/*---------------------------------------------------------------------------*
  Project:  NintendoWare
  File:     ParticleDemo.cpp
  
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  $Revision: 31311 $
 *---------------------------------------------------------------------------*/

#define NW_DEBUG_CHECK_MEMORY_LEAK

#include <nn/os.h>
#include <nn/fs.h>

#include <nw/types.h>
#include <nw/demo.h>
#include <nw/dev.h>
#include <nw/gfx.h>
#include <nw/ut.h>

namespace
{

//----------------------------------------
// メモリ関係

// デバイスメモリを確保するためのアロケータです。
nw::demo::DemoAllocator s_DeviceAllocator;
nw::demo::DemoAllocator s_ParticleAllocator;

//----------------------------------------
// ファイル名の定義です。
const wchar_t* SKY_SPHERE_FILE_NAME  = NW_DEMO_FILE_PATH(L"SkySphere.bcmdl");

const wchar_t* MODEL_RESOURCE_FILES[] = 
{
    NW_DEMO_FILE_PATH(L"fountain_particle_all.bcptl"),
    NW_DEMO_FILE_PATH(L"SceneEnvironmentSetting.bcenv"),
    NW_DEMO_FILE_PATH(L"FragmentLight.bcenv"),
};

//----------------------------------------
// 描画関係
const int RENDER_TARGET_COUNT = 1;
typedef nw::ut::FixedSizeArray<nw::gfx::IRenderTarget*, RENDER_TARGET_COUNT> RenderTargetArray;

RenderTargetArray s_RenderTargets;
nw::demo::SceneSystem*  s_SceneSystem = NULL;
nw::demo::RenderSystem* s_RenderSystem = NULL;
nw::gfx::ParticleContext* s_ParticleContext = NULL;

nw::demo::GraphicsDrawing  s_GraphicsDrawing;

//----------------------------------------
// リソース関係
nw::demo::ResourceArray s_Resources;

int s_ModelCount = 0;
int s_EmitterCount = 0;

//----------------------------------------
// シーン関係
const int SCENE_NODE_COUNT = 4;
nw::gfx::SceneNode* s_SceneRoot = NULL;
s32 s_FrameCount = 0;
nw::gfx::Camera* s_BaseCamera = NULL;
nw::gfx::Camera* s_LeftCamera = NULL;
nw::gfx::Camera* s_RightCamera = NULL;
const f32 s_fNearPlane = 0.1f;

//----------------------------------------
// シーン環境関係
const s32 ENVIRONMENT_SETTINGS_COUNT = 1;

typedef nw::ut::FixedSizeArray<nw::gfx::SceneEnvironmentSetting*, ENVIRONMENT_SETTINGS_COUNT> SceneEnvironmentSettingArray;
SceneEnvironmentSettingArray s_SceneEnvironmentSettings;

const s32 s_BaseCameraIndex = 0;

//----------------------------------------
// パーティクル関係
nw::gfx::ParticleSceneUpdater* s_ParticleSceneUpdater = NULL;

nw::demo::FlushCache* s_FlushCache;

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        グラフィックス関連の初期化を行います。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
InitializeGraphics()
{
    nw::gfx::CommandCacheManager::SetAllocator( &s_DeviceAllocator );

    // renderDescriptionへステレオの設定を行います。
    nw::demo::RenderSystem::Description renderDescription;

    renderDescription.reusableCommandBufferSize = 0x100000;
    renderDescription.reusableCommandRequestCount      = 512;
    renderDescription.upperScreenMode = nw::demo::UPPER_SCREEN_MODE_STEREO;

    s_RenderSystem = nw::demo::RenderSystem::Create(&s_DeviceAllocator, renderDescription);

    s_GraphicsDrawing.SetScreenSize(
        renderDescription.lowerScreenDescription.width,
        renderDescription.lowerScreenDescription.height
    );

    nw::demo::Utility::InitializeGraphicsDrawing(&s_DeviceAllocator, s_GraphicsDrawing);

    s_RenderTargets.push_back(
        nw::demo::Utility::CreateUpperScreenBuffer(&s_DeviceAllocator, renderDescription)
    );
    NW_ASSERT(!s_RenderTargets.empty());
    s_RenderSystem->GetRenderContext()->SetRenderTarget(s_RenderTargets.front());

    // sceneDescriptionへの標準的な設定はコンストラクタで行われています。
    nw::demo::SceneSystem::Description sceneDescription;
    sceneDescription.isFixedSizeMemory = true;
    s_SceneSystem = nw::demo::SceneSystem::Create(&s_DeviceAllocator, sceneDescription);

    // ParticleContextを生成します。
    s_ParticleContext = nw::gfx::ParticleContext::Builder()
        .MaxEmission(1000)
        .Create(&s_DeviceAllocator);
    
    // ParticleSceneUpdaterを生成します。
    s_ParticleSceneUpdater = nw::gfx::ParticleSceneUpdater::Builder()
        .Create(&s_DeviceAllocator);

    // デモ用の最遠景モデルをレンダリングシステムに設定します。
    // gfx のデモでは glClear などを用いずに背景で塗りつぶしを行います。
    s_RenderSystem->LoadSkyModel(SKY_SPHERE_FILE_NAME);

    NW_GL_ASSERT();
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        グラフィックス関連の後始末をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
TerminateGraphics()
{
    nw::gfx::SafeDestroy(s_LeftCamera);

    nw::gfx::SafeDestroy(s_RightCamera);

    nw::gfx::SafeDestroy(s_ParticleSceneUpdater);
    
    nw::gfx::SafeDestroy(s_ParticleContext);

    nw::gfx::SafeDestroy(s_SceneSystem);
    
    nw::gfx::SafeDestroyAll(s_RenderTargets);
    
    s_GraphicsDrawing.Finalize();

    nw::gfx::SafeDestroy(s_RenderSystem);

    NW_GL_ASSERT();
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        再生ステップを設定します。

  @param[in]    再生ステップです。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
SetStepFrame(f32 stepFrame)
{
    nw::gfx::SceneContext* sceneContext = s_SceneSystem->GetSceneContext();

    nw::gfx::SceneNodeArray::iterator end = sceneContext->GetSceneNodesEnd();
    for (nw::gfx::SceneNodeArray::iterator i = sceneContext->GetSceneNodesBegin(); i != end; ++i)
    {
        nw::gfx::ParticleEmitter* emitter = nw::ut::DynamicCast<nw::gfx::ParticleEmitter*>(*i);
        if (emitter != NULL)
        {
            emitter->ParticleAnimFrameController().SetStepFrame(stepFrame);
        }
        else
        {
            nw::gfx::ParticleModel* model = nw::ut::DynamicCast<nw::gfx::ParticleModel*>(*i);
            if (model != NULL)
            {
                model->ParticleAnimFrameController().SetStepFrame(stepFrame);
            }
        }
    }
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        ルートノード関連の構築をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
BuildRootNodes()
{
    NW_ASSERT(s_SceneRoot == NULL);
    s_SceneRoot = nw::gfx::TransformNode::DynamicBuilder()
        .Create(&s_DeviceAllocator);
    NW_NULL_ASSERT(s_SceneRoot);
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        カメラ関連の構築をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
BuildCameras()
{
    nw::demo::Utility::CreateStereoCameras(
        &s_BaseCamera,
        &s_LeftCamera,
        &s_RightCamera,
        &s_DeviceAllocator,
        nw::math::VEC3(28.0f, 22.0f, 28.0f),
        nw::math::VEC3(0.0f, 0.0f, 0.0f),
        s_fNearPlane
    );

    s_SceneRoot->AttachChild(s_BaseCamera);
    s_SceneSystem->GetCameraController()->Register(s_BaseCamera);
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        リソース関連の構築をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
BuildResources(nw::demo::ResourceSet* resourceSet)
{
    // テクスチャリソースをVRAMに配置します。
    resourceSet->resource.ForeachTexture(nw::gfx::LocationFlagSetter(NN_GX_MEM_VRAMA | GL_NO_COPY_FCRAM_DMP));

    // リソースのセットアップを行います。
    nw::gfx::Result result = resourceSet->resource.Setup(&s_DeviceAllocator);

    if (result.IsFailure())
    {
        NW_FATAL_ERROR("Fail to set up model. A result code is 0x%x", result.GetCode());
    }

    // 生成したノードを格納する配列です。
    nw::ut::MoveArray<nw::gfx::SceneNode*> sceneNodeArray(SCENE_NODE_COUNT, &s_DeviceAllocator);

    // ResModelArray から　ParticleModel インスタンスを生成します。
    nw::gfx::ResModelArray models = resourceSet->resource.GetModels();
    nw::gfx::ResModelArray::iterator modelsEnd = models.end();
    for (nw::gfx::ResModelArray::iterator modelResource = models.begin();
         modelResource != modelsEnd; ++modelResource)
    {
        nw::gfx::SceneNode* node = nw::demo::Utility::CreateSceneNode(
            &s_ParticleAllocator,
            (*modelResource)
        );
        if (node != NULL)
        {
            sceneNodeArray.push_back(node);
            s_ModelCount++;
        }
    }

    // ResEmitterArray から　ParticleEmitter インスタンスを生成します。
    nw::gfx::ResEmitterArray emitters = resourceSet->resource.GetEmitters();
    for (nw::gfx::ResEmitterArray::iterator emitterResource = emitters.begin();
         emitterResource != emitters.end(); ++emitterResource)
    {
        nw::gfx::SceneNode* node = nw::demo::Utility::CreateSceneNode(
            &s_ParticleAllocator,
            (*emitterResource)
        );
        if (node != NULL)
        {
            sceneNodeArray.push_back(node);
            s_EmitterCount++;
        }
    }
    
    // 親子付け参照関係を解決します。
    nw::gfx::SceneHelper::ResolveReference(sceneNodeArray);

    // パーティクル独自の初期設定を行います。
    nw::gfx::ParticleUtil::SetupParticleObject(&sceneNodeArray, s_ParticleContext);
    
    // モデルとエミッタをシーンツリーに追加します。
    nw::gfx::SceneHelper::ForeachRootNodes(
        sceneNodeArray.Begin(), 
        sceneNodeArray.End(),
        nw::gfx::AttachNode(s_SceneRoot)
    );
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        シーンを初期化します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
InitializeScenes()
{
    BuildRootNodes();
    
    BuildCameras();
    
    // リソースをロードして、セットアップを行います。
    NW_FOREACH(const wchar_t* name, MODEL_RESOURCE_FILES)
    {
        BuildResources(nw::demo::Utility::LoadResources(s_Resources, name, &s_DeviceAllocator));
    }
    NW_ASSERT(s_ModelCount > 0);
    NW_ASSERT(s_EmitterCount > 0);

    // シーンツリーを巡回して初期化を行います。
    s_SceneSystem->InitializeScene(s_SceneRoot);
    s_SceneSystem->UpdateScene();

    // シーン環境の参照解決を行い設定します。
    s_RenderSystem->SetSceneEnvironmentSettings(s_SceneSystem, &s_SceneEnvironmentSettings);

    // カメラを設定します。
    nw::gfx::SceneEnvironment& sceneEnvironment = s_RenderSystem->GetSceneEnvironment();
    sceneEnvironment.SetCamera(s_BaseCameraIndex, s_BaseCamera);
    nw::demo::Utility::SetCameraAspectRatio(s_BaseCamera, s_RenderTargets[0]);

    NW_GL_ASSERT();

    s_FrameCount = 0;
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        シーン関連の後始末をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
TerminateScenes()
{
    nw::gfx::SafeDestroyBranch(s_SceneRoot);
    nw::demo::SafeCleanupResources(s_Resources);
    nw::ut::SafeDestroyAll(s_SceneEnvironmentSettings);

    NW_GL_ASSERT();

    s_Resources.clear();
    s_SceneEnvironmentSettings.clear();
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        シーンを更新します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
UpdateScene()
{
    NW_ASSERT(0 < s_RenderTargets.size());

    s_SceneSystem->GetCameraController()->Update();

    s_SceneSystem->UpdateScene();
    
    s_BaseCamera->UpdateCameraMatrix();

    NW_NULL_ASSERT(s_ParticleSceneUpdater);
    s_ParticleSceneUpdater->UpdateNode(
        s_SceneSystem->GetSceneContext(),
        s_ParticleContext);

    s_RenderSystem->CalcStereoCamera(s_LeftCamera, s_RightCamera, s_BaseCamera, s_fNearPlane + 5.0f);
    
    s_FrameCount++;

    s_FlushCache->Execute();
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        負荷表示やテスト機能の処理をおこないます。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
ReportDemo()
{
    NW_PROFILE("ReportDemo");

    // 負荷表示からはこれらの負荷は除きます。
    s_RenderSystem->SuspendLoadMeter();

    nw::demo::DebugUtility::CalcLoadMeter(s_RenderSystem);

    s_GraphicsDrawing.BeginDrawingShape();

    nw::demo::DebugUtility::DrawLoadMeter(
        s_RenderSystem,
        &s_GraphicsDrawing
    );

    s_GraphicsDrawing.EndDrawingShape();

    s_GraphicsDrawing.BeginDrawingString();

    nw::demo::DebugUtility::DrawLoadMeterText(
        s_RenderSystem,
        &s_GraphicsDrawing
    );

    s_GraphicsDrawing.EndDrawingString();

    s_RenderSystem->ResumeLoadMeter();
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        シーンをデモンストレーションします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
DemoScene()
{
    NW_ASSERT(!s_RenderTargets.empty());

    nw::gfx::RenderContext* renderContext = s_RenderSystem->GetRenderContext();
    
    InitializeScenes();

    nw::demo::DebugUtility::PostInitializeScenes();

    bool isContinuing = true;

    while ( isContinuing )
    {
        nw::demo::DebugUtility::AdvanceAutoTestFrame();
        
        nw::demo::PadFactory::GetPad()->Update();
        
        SetStepFrame(1.0f);
        UpdateScene();

        renderContext->SetActiveCamera(s_BaseCameraIndex);
        s_RenderSystem->SubmitView(s_SceneSystem);
        
        s_RenderSystem->SetRenderTarget(s_RenderTargets[0]);
        s_RenderSystem->RenderStereoScene(s_LeftCamera, s_RightCamera);
        
        s_RenderSystem->ClearBySkyModel(s_BaseCamera);
        ReportDemo();
        s_RenderSystem->TransferBuffer(nw::demo::LOWER_SCREEN);
        
        s_RenderSystem->PresentBuffer(nw::demo::UPPER_SCREEN | nw::demo::LOWER_SCREEN | nw::demo::EXTENSION_SCREEN);

        renderContext->ResetState();

        if (nw::demo::Utility::IsTerminating())
        {
            isContinuing = false;
        }
    }

    nw::demo::DebugUtility::PreTerminateScenes();
    
    TerminateScenes();
}

} // namespace

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        メイン関数です。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
nnMain()
{
    nw::demo::InitializeGraphicsSystem(&s_DeviceAllocator);
    nw::demo::InitializeDemoAllocator(&s_ParticleAllocator, nw::demo::DEMO_PARTICLE_MEMORY_SIZE);

    nw::demo::PadFactory::Initialize(&s_DeviceAllocator);

    NW_DEMO_TEST_LOOP(&s_DeviceAllocator, &s_ParticleAllocator, &s_RenderSystem)
    {
        InitializeGraphics();

        // キャッシュフラッシュ用のクラスを生成（通常のアプリでは必要ありません）
        s_FlushCache = nw::demo::FlushCache::Create(&s_DeviceAllocator);

        DemoScene();

        // キャッシュフラッシュ用のクラスを破棄
        nw::ut::SafeDestroy(s_FlushCache);
        
        TerminateGraphics();
    }

    nw::demo::PadFactory::Finalize();
    
    nw::demo::FinalizeDemoAllocator(&s_ParticleAllocator);

    nw::demo::FinalizeGraphicsSystem();
}