/*---------------------------------------------------------------------------*
  Project:  NintendoWare
  File:     main.cpp
  
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  prior written consent of Nintendo.
  
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  $Revision: 31311 $
 *---------------------------------------------------------------------------*/

//------------------------------------------------------------------
// デモ: orthoStereo
//
// 概要
//   レイアウトを正射影で立体視するサンプルです。
//
//------------------------------------------------------------------

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

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

namespace
{

nw::demo::RenderSystem* s_pRenderSystem = NULL;
nw::gfx::IRenderTarget* s_pRenderTarget = NULL;
nw::gfx::IRenderTarget* s_pRenderTargetLower = NULL;

//----------------------------------------
// 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;

//----------------------------------------
typedef nw::ut::MoveArray<u8> File;

nn::ulcd::CTR::StereoCamera s_StereoCamera;

f32     s_DepthLevel    = 10.0f;    // LCD 上に配置したい場所（基準面）までのカメラからの距離
f32     s_StereoFactor  =  1.0f;    // 立体具合の調整係数（0で視差が無くなり、1で標準となります。）

/*---------------------------------------------------------------------------*
  @brief グラフィックス関連の初期化を行います。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
InitializeGraphics()
{
    nw::demo::RenderSystem::Description renderDesc;

    nw::demo::DisplayBufferSwapper::Description& upperScreenDesc =
        renderDesc.upperScreenDescription;

    nw::demo::DisplayBufferSwapper::Description& lowerScreenDesc =
        renderDesc.lowerScreenDescription;

    renderDesc.upperScreenMode = nw::demo::UPPER_SCREEN_MODE_STEREO;

    s_pRenderSystem = nw::demo::RenderSystem::Create(
        &s_DeviceAllocator,
        renderDesc);

    NW_ASSERT(s_pRenderSystem != NULL);

    s_pRenderTarget = nw::gfx::IRenderTarget::Builder()
        .BufferSize(upperScreenDesc.height, upperScreenDesc.width)
        .ColorFormat(renderDesc.renderColorFormat)
        .Create(&s_DeviceAllocator);
    
    NW_ASSERT(s_pRenderTarget != NULL);

    s_pRenderTargetLower = nw::gfx::IRenderTarget::Builder()
        .BufferSize(lowerScreenDesc.height, lowerScreenDesc.width)
        .ColorFormat(renderDesc.renderColorFormat)
        .Create(&s_DeviceAllocator);
    
    NW_ASSERT(s_pRenderTargetLower != NULL);

    NW_GL_ASSERT();
}

//---------------------------------------------------------------------------
//! @brief      グラフィックス関連の後始末を行います。
//---------------------------------------------------------------------------
void
TerminateGraphics()
{
    nw::gfx::SafeDestroy(s_pRenderSystem);
    nw::gfx::SafeDestroy(s_pRenderTarget);
    nw::gfx::SafeDestroy(s_pRenderTargetLower);
}

/*---------------------------------------------------------------------------*
  @brief 描画の初期設定を行います。

  @param width  画面の幅。
  @param height  画面の高さ。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
InitDraw(int width, int height)
{
    // カラーバッファ情報
    // LCDの向きに合わせて、幅と高さを入れ替えています。
    const nw::font::ColorBufferInfo colBufInfo =
    {
        height, width, PICA_DATA_DEPTH24_STENCIL8_EXT
    };

    const u32 commands[] =
    {
        // ビューポートの設定
        NW_FONT_CMD_SET_VIEWPORT(0, 0, colBufInfo.width, colBufInfo.height),

        // シザー処理を無効
        NW_FONT_CMD_SET_DISABLE_SCISSOR(colBufInfo),

        // wバッファの無効化
        // デプスレンジの設定
        // ポリゴンオフセットの無効化
        NW_FONT_CMD_SET_WBUFFER_DEPTHRANGE_POLYGONOFFSET(
            0.0f,           // wScale : 0.0 でWバッファが無効
            0.0f,           // depth range near
            1.0f,           // depth range far
            0,              // polygon offset units : 0.0 で ポリゴンオフセットが無効
            colBufInfo),
    };

    nngxAdd3DCommand(commands, sizeof(commands), true);

    static const u32 constCommands[] =
    {
        // カリングを無効
        NW_FONT_CMD_SET_CULL_FACE(NW_FONT_CMD_CULL_FACE_DISABLE),

        // ステンシルテストを無効
        NW_FONT_CMD_SET_DISABLE_STENCIL_TEST(),

        // デプステストを無効
        // カラーバッファの全ての成分を書き込み可
        NW_FONT_CMD_SET_DEPTH_FUNC_COLOR_MASK(
            false,  // isDepthTestEnabled
            0,      // depthFunc
            true,   // depthMask
            true,   // red
            true,   // green
            true,   // blue
            true),  // alpha

        // アーリーデプステストを無効
        NW_FONT_CMD_SET_ENABLE_EARLY_DEPTH_TEST(false),

        // フレームバッファアクセス制御
        NW_FONT_CMD_SET_FBACCESS(
            true,   // colorRead
            true,   // colorWrite
            false,  // depthRead
            false,  // depthWrite
            false,  // stencilRead
            false), // stencilWrite
    };

    nngxAdd3DCommand(constCommands, sizeof(constCommands), true);
}

//---------------------------------------------------------------------------
//! @brief      モデルビュー行列と射影行列を設定します。
//!
//! @param[in]  drawInfo 描画情報です。
//! @param[in]  layout   レイアウトです。
//!
//! @return     視差の半分の値を返します(液晶のドット単位)。
//---------------------------------------------------------------------------
void
SetupCamera(
    nw::lyt::DrawInfo&      drawInfo,
    const nw::lyt::Layout&  layout
)
{
    nw::ut::Rect layoutRect = layout.GetLayoutRect();

    f32 znear = 0.f;
    f32 zfar = 500.f;

    // 射影行列を正射影に設定
    // (Layoutデータは横向きなので向きを変換する)
    nw::math::MTX44 projMtx;
    nw::math::MTX44OrthoPivot(
        &projMtx,
        layoutRect.left,   // left
        layoutRect.right,  // right
        layoutRect.bottom, // bottom
        layoutRect.top,    // top
        znear,
        zfar,
        nw::math::PIVOT_UPSIDE_TO_TOP);
    drawInfo.SetProjectionMtx(projMtx);

    // モデルビュー行列を設定
    nw::math::VEC3 pos(0, 0, s_DepthLevel);
    nw::math::VEC3 up(0, 1, 0);
    nw::math::VEC3 target(0, 0, 0);

    nw::math::MTX34 viewMtx;
    nw::math::MTX34LookAt(&viewMtx, &pos, &up, &target);
    drawInfo.SetViewMtx(viewMtx);
}

//---------------------------------------------------------------------------
//! @brief      視差の半分の値を液晶のドット単位で求めます。
//!
//! @param[in]  drawInfo 描画情報です。
//!
//! @return     視差の半分の値を返します(液晶のドット単位)。
//---------------------------------------------------------------------------
f32
CalcParallaxDot(nw::lyt::DrawInfo& drawInfo)
{
    // 左右の視差に対応した絵を描画するための射影行列、ビュー行列を計算する
    nn::math::MTX34 view = drawInfo.GetViewMtx();
    s_StereoCamera.SetBaseCamera(&view);

    nn::math::MTX44 projL, projR;
    nn::math::MTX34 viewL, viewR;
    s_StereoCamera.CalculateMatrices(
        &projL,
        &viewL,
        &projR,
        &viewR,
        s_DepthLevel,
        s_StereoFactor,
        nn::math::PIVOT_UPSIDE_TO_TOP);

    // 視差の半分の値を液晶のドット単位で求める。
    f32 wkParallax = s_StereoCamera.GetCoefficientForParallax();
    return wkParallax * nw::demo::SimpleApp::DISPLAY0_WIDTH;
}

//---------------------------------------------------------------------------
//! @brief      コマンドリストを作成します。
//!
//! @param[in]  bufSize      3Dコマンドバッファのサイズです。
//! @param[in]  requestCount コマンドリクエストの個数です。
//!
//! @return     コマンドリストIDを返します。
//---------------------------------------------------------------------------
GLuint
CreateCmdList(
    GLsizei     bufSize,
    GLsizei     requestCount
)
{
    // カレントを退避
    GLuint crntCmdListId;
    nngxGetCmdlistParameteri(NN_GX_CMDLIST_BINDING, reinterpret_cast<GLint*>(&crntCmdListId));

    // 生成
    GLuint lytCmdListId;
    nngxGenCmdlists(1, &lytCmdListId);
    nngxBindCmdlist(lytCmdListId);
    nngxCmdlistStorage(bufSize, requestCount);

    // カレントを復帰
    nngxBindCmdlist(crntCmdListId);

    return lytCmdListId;
}

//---------------------------------------------------------------------------
//! @brief      コマンドリストの保存を開始します。
//!
//! @param[in]  cmdListId 保存するコマンドリストのID。
//!
//! @return     現在のコマンドリストIDを返します。
//---------------------------------------------------------------------------
GLuint
StartCmdListSave(GLuint cmdListId)
{
    // カレントを退避
    GLuint crntCmdListId;
    nngxGetCmdlistParameteri(NN_GX_CMDLIST_BINDING, reinterpret_cast<GLint*>(&crntCmdListId));

    nngxBindCmdlist(cmdListId);     // バインド
    nngxClearCmdlist();             // クリア
    nngxStartCmdlistSave();         // セーブ開始

    return crntCmdListId;
}

//---------------------------------------------------------------------------
//! @brief      保存したコマンドリストの情報を保存する構造体。
//---------------------------------------------------------------------------
struct CmdListInfo
{
    GLuint  bufferOffset;
    GLsizei bufferSize;
    GLuint  requestId;
    GLsizei requestSize;
};

//---------------------------------------------------------------------------
//! @brief      コマンドリストの保存を終了します。
//!
//! @param[out] pCmdListInfo コマンドリストの情報を保存する構造体へのポインタ。
//! @param[in]  cmdListId    元に戻すコマンドリストのID。
//---------------------------------------------------------------------------
void
StopCmdListSave(
    CmdListInfo*    pCmdListInfo,
    GLuint          cmdListId
)
{
    nngxStopCmdlistSave(
        &pCmdListInfo->bufferOffset,
        &pCmdListInfo->bufferSize,
        &pCmdListInfo->requestId,
        &pCmdListInfo->requestSize);
    NW_GL_ASSERT();

    // カレントを復帰
    nngxBindCmdlist(cmdListId);
}

//---------------------------------------------------------------------------
//! @brief      保存されたコマンドリストを使用します。
//!
//! @param[in]  cmdListId   コマンドリストのID。
//! @param[in]  cmdListInfo コマンドリストの情報を保存する構造体。
//---------------------------------------------------------------------------
void
UseSavedCmdlist(
    GLuint              cmdListId,
    const CmdListInfo&  cmdListInfo
)
{
    nngxUseSavedCmdlist(
        cmdListId,
        cmdListInfo.bufferOffset,
        cmdListInfo.bufferSize,
        cmdListInfo.requestId,
        cmdListInfo.requestSize,
        0,
        GL_TRUE);
}

}   // namespace {anonymous}

//---------------------------------------------------------------------------
//! @brief      サンプルのメイン関数です。
//---------------------------------------------------------------------------
void
nnMain()
{
    nw::demo::InitializeGraphicsSystem(&s_DeviceAllocator);

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

    InitializeGraphics();

    // レイアウトライブラリの初期化。
    // デモでは全てのメモリをデバイスメモリから確保していますので、
    // 同じアロケータを渡しています。
    // ヒープメモリと区別して扱う場合は第２引数は必ずデバイスメモリを指定してください。
    nw::lyt::Initialize(&s_DeviceAllocator, &s_DeviceAllocator);

    // レイアウトのバイナリリソース(アーカイブ)を読み込み。
    File resLayout = nw::demo::Utility::LoadFile(
        &s_DeviceAllocator, NW_DEMO_FILE_PATH(L"layout.arc"), 128);

    if (resLayout.empty())
    {
        NW_FATAL_ERROR("can not open layout archive.\n");
    }

    // バイナリリソースのルートディレクトリを指定してリソースアクセサを生成。
    nw::lyt::ArcResourceAccessor* pResAccessor = new nw::lyt::ArcResourceAccessor;
    if (!pResAccessor->Attach(resLayout.begin(), "."))
    {
        NW_FATAL_ERROR("can not attach layout archive.\n");
    }

    nw::lyt::Layout* pLayout = new nw::lyt::Layout();

    // レイアウトリソースの読み込み
    {
        const void* lytRes = pResAccessor->GetResource(0, "orthoStereo.bclyt");
        NW_NULL_ASSERT(lytRes);
        pLayout->Build(lytRes, pResAccessor);
    }

    nw::lyt::GraphicsResource graphicsResource;

    // グローバルなリソースファイルを読み込みます。
    {
        graphicsResource.StartSetup();
        const wchar_t* resourcePath = 0;
        for (int i = 0;
             (resourcePath = graphicsResource.GetResourcePath(i)) != NULL;
             ++i)
        {
            File resource = nw::demo::Utility::LoadFile(&s_DeviceAllocator, resourcePath);

            if (resource.empty())
            {
                NW_FATAL_ERROR("can not read lyt resource file.");
            }

            graphicsResource.SetResource(i, resource.begin(), resource.size(), false);
        }

        graphicsResource.FinishSetup();
    }

    nw::lyt::DrawInfo drawInfo;
    drawInfo.SetGraphicsResource(&graphicsResource);

    nw::lyt::Drawer drawer;
    drawer.Initialize(graphicsResource);

    // 立体視のためのカメラの初期化
    s_StereoCamera.Initialize();
    s_StereoCamera.SetBaseFrustum(
        -0.04f,
         0.04f,
        -0.04f * nw::demo::SimpleApp::DISPLAY0_HEIGHT / nw::demo::SimpleApp::DISPLAY0_WIDTH,
         0.04f * nw::demo::SimpleApp::DISPLAY0_HEIGHT / nw::demo::SimpleApp::DISPLAY0_WIDTH,
         0.2f,
         30.f);

    // レイアウト描画用のコマンドリストの作成
    const GLuint lytCmdListId = CreateCmdList(2048, 1);

    bool loop = true;
    while (loop)
    {
        SetupCamera(drawInfo, *pLayout);
        NW_GL_ASSERT();

        pLayout->Animate();
        pLayout->CalculateMtx(drawInfo);
        NW_GL_ASSERT();

        // レイアウトの描画コマンドを生成
        CmdListInfo lytCmdListInfo;
        const GLuint crntCmdListId = StartCmdListSave(lytCmdListId);
        drawer.DrawBegin(nw::lyt::Drawer::DONT_USE_SETUP_COMMAND);
        drawer.Draw(pLayout, drawInfo);
        drawer.DrawEnd(nw::lyt::Drawer::DONT_USE_SETUP_COMMAND);
        StopCmdListSave(&lytCmdListInfo, crntCmdListId);

        s_pRenderSystem->SetRenderTarget(s_pRenderTarget);
        NW_GL_ASSERT();

        // 視差の半分の値を液晶のドット単位で求めます。
        const f32 halfParallaxDot = CalcParallaxDot(drawInfo);

        // 上画面（左目用）
        {
            s_pRenderSystem->ClearBuffer(
                nw::ut::FloatColor(0.2f, 0.2f, 0.2f, 0.0f));

            InitDraw(
                nw::demo::SimpleApp::DISPLAY0_WIDTH,
                nw::demo::SimpleApp::DISPLAY0_HEIGHT);

            // Drawerを使ってレイアウトを描画します。
            drawer.SetParallax(-halfParallaxDot, s_StereoCamera.GetDistanceToLevel());
            drawer.DrawBegin(drawInfo);
            UseSavedCmdlist(lytCmdListId, lytCmdListInfo);
            drawer.DrawEnd();

            s_pRenderSystem->TransferBuffer(nw::demo::UPPER_SCREEN);
        }

        // 上画面（右目用）
        {
            s_pRenderSystem->ClearBuffer(
                nw::ut::FloatColor(0.2f, 0.2f, 0.2f, 0.0f));

            InitDraw(
                nw::demo::SimpleApp::DISPLAY0_WIDTH,
                nw::demo::SimpleApp::DISPLAY0_HEIGHT);

            // Drawerを使ってレイアウトを描画します。
            drawer.SetParallax( halfParallaxDot, s_StereoCamera.GetDistanceToLevel());
            drawer.DrawBegin(drawInfo);
            UseSavedCmdlist(lytCmdListId, lytCmdListInfo);
            drawer.DrawEnd();

            s_pRenderSystem->TransferBuffer(nw::demo::EXTENSION_SCREEN);
        }

        s_pRenderSystem->SetRenderTarget(s_pRenderTargetLower);

        // 下画面
        {
            s_pRenderSystem->ClearBuffer(
                nw::ut::FloatColor(0.1f, 0.1f, 0.1f, 0.0f));

            s_pRenderSystem->TransferBuffer(nw::demo::LOWER_SCREEN);
        }

        s_pRenderSystem->PresentBuffer(nw::demo::BOTH_SCREENS);
        NW_GL_ASSERT();
    }

    drawer.Finalize();

    delete pLayout;
    delete pResAccessor;

    TerminateGraphics();

    nw::demo::PadFactory::Finalize();
}