/*---------------------------------------------------------------------------*
  Project:  Horizon
  File:     math_Matrix34.ipp

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  $Revision: 24035 $
 *---------------------------------------------------------------------------*/
#include <cmath>
#include <nn/math/math_Vector3.h>

namespace nn { 
namespace math {


/* ------------------------------------------------------------------------
        MTX34
   ------------------------------------------------------------------------ */

/*!
    @name    行列
    @{
*/

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        零行列を作成します。

  @param[out]   pOut  零行列を格納するバッファへのポインタ。

  @return       pOut を返します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
NN_MATH_INLINE MTX34*
MTX34Zero(MTX34* pOut)
{
    pOut->f._00 = pOut->f._01 = pOut->f._02 = pOut->f._03 =
    pOut->f._10 = pOut->f._11 = pOut->f._12 = pOut->f._13 =
    pOut->f._20 = pOut->f._21 = pOut->f._22 = pOut->f._23 = 0.f;

    return pOut;
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        単位行列を作成します。

  @param[out]   pOut  単位行列を格納するバッファへのポインタ。

  @return       pOut を返します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
NN_MATH_INLINE MTX34*
MTX34Identity(MTX34* pOut) 
{
    NN_NULL_ASSERT( pOut );

    MTX34Copy(pOut, MTX34::Identity());

    return pOut;
}


/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        行列が単位行列かどうか判定します。

  @param[in]    p  判定対象の行列へのポインタ。

  @return       p が単位行列であれば true そうでなければ false を返します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
NN_MATH_INLINE bool
MTX34IsIdentity(const MTX34* p)
{
    return p->f._00 == 1.f && p->f._01 == 0.f && p->f._02 == 0.f && p->f._03 == 0.f &&
           p->f._10 == 0.f && p->f._11 == 1.f && p->f._12 == 0.f && p->f._13 == 0.f &&
           p->f._20 == 0.f && p->f._21 == 0.f && p->f._22 == 1.f && p->f._23 == 0.f;
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        行列の差を計算します。

  @param[out]   pOut  計算結果を受け取るバッファへのポインタ。p1, p2 と同じ行列を指していても構いません。
  @param[in]    p1    左辺値へのポインタ。
  @param[in]    p2    右辺値へのポインタ。

  @return       pOut を返します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
NN_MATH_INLINE MTX34*
MTX34Sub(MTX34* pOut, const MTX34* p1, const MTX34* p2)
{
    pOut->f._00 = p1->f._00 - p2->f._00;
    pOut->f._01 = p1->f._01 - p2->f._01;
    pOut->f._02 = p1->f._02 - p2->f._02;
    pOut->f._03 = p1->f._03 - p2->f._03;

    pOut->f._10 = p1->f._10 - p2->f._10;
    pOut->f._11 = p1->f._11 - p2->f._11;
    pOut->f._12 = p1->f._12 - p2->f._12;
    pOut->f._13 = p1->f._13 - p2->f._13;

    pOut->f._20 = p1->f._20 - p2->f._20;
    pOut->f._21 = p1->f._21 - p2->f._21;
    pOut->f._22 = p1->f._22 - p2->f._22;
    pOut->f._23 = p1->f._23 - p2->f._23;

    return pOut;
}


/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        指定する軸の周りを回転させる回転行列を作成します。

  @param[out]   pOut   計算結果を受け取るバッファへのポインタ。
  @param[in]    pAxis  回転軸を指定するベクトルへのポインタ。
  @param[in]    fIdx   1 円周を 256.0 とする単位での回転量

  @return       pOut を返します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
NN_MATH_INLINE MTX34*
MTX34RotAxisFIdx(MTX34* pOut, const VEC3* pAxis, f32 fIdx)
{
    // とりあえずは遅くてもいい
    MTX34RotAxisRad_(pOut, pAxis, NN_MATH_FIDX_TO_RAD(fIdx));

    return pOut;
}


/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        回転行列に平行移動行列を左から掛けた行列を作成します。

  @param[out]   pOut   計算結果を受け取るバッファへのポインタ。
  @param[in]    fIdxX  1 円周を 256.0 とする単位での X 軸周りの角度
  @param[in]    fIdxY  1 円周を 256.0 とする単位での Y 軸周りの角度
  @param[in]    fIdxZ  1 円周を 256.0 とする単位での Z 軸周りの角度
  @param[in]    pT     それぞれの軸方向の移動量が格納されたベクトルへのポインタ。

  @return       pOut を返します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
NN_MATH_INLINE MTX34*
MTX34RotXYZTranslateFIdx(MTX34* pOut, f32 fIdxX, f32 fIdxY, f32 fIdxZ, const VEC3* pT)
{
    (void)MTX34RotXYZFIdx(pOut, fIdxX, fIdxY, fIdxZ);
    pOut->f._03 = pT->x;
    pOut->f._13 = pT->y;
    pOut->f._23 = pT->z;
    return pOut;
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        3x4行列の逆転置行列を計算して3x3行列に格納します。

  @param[out]   pOut  計算結果を受け取るバッファへのポインタ。
  @param[in]    p     元となる行列へのポインタ。

  @return       逆行列が存在すれば 1 を、存在しなければ 0 を返します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
NN_MATH_INLINE u32
MTX34InvTranspose(MTX33* pOut, const MTX34* __restrict p)
{
    MTX34 tmp;
    u32 rval = MTX34InvTranspose(&tmp, p);
    (void)MTX34ToMTX33(pOut, &tmp);
    return rval;
}


/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        行列の配列に左から行列を掛けます。

  @param[out]   pOut   計算結果を受け取る配列の先頭へのポインタ。
  @param[in]    p1     左辺値となる行列へのポインタ。
  @param[in]    pSrc   右辺値となる行列の配列の先頭へのポインタ
  @param[in]    count  右辺値なる行列の配列の要素数

  @return       pOut を返します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
NN_MATH_INLINE MTX34*
MTX34MultArray(MTX34* pOut, const MTX34* __restrict p1, const MTX34* __restrict pSrc, s32 count)
{
    MTX34* pOutBase = pOut;
    
    NN_NULL_ASSERT( pOut );
    NN_NULL_ASSERT( p1 );
    NN_NULL_ASSERT( pSrc );
    NN_ASSERT( count > 1 );

    for ( s32 i = 0 ; i < count ; i++ )
    {
        MTX34Mult(pOut, p1, pSrc);
        
        pSrc++;
        pOut++;
    }
    
    return pOutBase;
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        テクスチャマトリクス用射影行列を視錐体を元に作成します。

  @param[out]   pOut        計算結果を受け取るバッファへのポインタです。
  @param[in]    l           ニアクリップの左辺です。
  @param[in]    r           ニアクリップの右辺です。
  @param[in]    b           ニアクリップの下辺です。
  @param[in]    t           ニアクリップの上辺です。
  @param[in]    n           カメラからニアクリップまでの距離です。
  @param[in]    scaleS      S軸方向のスケール値です。
  @param[in]    scaleT      T軸方向のスケール値です。
  @param[in]    translateS  S軸方向の移動値です。
  @param[in]    translateT  T軸方向の移動値です。

  @return       pOut を返します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
NN_MATH_INLINE MTX34*
MTX34TextureProjectionFrustum(MTX34* pOut, f32 l, f32 r, f32 b, f32 t, f32 n, f32 scaleS, f32 scaleT, f32 translateS, f32 translateT)
{
    NN_ASSERT(t != b);
    NN_ASSERT(l != r);
    NN_NULL_ASSERT(pOut);
    
    f32 reverseWidth = 1.0f / (r - l);

    f32 (*const mtx)[4] = pOut->m;

    mtx[0][0] = ((2.0f * n) * reverseWidth) * scaleS;
    mtx[0][1] = 0.0f;
    mtx[0][2] = (((r + l) * reverseWidth) * scaleS) - translateS;
    mtx[0][3] = 0.0f;

    f32 reverseHeight = 1.0f / (t - b);
    mtx[1][0] = 0.0f;
    mtx[1][1] = ((2.0f * n) * reverseHeight) * scaleT;
    mtx[1][2] = (((t+ b) * reverseHeight) * scaleT) - translateT;
    mtx[1][3] = 0.0f;

    mtx[2][0] = 0.0f;
    mtx[2][1] = 0.0f;
    mtx[2][2] = -1.0f;
    mtx[2][3] = 0.0f;
    return pOut;
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        テクスチャマトリクス用射影行列を作成します。

  @param[out]   pOut        計算結果を受け取るバッファへのポインタです。
  @param[in]    fovy        垂直視野角です。単位はラジアンです。
  @param[in]    aspect      クリップ面のアスペクト比です。
  @param[in]    scaleS      S軸方向のスケール値です。
  @param[in]    scaleT      T軸方向のスケール値です。
  @param[in]    translateS  S軸方向の移動値です。
  @param[in]    translateT  T軸方向の移動値です。

  @return       pOut を返します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
NN_MATH_INLINE MTX34*
MTX34TextureProjectionPerspective(MTX34* pOut, f32 fovy, f32 aspect, f32 scaleS, f32 scaleT, f32 translateS, f32 translateT)
{
    NN_ASSERT((fovy > 0.0f) && (fovy < math::F_PI));
    NN_ASSERT(aspect != 0.0f);
    NN_NULL_ASSERT(pOut);
    
    float angle = fovy * 0.5f;
    float cot = 1.0f / math::TanRad(angle);

    f32 (*const mtx)[4] = pOut->m;

    mtx[0][0] = (cot / aspect) * scaleS;
    mtx[0][1] = 0.0f;
    mtx[0][2] = -translateS;
    mtx[0][3] = 0.0f;

    mtx[1][0] = 0.0f;
    mtx[1][1] = cot * scaleT;
    mtx[1][2] = -translateT;
    mtx[1][3] = 0.0f;

    mtx[2][0] = 0.0f;
    mtx[2][1] = 0.0f;
    mtx[2][2] = -1.0f;
    mtx[2][3] = 0.0f;

    return pOut;
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        テクスチャマトリクス用平行射影行列を作成します。

  @param[out]   pOut        計算結果を受け取るバッファへのポインタです。
  @param[in]    l           ニアクリップの左辺です。
  @param[in]    r           ニアクリップの右辺です。
  @param[in]    b           ニアクリップの下辺です。
  @param[in]    t           ニアクリップの上辺です。
  @param[in]    scaleS      S軸方向のスケール値です。
  @param[in]    scaleT      T軸方向のスケール値です。
  @param[in]    translateS  S軸方向の移動値です。
  @param[in]    translateT  T軸方向の移動値です。

  @return       pOut を返します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
NN_MATH_INLINE MTX34*
MTX34TextureProjectionOrtho(MTX34* pOut, f32 l, f32 r, f32 b, f32 t, f32 scaleS, f32 scaleT, f32 translateS, f32 translateT)
{
    NN_ASSERT(t != b);
    NN_ASSERT(l != r);
    NN_NULL_ASSERT(pOut);
    
    float reverseWidth = 1.0f / (r - l);

    f32 (*const mtx)[4] = pOut->m;

    mtx[0][0] = 2.0f * reverseWidth * scaleS;
    mtx[0][1] = 0.0f;
    mtx[0][2] = 0.0f;
    mtx[0][3] = ((-(r + l) * reverseWidth) * scaleS) + translateS;
    
    float reverseHeight = 1.0f / (t - b);
    mtx[1][0] = 0.0f;
    mtx[1][1] = (2.0f * reverseHeight) * scaleT;
    mtx[1][2] = 0.0f;
    mtx[1][3] = ((-(t + b) * reverseHeight) * scaleT) + translateT;
    
    mtx[2][0] = 0.0f;
    mtx[2][1] = 0.0f;
    mtx[2][2] = 0.0f;
    mtx[2][3] = 1.0f;
    return pOut;
}

/*!
    @}
*/


}  // namespace math
}  // namespace nn