[0],  999999.9f );
+   v3_fill( ctx->bbx[1], -999999.9f );
 }
 
-static void *buffer_reserve( void *buffer, u32 count, u32 *cap, u32 amount, 
-      size_t emsize )
+void scene_supply_buffer( scene_context *ctx, void *buffer )
 {
-   if( count+amount > *cap )
-   {
-      *cap = VG_MAX( (*cap)*2, (*cap)+amount );
-      
-      return realloc( buffer, (*cap) * emsize );
-   }
+   u32 vertex_length = vg_align8( ctx->max_vertices * sizeof(scene_vert) );
 
-   return buffer;
+   ctx->arrvertices = buffer;
+   ctx->arrindices  = (u32*)(((u8*)buffer) + vertex_length);
 }
 
-static void *buffer_fix( void *buffer, u32 count, u32 *cap, size_t emsize )
-{
-   *cap = count;
-   return realloc( buffer, (*cap) * emsize );
+static void scene_vert_pack_norm( scene_vert *vert, v3f norm, f32 blend ){
+   v3f n;
+   v3_muls( norm, 127.0f, n );
+   v3_minv( n, (v3f){  127.0f,  127.0f,  127.0f }, n );
+   v3_maxv( n, (v3f){ -127.0f, -127.0f, -127.0f }, n );
+   vert->norm[0] = n[0];
+   vert->norm[1] = n[1];
+   vert->norm[2] = n[2];
+   vert->norm[3] = blend * 127.0f;
 }
 
 /* 
  * Append a model into the scene with a given transform
  */
-static void scene_add_submesh( scene *pscene, mdl_header *mdl, 
-      mdl_submesh *sm, m4x3f transform )
+static void scene_add_mdl_submesh( scene_context *ctx, mdl_context *mdl, 
+                                      mdl_submesh *sm, m4x3f transform )
 {
-   pscene->verts = buffer_reserve( pscene->verts, pscene->vertex_count, 
-         &pscene->vertex_cap, sm->vertex_count, sizeof(mdl_vert) );
-   pscene->indices = buffer_reserve( pscene->indices, pscene->indice_count,
-         &pscene->indice_cap, sm->indice_count, sizeof(u32) );
+   if( ctx->vertex_count + sm->vertex_count > ctx->max_vertices ){
+      vg_fatal_error( "Scene vertex buffer overflow (%u exceeds %u)\n",
+                        ctx->vertex_count + sm->vertex_count, 
+                        ctx->max_vertices );
+   }
+
+   if( ctx->indice_count + sm->indice_count > ctx->max_indices ){
+      vg_fatal_error( "Scene index buffer overflow (%u exceeds %u)\n",
+                        ctx->indice_count + sm->indice_count,
+                        ctx->max_indices );
+   }
+
+   mdl_vert   *src_verts = mdl_arritm( &mdl->verts, sm->vertex_start );
+   scene_vert *dst_verts = &ctx->arrvertices[ ctx->vertex_count ];
+
+   u32 *src_indices    =  mdl_arritm( &mdl->indices, sm->indice_start ),
+       *dst_indices    = &ctx->arrindices[ ctx->indice_count ];
+   
+   /* Transform and place vertices */
+   boxf bbxnew;
+   box_init_inf( bbxnew );
+   m4x3_expand_aabb_aabb( transform, bbxnew, sm->bbx );
+   box_concat( ctx->bbx, bbxnew );
 
    m3x3f normal_matrix;
    m3x3_copy( transform, normal_matrix );
@@ -120,129 +120,193 @@ static void scene_add_submesh( scene *pscene, mdl_header *mdl,
    v3_normalize( normal_matrix[1] );
    v3_normalize( normal_matrix[2] );
    
-   /* Transform and place vertices */
-   mdl_vert *src_verts = mdl_submesh_vertices( mdl, sm );
-   u32 *src_indices    = mdl_submesh_indices( mdl, sm );
-   
-   boxf bbxnew;
-   box_copy( sm->bbx, bbxnew );
-   m4x3_transform_aabb( transform, bbxnew );
-   box_concat( pscene->bbx, bbxnew );
-   
-   for( u32 i=0; i<sm->vertex_count; i++ )
-   {
-      mdl_vert *pvert = &pscene->verts[ pscene->vertex_count+i ],
-               *src = &src_verts[ i ];
+   for( u32 i=0; i<sm->vertex_count; i++ ){
+      mdl_vert   *src   = &src_verts[i];
+      scene_vert *pvert = &dst_verts[i];
 
       m4x3_mulv( transform, src->co, pvert->co );
-      m3x3_mulv( normal_matrix, src->norm, pvert->norm );
 
-      v4_copy( src->colour, pvert->colour );
+      v3f normal;
+      m3x3_mulv( normal_matrix, src->norm, normal );
+      scene_vert_pack_norm( pvert, normal, src->colour[0]*(1.0f/255.0f) );
+      
       v2_copy( src->uv, pvert->uv );
    }
 
-   for( u32 i=0; i<sm->indice_count; i++ )
-   {
-      u32 *pidx = &pscene->indices[ pscene->indice_count+i ];
-      *pidx = src_indices[i] + pscene->vertex_count;
+   u32 real_indices = 0;
+   for( u32 i=0; i<sm->indice_count/3; i++ ){
+      u32 *src = &src_indices[i*3],
+          *dst = &dst_indices[real_indices];
+
+      v3f ab, ac, tn;
+      v3_sub( src_verts[src[2]].co, src_verts[src[0]].co, ab );
+      v3_sub( src_verts[src[1]].co, src_verts[src[0]].co, ac );
+      v3_cross( ac, ab, tn );
+
+#if 0
+      if( v3_length2( tn ) <= 0.00001f )
+         continue;
+#endif
+
+      dst[0] = src[0] + ctx->vertex_count;
+      dst[1] = src[1] + ctx->vertex_count;
+      dst[2] = src[2] + ctx->vertex_count;
+
+      real_indices += 3;
    }
 
-   pscene->vertex_count += sm->vertex_count;
-   pscene->indice_count += sm->indice_count;
+   if( real_indices != sm->indice_count )
+      vg_warn( "Zero area triangles in model\n" );
+
+   ctx->vertex_count += sm->vertex_count;
+   ctx->indice_count += real_indices;
 }
 
 /*
  * One by one adders for simplified access (mostly procedural stuff)
  */
-static void scene_push_tri( scene *pscene, u32 tri[3] )
+static void scene_push_tri( scene_context *ctx, u32 tri[3] )
 {
-   pscene->indices = buffer_reserve( pscene->indices, pscene->indice_count,
-         &pscene->indice_cap, 3, sizeof(u32) );
+   if( ctx->indice_count + 3 > ctx->max_indices )
+      vg_fatal_error( "Scene indice buffer overflow (%u exceeds %u)\n",
+                        ctx->indice_count+3, ctx->max_indices );
+
+   u32 *dst = &ctx->arrindices[ ctx->indice_count ];
 
-   u32 *dst = &pscene->indices[pscene->indice_count];
    dst[0] = tri[0];
    dst[1] = tri[1];
    dst[2] = tri[2];
 
-   pscene->indice_count += 3;
+   ctx->indice_count += 3;
 }
 
-static void scene_push_vert( scene *pscene, mdl_vert *v )
+static void scene_push_vert( scene_context *ctx, scene_vert *v )
 {
-   pscene->verts = buffer_reserve( pscene->verts, pscene->vertex_count, 
-         &pscene->vertex_cap, 1, sizeof(mdl_vert) );
+   if( ctx->vertex_count + 1 > ctx->max_vertices )
+      vg_fatal_error( "Scene vertex buffer overflow (%u exceeds %u)\n",
+                        ctx->vertex_count+1, ctx->max_vertices );
+
+   scene_vert *dst = &ctx->arrvertices[ ctx->vertex_count ];
+   *dst = *v;
 
-   pscene->verts[pscene->vertex_count ++] = *v;
+   ctx->vertex_count ++;
 }
 
-static void scene_copy_slice( scene *pscene, mdl_submesh *sm )
+static void scene_copy_slice( scene_context *ctx, mdl_submesh *sm )
 {
-   sm->indice_start = pscene->submesh.indice_start;
-   sm->indice_count = pscene->indice_count - sm->indice_start;
+   sm->indice_start = ctx->submesh.indice_start;
+   sm->indice_count = ctx->indice_count - sm->indice_start;
 
-   sm->vertex_start = pscene->submesh.vertex_start;
-   sm->vertex_count = pscene->vertex_count - sm->vertex_start;
+   sm->vertex_start = ctx->submesh.vertex_start;
+   sm->vertex_count = ctx->vertex_count - sm->vertex_start;
    
-   pscene->submesh.indice_start = pscene->indice_count;
-   pscene->submesh.vertex_start = pscene->vertex_count;
+   ctx->submesh.indice_start = ctx->indice_count;
+   ctx->submesh.vertex_start = ctx->vertex_count;
 }
 
-static void scene_fix( scene *pscene )
-{
-   buffer_fix( pscene->verts, pscene->vertex_count, 
-         &pscene->vertex_cap, sizeof( mdl_vert ));
-
-   buffer_fix( pscene->indices, pscene->indice_count, 
-         &pscene->indice_cap, sizeof( mdl_vert ));
+static void scene_set_vertex_flags( scene_context *ctx, 
+                                       u32 start, u32 count, u16 flags ){
+   for( u32 i=0; i<count; i++ )
+      ctx->arrvertices[ start + i ].flags = flags;
 }
 
-static void scene_upload( scene *pscene )
+struct scene_upload_info{
+   scene_context *ctx;
+   glmesh *mesh;
+};
+
+static void async_scene_upload( void *payload, u32 size )
 {
-   mesh_upload( &pscene->mesh,
-         pscene->verts, pscene->vertex_count,
-         pscene->indices, pscene->indice_count );
+   struct scene_upload_info *info = payload;
 
-   vg_info( "Scene upload\n" );
-   vg_info( "   indices:%u\n", pscene->indice_count );
-   vg_info( "   verts:%u\n", pscene->vertex_count );
-}
+   //assert( mesh->loaded == 0 );
+   
+   glmesh *mesh = info->mesh;
+   scene_context *ctx = info->ctx;
 
-static void scene_bind( scene *pscene )
-{
-   mesh_bind( &pscene->mesh );
-}
+   glGenVertexArrays( 1, &mesh->vao );
+   glGenBuffers( 1, &mesh->vbo );
+   glGenBuffers( 1, &mesh->ebo );
+   glBindVertexArray( mesh->vao );
 
-static void scene_draw( scene *pscene )
-{
-   mesh_drawn( 0, pscene->indice_count );
-}
+   size_t stride = sizeof(scene_vert);
 
-static void scene_free_offline_buffers( scene *pscene )
-{
-   free( pscene->verts );
-   free( pscene->indices );
+   glBindBuffer( GL_ARRAY_BUFFER, mesh->vbo );
+   glBufferData( GL_ARRAY_BUFFER, ctx->vertex_count*stride, 
+                 ctx->arrvertices, GL_STATIC_DRAW );
+
+   glBindVertexArray( mesh->vao );
+   glBindBuffer( GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, mesh->ebo );
+   glBufferData( GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ctx->indice_count*sizeof(u32),
+                 ctx->arrindices, GL_STATIC_DRAW );
+   
+   /* 0: coordinates */
+   glVertexAttribPointer( 0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, stride, (void*)0 );
+   glEnableVertexAttribArray( 0 );
+
+   /* 1: normal */
+   glVertexAttribPointer( 1, 4, GL_BYTE, GL_TRUE,
+         stride, (void *)offsetof(scene_vert, norm) );
+   glEnableVertexAttribArray( 1 );
+
+   /* 2: uv */
+   glVertexAttribPointer( 2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 
+         stride, (void *)offsetof(scene_vert, uv) );
+   glEnableVertexAttribArray( 2 );
+
+   VG_CHECK_GL_ERR();
+
+   mesh->indice_count = ctx->indice_count;
+   mesh->loaded = 1;
+
+   vg_info( "Scene upload ( XYZ_f32 UV_f32 XYZW_i8 )[ u32 ]\n" );
+   vg_info( "   indices:%u\n", ctx->indice_count );
+   vg_info( "   verts:%u\n",   ctx->vertex_count );
 }
 
-static void scene_free( scene *pscene )
+static void scene_upload_async( scene_context *ctx, glmesh *mesh )
 {
-   scene_free_offline_buffers( pscene );
-   /* TODO: bvh */
+   vg_async_item *call = vg_async_alloc( sizeof(struct scene_upload_info) );
+
+   struct scene_upload_info *info = call->payload;
+   info->mesh = mesh;
+   info->ctx = ctx;
+
+   vg_async_dispatch( call, async_scene_upload );
 }
 
-static void scene_register(void)
+static
+vg_async_item *scene_alloc_async( scene_context *scene, glmesh *mesh,
+                                  u32 max_vertices, u32 max_indices )
 {
+   scene_init( scene, max_vertices, max_indices );
+   u32 buf_size = scene_mem_required( scene );
+
+   u32 hdr_size = vg_align8(sizeof(struct scene_upload_info));
+   vg_async_item *call = vg_async_alloc( hdr_size + buf_size );
+
+   struct scene_upload_info *info = call->payload;
+
+   info->mesh = mesh;
+   info->ctx = scene;
+
+   void *buffer = ((u8*)call->payload)+hdr_size;
+   scene_supply_buffer( scene, buffer );
+
+   return call;
 }
 
+
 /*
  * BVH implementation
  */
 
 static void scene_bh_expand_bound( void *user, boxf bound, u32 item_index )
 {
-   scene *s = user;
-   mdl_vert *pa = &s->verts[ s->indices[item_index*3+0] ],
-            *pb = &s->verts[ s->indices[item_index*3+1] ],
-            *pc = &s->verts[ s->indices[item_index*3+2] ];
+   scene_context *s = user;
+   scene_vert *pa = &s->arrvertices[ s->arrindices[item_index*3+0] ],
+              *pb = &s->arrvertices[ s->arrindices[item_index*3+1] ],
+              *pc = &s->arrvertices[ s->arrindices[item_index*3+2] ];
    
   box_addpt( bound, pa->co );
   box_addpt( bound, pb->co );
@@ -251,20 +315,33 @@ static void scene_bh_expand_bound( void *user, boxf bound, u32 item_index )
 
 static float scene_bh_centroid( void *user, u32 item_index, int axis )
 {
-   scene *s = user;
-   mdl_vert *pa = &s->verts[ s->indices[item_index*3+0] ],
-            *pb = &s->verts[ s->indices[item_index*3+1] ],
-            *pc = &s->verts[ s->indices[item_index*3+2] ];
+   scene_context *s = user;
+   scene_vert *pa = &s->arrvertices[ s->arrindices[item_index*3+0] ],
+              *pb = &s->arrvertices[ s->arrindices[item_index*3+1] ],
+              *pc = &s->arrvertices[ s->arrindices[item_index*3+2] ];
+
+   #if 0
 
+   float min, max;
+
+   min = vg_minf( pa->co[axis], pb->co[axis] );
+   max = vg_maxf( pa->co[axis], pb->co[axis] );
+   min = vg_minf( min, pc->co[axis] );
+   max = vg_maxf( max, pc->co[axis] );
+
+   return (min+max) * 0.5f;
+
+   #else
    return (pa->co[axis] + pb->co[axis] + pc->co[axis]) * (1.0f/3.0f);
+   #endif
 }
 
 static void scene_bh_swap( void *user, u32 ia, u32 ib )
 {
-   scene *s = user;
+   scene_context *s = user;
 
-   u32 *ti = &s->indices[ia*3];
-   u32 *tj = &s->indices[ib*3];
+   u32 *ti = &s->arrindices[ia*3];
+   u32 *tj = &s->arrindices[ib*3];
 
    u32 temp[3];
    temp[0] = ti[0];
@@ -282,64 +359,75 @@ static void scene_bh_swap( void *user, u32 ia, u32 ib )
 
 static void scene_bh_debug( void *user, u32 item_index )
 {
-   scene *s = user;
+   scene_context *s = user;
    u32 idx = item_index*3;
-   mdl_vert *pa = &s->verts[ s->indices[ idx+0 ] ],
-            *pb = &s->verts[ s->indices[ idx+1 ] ],
-            *pc = &s->verts[ s->indices[ idx+2 ] ];
+   scene_vert *pa = &s->arrvertices[ s->arrindices[ idx+0 ] ],
+              *pb = &s->arrvertices[ s->arrindices[ idx+1 ] ],
+              *pc = &s->arrvertices[ s->arrindices[ idx+2 ] ];
 
    vg_line( pa->co, pb->co, 0xff0000ff );
    vg_line( pb->co, pc->co, 0xff0000ff );
    vg_line( pc->co, pa->co, 0xff0000ff );
 }
 
-static int scene_bh_ray( void *user, u32 index, v3f co, v3f dir, ray_hit *hit )
+static void scene_bh_closest( void *user, u32 index, v3f point, v3f closest )
 {
-   scene *s = user;
-   v3f positions[3];
-   
-   u32 *tri = &s->indices[ index*3 ];
+   scene_context *s = user;
 
+   v3f positions[3];
+   u32 *tri = &s->arrindices[ index*3 ];
    for( int i=0; i<3; i++ )
-      v3_copy( s->verts[tri[i]].co, positions[i] );
-   
-   float t;
-   if(ray_tri( positions, co, dir, &t ))
-   {
-      if( t < hit->dist )
-      {
-         hit->dist = t;
-         hit->tri = tri;
-         return 1;
-      }
-   }
+      v3_copy( s->arrvertices[tri[i]].co, positions[i] );
 
-   return 0;
+   closest_on_triangle_1( point, positions, closest );
 }
 
 static bh_system bh_system_scene = 
 {
    .expand_bound = scene_bh_expand_bound,
    .item_centroid = scene_bh_centroid,
+   .item_closest = scene_bh_closest,
    .item_swap = scene_bh_swap,
    .item_debug = scene_bh_debug,
-   .cast_ray = scene_bh_ray
+   .system_type = 0x1
 };
 
 /*
  * An extra step is added onto the end to calculate the hit normal
  */
-static int scene_raycast( scene *s, v3f co, v3f dir, ray_hit *hit )
+static int scene_raycast( scene_context *s, bh_tree *bh, 
+                             v3f co, v3f dir, ray_hit *hit, u16 ignore )
 {
-   int count = bh_ray( &s->bhtris, 0, co, dir, hit );
+   hit->tri = NULL;
+
+   bh_iter it;
+   bh_iter_init_ray( 0, &it, co, dir, hit->dist );
+   i32 idx;
+
+   while( bh_next( bh, &it, &idx ) ){
+      u32 *tri = &s->arrindices[ idx*3 ];
+
+      if( s->arrvertices[tri[0]].flags & ignore )  continue;
+
+      v3f vs[3];
+      for( u32 i=0; i<3; i++ )
+         v3_copy( s->arrvertices[tri[i]].co, vs[i] );
+      
+      f32 t;
+      if( ray_tri( vs, co, dir, &t, 0 ) ){
+         if( t < hit->dist ){
+            hit->dist = t;
+            hit->tri = tri;
+         }
+      }
+   }
 
-   if( count )
-   {
+   if( hit->tri ){
       v3f v0, v1;
       
-      float *pa = s->verts[hit->tri[0]].co,
-            *pb = s->verts[hit->tri[1]].co,
-            *pc = s->verts[hit->tri[2]].co;
+      float *pa = s->arrvertices[hit->tri[0]].co,
+            *pb = s->arrvertices[hit->tri[1]].co,
+            *pc = s->arrvertices[hit->tri[2]].co;
 
       v3_sub( pa, pb, v0 );
       v3_sub( pc, pb, v1 );
@@ -348,13 +436,13 @@ static int scene_raycast( scene *s, v3f co, v3f dir, ray_hit *hit )
       v3_muladds( co, dir, hit->dist, hit->pos );
    }
 
-   return count;
+   return hit->tri?1:0;
 }
 
-static void scene_bh_create( scene *s )
+static bh_tree *scene_bh_create( void *lin_alloc, scene_context *s )
 {
    u32 triangle_count = s->indice_count / 3;
-   bh_create( &s->bhtris, &bh_system_scene, s, triangle_count );
+   return bh_create( lin_alloc, &bh_system_scene, s, triangle_count, 2 );
 }
 
 #endif