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//  コンピュータグラフィックス特論�U
//  幾何形状データ（Obj形式）の読み込み＆描画のサンプルプログラム
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// 基本的なヘッダファイルのインクルード
#ifdef _WIN32
	#include <windows.h>
#endif
#include <stdio.h>
#include <GL/gl.h>

// 幾何形状データの定義のインクルード
#include "obj.h"


// バッファ長（サイズは適当）
#define  BUFFER_LENGTH      1024
#define  MAX_VECTOR_SIZE    4096
#define  MAX_TRIANGLE_SIZE  4096
#define  MAX_MTL_SIZE         32


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//  Objファイルの読み込み
//
Obj *  LoadObj( const char * filename )
{
	FILE *  fp;
	char    line[ BUFFER_LENGTH ];
	char    name[ BUFFER_LENGTH ];
	int  i, j;
	Vector  vec;
	int  v_no[4], vt_no[4], vn_no[4];
	int  count;
	Mtl *  curr_mtl = NULL;

	// ファイルを開く
	fp = fopen( filename, "r" );
	if ( fp == NULL )
		return  NULL;

	// Obj構造体を初期化（ひとまず固定サイズの配列を割り当てる）
	Obj *  obj = new Obj();
	obj->num_vertices = 0;
	obj->num_normals = 0;
	obj->num_tex_coords = 0;
	obj->vertices = new Vector[ MAX_VECTOR_SIZE ];
	obj->normals = new Vector[ MAX_VECTOR_SIZE ];
	obj->tex_coords = new Vector[ MAX_VECTOR_SIZE ];
	obj->num_triangles = 0;
	obj->tri_v_no = new int[ MAX_TRIANGLE_SIZE * 3 ];
	obj->tri_vn_no = new int[ MAX_TRIANGLE_SIZE * 3 ];
	obj->tri_vt_no = new int[ MAX_TRIANGLE_SIZE * 3 ];
	obj->tri_material = new Mtl*[ MAX_TRIANGLE_SIZE * 3 ];
	obj->num_materials = 0;
	obj->materials = NULL;

	// ファイルから１行ずつ読み込み
	while ( fgets( line, BUFFER_LENGTH, fp ) != NULL )
	{
		// マテリアルの読み込み
		if ( strncmp( line, "mtllib", 6 ) == 0 )
		{
			// テキストを解析
			sscanf( line, "mtllib %s", name );

			// 指定されたファイル名のマテリアルデータを読み込み
			if ( strlen( name ) > 0 )
				LoadMtl( name, obj );
		}

		// マテリアルの変更
		if ( strncmp( line, "usemtl", 6 ) == 0 )
		{
			// テキストを解析
			sscanf( line, "usemtl %s", name );

			// 指定された名前のマテリアルデータを探索して記録
			for ( i=0; i<obj->num_materials; i++ )
			{
				if ( strcmp( name, obj->materials[ i ]->name ) == 0 )
				{
					curr_mtl = obj->materials[ i ];
					break;
				}
			}
		}

		// 頂点データの読み込み
		if ( line[0] == 'v' )
		{
			// 法線ベクトル（vn）
			if ( line[1] == 'n' )
			{
				// テキストを解析
				sscanf( line, "vn %f %f %f", &vec.x, &vec.y, &vec.z );

				// 法線ベクトル配列の末尾に格納
				if ( obj->num_normals < MAX_VECTOR_SIZE )
				{
					obj->normals[ obj->num_normals ] = vec;
					obj->num_normals ++;
				}
			}
			// テクスチャ座標（vt）
			else if ( line[1] == 't' )
			{
				// テキストを解析
				sscanf( line, "vt %f %f %f", &vec.x, &vec.y, &vec.z );

				// テクスチャ座標配列の末尾に格納
				if ( obj->num_tex_coords < MAX_VECTOR_SIZE )
				{
					obj->tex_coords[ obj->num_tex_coords ] = vec;
					obj->num_tex_coords ++;
				}
			}
			// 頂点座標（v）
			else
			{
				// テキストを解析
				sscanf( line, "v %f %f %f", &vec.x, &vec.y, &vec.z );

				// 法線ベクトル配列の末尾に格納
				if ( obj->num_vertices < MAX_VECTOR_SIZE )
				{
					obj->vertices[ obj->num_vertices ] = vec;
					obj->num_vertices ++;
				}
			}
		}

		// ポリゴンデータの読み込み
		if ( line[0] == 'f' )
		{
			// 未実装（各自実装）

			// テキストを解析（三角形・テクスチャ座標なしの場合）
			count = sscanf( line, "f %i//%i %i//%i %i//%i", &v_no[0], &vn_no[0], &v_no[1], &vn_no[1], &v_no[2], &vn_no[2] );

			// 解析に成功したらポリゴンデータを記録
			if ( count == 6 )
			{
				i = obj->num_triangles * 3;
				for ( j=0; j<3; j++ )
				{
					obj->tri_v_no[ i+j ] = v_no[ j ] - 1;  // Obj形式ではインデックス番号は１から始まるので、−１して０から始まるようにする
					obj->tri_vn_no[ i+j ] = vn_no[ j ] - 1;
					obj->tri_vt_no[ i+j ] = vt_no[ j ] - 1;
				}
				obj->tri_material[ obj->num_triangles ] = curr_mtl;
				obj->num_triangles ++;
			}
			// 解析に失敗したら別のフォーマットを試す
			{
				// ......

				// 未実装（各自実装）
			}

			// ポリゴン数が確保した配列の大きさを超えたら強制終了
			if ( obj->num_triangles >= MAX_TRIANGLE_SIZE )
				break;
		}
	};

	// 必要な配列を確保しなおす（面倒なのでとりあえず頂点座標配列のみ、後は各自追加）
	Vector *  new_array;
	new_array = new Vector[ obj->num_vertices ];
	memcpy( new_array, obj->vertices, sizeof( Vector ) * obj->num_vertices );
	delete[]  obj->vertices;
	obj->vertices = new_array;

	// ファイルを閉じる
	fclose( fp );

	// 読み込んだオブジェクトデータを返す
	return  obj;
}


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//  Mtlファイルの読み込み
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void  LoadMtl( const char * filename, Obj * obj )
{
	FILE *  fp;
	char    line[ BUFFER_LENGTH ];
	char    name[ BUFFER_LENGTH ];
	Color   color;
	Mtl *   curr_mtl = NULL;

	// ファイルを開く
	fp = fopen( filename, "r" );
	if ( fp == NULL )
		return;

	// Mtl配列を初期化（ひとまず固定サイズの配列を割り当てる）
	obj->num_materials = 0;
	obj->materials = new Mtl*[ MAX_MTL_SIZE ];

	// ファイルから１行ずつ読み込み
	while ( fgets( line, BUFFER_LENGTH, fp ) != NULL )
	{
		// マテリアルデータの追加
		if ( strncmp( line, "newmtl", 6 ) == 0 )
		{
			// テキストを解析
			sscanf( line, "newmtl %s", name );
			if ( strlen( name ) == 0 ) 
				continue;

			// マテリアルデータの作成
			curr_mtl = new Mtl();
			curr_mtl->name = new char[ strlen( name ) + 1 ];
			strcpy( curr_mtl->name, name );
			curr_mtl->kd.r = 0.8f;
			curr_mtl->kd.g = 0.8f;
			curr_mtl->kd.b = 0.8f;

			// マテリアルデータを配列に記録
			obj->materials[ obj->num_materials ] = curr_mtl;
			obj->num_materials ++;
		}

		// 反射特性データの読み込み
		if ( line[0] == 'K' )
		{
			// 拡散反射特性（Kd）
			if ( line[1] == 'd' )
			{
				// テキストを解析
				sscanf( line, "Kd %f %f %f", &color.r, &color.g, &color.b );

				// 拡散反射特性（Kd）を記録
				if ( curr_mtl )
					curr_mtl->kd = color;
			}
		}

	}

	// ファイルを閉じる
	fclose( fp );
}


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//  オブジェクトのスケーリング（スケーリング後の中心の高さを返す）
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float  ScaleObj( Obj * obj, float max_size )
{
	if ( !obj || ( obj->num_vertices == 0 ) )
		return  0.0;

	// サイズ計算
	Vector  min, max;
	min = max = obj->vertices[ 0 ];
	int  i;
	for ( i=0; i<obj->num_vertices; i++ )
	{
		const Vector &  p = obj->vertices[ i ];
		if ( p.x < min.x )  min.x = p.x;
		if ( p.y < min.y )  min.y = p.y;
		if ( p.z < min.z )  min.z = p.z;
		if ( p.x > max.x )  max.x = p.x;
		if ( p.y > max.y )  max.y = p.y;
		if ( p.z > max.z )  max.z = p.z;
	}

	// スケーリング
	float  size, scale;
	size = ( ( max.x - min.x ) > ( max.z - min.z ) ) ? ( max.x - min.x ) : ( max.z - min.z );
	scale = max_size / size;
	for ( i=0; i<obj->num_vertices; i++ )
	{
		obj->vertices[ i ].x *= scale;
		obj->vertices[ i ].y *= scale;
		obj->vertices[ i ].z *= scale;
	}

	// スケーリング後の中心の高さを返す
	float  object_y = min.y * scale;
	return  object_y;
}


//
//  Obj形状データの描画
//
void  RenderObj( Obj * obj )
{
	int  i, j, no;
	Mtl *  curr_mtl = NULL;

	glBegin( GL_TRIANGLES );
	for ( i=0; i<obj->num_triangles; i++ )
	{
		// マテリアルの切り替え
		if ( ( obj->num_materials > 0 ) && ( obj->tri_material[ i ] != curr_mtl ) )
		{
			curr_mtl = obj->tri_material[ i ];
			glColor3f( curr_mtl->kd.r, curr_mtl->kd.g, curr_mtl->kd.b );
		}

		// 三角面の各頂点データの指定
		for ( j=0; j<3; j++ )
		{
			// 法線ベクトル
			no = obj->tri_vn_no[ i*3 + j ];
			const Vector &  vn = obj->normals[ no ];
			glNormal3f( vn.x, vn.y, vn.z );

			// 頂点座標
			no = obj->tri_v_no[ i*3 + j ];
			const Vector &  v = obj->vertices[ no ];
			glVertex3f( v.x, v.y, v.z );
		}
	}
	glEnd();
}