active ragdolls
[carveJwlIkooP6JGAAIwe30JlM.git] / skeleton.h
index 79e80171b2acc49935c11ac5ad973122b3bf54e1..868e62431b174e0975190521b5308aef458d485d 100644 (file)
@@ -38,7 +38,9 @@ struct skeleton
    *anims;
    u32 anim_count;
 
+#if 0
    m4x3f *final_mtx;
+#endif
 
    struct skeleton_ik
    {
@@ -53,7 +55,7 @@ struct skeleton
        bindable_count;
 };
 
-VG_STATIC u32 skeleton_bone_id( struct skeleton *skele, const char *name )
+static u32 skeleton_bone_id( struct skeleton *skele, const char *name )
 {
    for( u32 i=1; i<skele->bone_count; i++ ){
       if( !strcmp( skele->bones[i].name, name ))
@@ -66,7 +68,7 @@ VG_STATIC u32 skeleton_bone_id( struct skeleton *skele, const char *name )
    return 0;
 }
 
-VG_STATIC void keyframe_copy_pose( mdl_keyframe *kfa, mdl_keyframe *kfb, 
+static void keyframe_copy_pose( mdl_keyframe *kfa, mdl_keyframe *kfb, 
                                    int num )
 {
    for( int i=0; i<num; i++ )
@@ -75,8 +77,8 @@ VG_STATIC void keyframe_copy_pose( mdl_keyframe *kfa, mdl_keyframe *kfb,
 
 
 /* apply a rotation from the perspective of root */
-VG_STATIC void keyframe_rotate_around( mdl_keyframe *kf, 
-                                       v3f origin, v3f offset, v4f q )
+static void keyframe_rotate_around( mdl_keyframe *kf, 
+                                    v3f origin, v3f offset, v4f q )
 {
    v3f v0, co;
    v3_add( kf->co, offset, co );
@@ -92,7 +94,7 @@ VG_STATIC void keyframe_rotate_around( mdl_keyframe *kf,
 /*
  * Lerp between two sets of keyframes and store in dest. Rotations use Nlerp.
  */
-VG_STATIC void keyframe_lerp_pose( mdl_keyframe *kfa, mdl_keyframe *kfb, 
+static void keyframe_lerp_pose( mdl_keyframe *kfa, mdl_keyframe *kfb, 
                                    float t, mdl_keyframe *kfd, int count )
 {
    if( t <= 0.0001f ){
@@ -111,7 +113,7 @@ VG_STATIC void keyframe_lerp_pose( mdl_keyframe *kfa, mdl_keyframe *kfb,
    }
 }
 
-VG_STATIC 
+static 
 void skeleton_lerp_pose( struct skeleton *skele,
                          mdl_keyframe *kfa, mdl_keyframe *kfb, float t,
                          mdl_keyframe *kfd )
@@ -119,7 +121,7 @@ void skeleton_lerp_pose( struct skeleton *skele,
    keyframe_lerp_pose( kfa, kfb, t, kfd, skele->bone_count-1 );
 }
 
-VG_STATIC void skeleton_copy_pose( struct skeleton *skele,
+static void skeleton_copy_pose( struct skeleton *skele,
                                    mdl_keyframe *kfa, mdl_keyframe *kfd )
 {
    keyframe_copy_pose( kfa, kfd, skele->bone_count-1 );
@@ -129,25 +131,25 @@ VG_STATIC void skeleton_copy_pose( struct skeleton *skele,
  * Sample animation between 2 closest frames using time value. Output is a
  * keyframe buffer that is allocated with an appropriate size
  */
-VG_STATIC void skeleton_sample_anim( struct skeleton *skele,
+static void skeleton_sample_anim( struct skeleton *skele,
                                   struct skeleton_anim *anim,
                                   float time,
                                   mdl_keyframe *output )
 {
-   float animtime = time*anim->rate;
+   f32 animtime  = fmodf( time*anim->rate, anim->length ),
+       animframe = floorf( animtime ),
+       t = animtime - animframe;
 
-   u32 frame = ((u32)animtime) % anim->length,
+   u32 frame = (u32)animframe % anim->length,
        next  = (frame+1) % anim->length;
 
-   float t = vg_fractf( animtime );
-
    mdl_keyframe *base  = anim->anim_data + (skele->bone_count-1)*frame,
                 *nbase = anim->anim_data + (skele->bone_count-1)*next;
 
    skeleton_lerp_pose( skele, base, nbase, t, output );
 }
 
-VG_STATIC int skeleton_sample_anim_clamped( struct skeleton *skele,
+static int skeleton_sample_anim_clamped( struct skeleton *skele,
                                          struct skeleton_anim *anim,
                                          float time,
                                          mdl_keyframe *output )
@@ -165,11 +167,12 @@ typedef enum anim_apply
 {
    k_anim_apply_always,
    k_anim_apply_defer_ik,
-   k_anim_apply_deffered_only
+   k_anim_apply_deffered_only,
+   k_anim_apply_absolute
 }
 anim_apply;
 
-VG_STATIC 
+static 
 int should_apply_bone( struct skeleton *skele, u32 id, anim_apply type )
 {
    struct skeleton_bone *sb = &skele->bones[ id ],
@@ -200,10 +203,22 @@ int should_apply_bone( struct skeleton *skele, u32 id, anim_apply type )
 /*
  * Apply block of keyframes to skeletons final pose
  */
-VG_STATIC void skeleton_apply_pose( struct skeleton *skele, mdl_keyframe *pose,
-                                    anim_apply passtype )
-{
-   m4x3_identity( skele->final_mtx[0] );
+static void skeleton_apply_pose( struct skeleton *skele, mdl_keyframe *pose,
+                                 anim_apply passtype, m4x3f *final_mtx ){
+   if( passtype == k_anim_apply_absolute ){
+      for( u32 i=1; i<skele->bone_count; i++ ){
+         mdl_keyframe *kf = &pose[i-1];
+
+         v3f *posemtx = final_mtx[i];
+
+         q_m3x3( kf->q, posemtx );
+         m3x3_scale( posemtx, kf->s );
+         v3_copy( kf->co, posemtx[3] );
+      }
+      return;
+   }
+
+   m4x3_identity( final_mtx[0] );
    skele->bones[0].defer = 0;
    skele->bones[0].flags &= ~k_bone_flag_ik;
 
@@ -225,11 +240,25 @@ VG_STATIC void skeleton_apply_pose( struct skeleton *skele, mdl_keyframe *pose,
       /* pose matrix */
       mdl_keyframe *kf = &pose[i-1];
       q_m3x3( kf->q, posemtx );
+      m3x3_scale( posemtx, kf->s );
       v3_copy( kf->co, posemtx[3] );
       v3_add( temp_delta, posemtx[3], posemtx[3] );
 
       /* final matrix */
-      m4x3_mul( skele->final_mtx[ sb->parent ], posemtx, skele->final_mtx[i] );
+      m4x3_mul( final_mtx[ sb->parent ], posemtx, final_mtx[i] );
+   }
+}
+
+/* 
+ * Take the final matrices and decompose it into an absolute positioned anim
+ */
+static void skeleton_decompose_mtx_absolute( struct skeleton *skele, 
+                                             mdl_keyframe *anim,
+                                             m4x3f *final_mtx ){
+   for( u32 i=1; i<skele->bone_count; i++ ){
+      struct skeleton_bone *sb = &skele->bones[i];
+      mdl_keyframe *kf = &anim[i-1];
+      m4x3_decompose( final_mtx[i], kf->co, kf->q, kf->s );
    }
 }
 
@@ -237,7 +266,7 @@ VG_STATIC void skeleton_apply_pose( struct skeleton *skele, mdl_keyframe *pose,
  * creates the reference inverse matrix for an IK bone, as it has an initial 
  * intrisic rotation based on the direction that the IK is setup..
  */
-VG_STATIC void skeleton_inverse_for_ik( struct skeleton *skele,
+static void skeleton_inverse_for_ik( struct skeleton *skele,
                                      v3f ivaxis,
                                      u32 id, m3x3f inverse )
 {
@@ -251,7 +280,7 @@ VG_STATIC void skeleton_inverse_for_ik( struct skeleton *skele,
 /*
  * Creates inverse rotation matrices which the IK system uses.
  */
-VG_STATIC void skeleton_create_inverses( struct skeleton *skele )
+static void skeleton_create_inverses( struct skeleton *skele )
 {
    /* IK: inverse 'plane-bone space' axis '(^axis,^bone,...)[base] */
    for( u32 i=0; i<skele->ik_count; i++ ){
@@ -272,12 +301,13 @@ VG_STATIC void skeleton_create_inverses( struct skeleton *skele )
 /*
  * Apply a model matrix to all bones, should be done last
  */
-VG_STATIC 
-void skeleton_apply_transform( struct skeleton *skele, m4x3f transform )
+static 
+void skeleton_apply_transform( struct skeleton *skele, m4x3f transform,
+                               m4x3f *final_mtx )
 {
    for( u32 i=0; i<skele->bone_count; i++ ){
       struct skeleton_bone *sb = &skele->bones[i];
-      m4x3_mul( transform, skele->final_mtx[i], skele->final_mtx[i] );
+      m4x3_mul( transform, final_mtx[i], final_mtx[i] );
    }
 }
 
@@ -285,23 +315,21 @@ void skeleton_apply_transform( struct skeleton *skele, m4x3f transform )
  * Apply an inverse matrix to all bones which maps vertices from bind space into
  * bone relative positions
  */
-VG_STATIC void skeleton_apply_inverses( struct skeleton *skele )
-{
+static void skeleton_apply_inverses( struct skeleton *skele, m4x3f *final_mtx ){
    for( u32 i=0; i<skele->bone_count; i++ ){
       struct skeleton_bone *sb = &skele->bones[i];
       m4x3f inverse;
       m3x3_identity( inverse );
       v3_negate( sb->co, inverse[3] );
 
-      m4x3_mul( skele->final_mtx[i], inverse, skele->final_mtx[i] );
+      m4x3_mul( final_mtx[i], inverse, final_mtx[i] );
    }
 }
 
 /*
  * Apply all IK modifiers (2 bone ik reference from blender is supported)
  */
-VG_STATIC void skeleton_apply_ik_pass( struct skeleton *skele )
-{
+static void skeleton_apply_ik_pass( struct skeleton *skele, m4x3f *final_mtx ){
    for( u32 i=0; i<skele->ik_count; i++ ){
       struct skeleton_ik *ik = &skele->ik[i];
       
@@ -313,9 +341,9 @@ VG_STATIC void skeleton_apply_ik_pass( struct skeleton *skele )
           co_target,
           co_pole;
 
-      v3_copy( skele->final_mtx[ik->lower][3], co_base );
-      v3_copy( skele->final_mtx[ik->target][3], co_target );
-      v3_copy( skele->final_mtx[ik->pole][3], co_pole );
+      v3_copy( final_mtx[ik->lower][3], co_base );
+      v3_copy( final_mtx[ik->target][3], co_target );
+      v3_copy( final_mtx[ik->pole][3], co_pole );
 
       v3_sub( co_target, co_base, v0 );
       v3_sub( co_pole, co_base, v1 );
@@ -343,8 +371,8 @@ VG_STATIC void skeleton_apply_ik_pass( struct skeleton *skele )
       knee[0] = sinf(-rot) * l1;
       knee[1] = cosf(-rot) * l1;
 
-      m4x3_identity( skele->final_mtx[ik->lower] );
-      m4x3_identity( skele->final_mtx[ik->upper] );
+      m4x3_identity( final_mtx[ik->lower] );
+      m4x3_identity( final_mtx[ik->upper] );
 
       /* create rotation matrix */
       v3f co_knee;
@@ -361,7 +389,7 @@ VG_STATIC void skeleton_apply_ik_pass( struct skeleton *skele )
       v3_copy( co_base, transform[3] );
 
       m3x3_mul( transform, ik->ia, transform );
-      m4x3_copy( transform, skele->final_mtx[ik->lower] );
+      m4x3_copy( transform, final_mtx[ik->lower] );
 
       /* upper/knee bone */
       v3_copy( vaxis, transform[0] );
@@ -371,7 +399,7 @@ VG_STATIC void skeleton_apply_ik_pass( struct skeleton *skele )
       v3_copy( co_knee, transform[3] );
 
       m3x3_mul( transform, ik->ib, transform );
-      m4x3_copy( transform, skele->final_mtx[ik->upper] );
+      m4x3_copy( transform, final_mtx[ik->upper] );
    }
 }
 
@@ -379,22 +407,20 @@ VG_STATIC void skeleton_apply_ik_pass( struct skeleton *skele )
  * Applies the typical operations that you want for an IK rig: 
  *    Pose, IK, Pose(deferred), Inverses, Transform
  */
-VG_STATIC void skeleton_apply_standard( struct skeleton *skele, mdl_keyframe *pose,
-                                     m4x3f transform )
-{
-   skeleton_apply_pose( skele, pose, k_anim_apply_defer_ik );
-   skeleton_apply_ik_pass( skele );
-   skeleton_apply_pose( skele, pose, k_anim_apply_deffered_only );
-   skeleton_apply_inverses( skele );
-   skeleton_apply_transform( skele, transform );
+static void skeleton_apply_standard( struct skeleton *skele, mdl_keyframe *pose,
+                                     m4x3f transform, m4x3f *final_mtx ){
+   skeleton_apply_pose( skele, pose, k_anim_apply_defer_ik, final_mtx );
+   skeleton_apply_ik_pass( skele, final_mtx );
+   skeleton_apply_pose( skele, pose, k_anim_apply_deffered_only, final_mtx );
+   skeleton_apply_inverses( skele, final_mtx );
+   skeleton_apply_transform( skele, transform, final_mtx );
 }
 
 /*
  * Get an animation by name
  */
-VG_STATIC struct skeleton_anim *skeleton_get_anim( struct skeleton *skele,
-                                                   const char *name )
-{
+static struct skeleton_anim *skeleton_get_anim( struct skeleton *skele,
+                                                   const char *name ){
    for( u32 i=0; i<skele->anim_count; i++ ){
       struct skeleton_anim *anim = &skele->anims[i];
 
@@ -408,11 +434,10 @@ VG_STATIC struct skeleton_anim *skeleton_get_anim( struct skeleton *skele,
    return NULL;
 }
 
-VG_STATIC void skeleton_alloc_from( struct skeleton *skele,
+static void skeleton_alloc_from( struct skeleton *skele,
                                     void *lin_alloc,
                                     mdl_context *mdl,
-                                    mdl_armature *armature )
-{
+                                    mdl_armature *armature ){
    skele->bone_count     = armature->bone_count+1;
    skele->anim_count     = armature->anim_count;
    skele->ik_count       = 0;
@@ -435,23 +460,26 @@ VG_STATIC void skeleton_alloc_from( struct skeleton *skele,
 
    skele->bones      = vg_linear_alloc( lin_alloc, bone_size );
    skele->ik         = vg_linear_alloc( lin_alloc, ik_size );
-   skele->final_mtx  = vg_linear_alloc( lin_alloc, mtx_size );
+   //skele->final_mtx  = vg_linear_alloc( lin_alloc, mtx_size );
    skele->anims      = vg_linear_alloc( lin_alloc, anim_size );
+
+   memset( skele->bones, 0, bone_size );
+   memset( skele->ik, 0, ik_size );
+   //memset( skele->final_mtx, 0, mtx_size );
+   memset( skele->anims, 0, anim_size );
 }
 
-VG_STATIC void skeleton_fatal_err(void)
-{
+static void skeleton_fatal_err(void){
    vg_fatal_error( "Skeleton setup failed" );
 }
 
 /* Setup an animated skeleton from model. mdl's metadata should stick around */
-VG_STATIC void skeleton_setup( struct skeleton *skele,
-                               void *lin_alloc, mdl_context *mdl )
-{
+static void skeleton_setup( struct skeleton *skele,
+                            void *lin_alloc, mdl_context *mdl ){
    u32 ik_count = 0, collider_count = 0;
    skele->bone_count = 0;
    skele->bones = NULL;
-   skele->final_mtx = NULL;
+   //skele->final_mtx = NULL;
    skele->anims = NULL;
 
    if( !mdl->armatures.count ){
@@ -530,8 +558,7 @@ VG_STATIC void skeleton_setup( struct skeleton *skele,
    vg_success( "                     %u colliders\n", skele->collider_count );
 }
 
-VG_STATIC void skeleton_debug( struct skeleton *skele )
-{
+static void skeleton_debug( struct skeleton *skele, m4x3f *final_mtx ){
    for( u32 i=1; i<skele->bone_count; i ++ ){
       struct skeleton_bone *sb = &skele->bones[i];
 
@@ -539,8 +566,8 @@ VG_STATIC void skeleton_debug( struct skeleton *skele )
       v3_copy( sb->co, p0 );
       v3_add( p0, sb->end, p1 );
 
-      m4x3_mulv( skele->final_mtx[i], p0, p0 );
-      m4x3_mulv( skele->final_mtx[i], p1, p1 );
+      m4x3_mulv( final_mtx[i], p0, p0 );
+      m4x3_mulv( final_mtx[i], p1, p1 );
 
       if( sb->flags & k_bone_flag_deform ){
          if( sb->flags & k_bone_flag_ik ){