version 2.8
clip.c
1 #include "zgl.h"
2 
3 /* fill triangle profile */
4 /* #define PROFILE */
5 
6 #define CLIP_XMIN (1<<0)
7 #define CLIP_XMAX (1<<1)
8 #define CLIP_YMIN (1<<2)
9 #define CLIP_YMAX (1<<3)
10 #define CLIP_ZMIN (1<<4)
11 #define CLIP_ZMAX (1<<5)
12 
13 void gl_transform_to_viewport(GLContext *c,GLVertex *v)
14 {
15  float winv;
16 
17  /* coordinates */
18  winv=1.0/v->pc.W;
19  v->zp.x= (int) ( v->pc.X * winv * c->viewport.scale.X
20  + c->viewport.trans.X );
21  v->zp.y= (int) ( v->pc.Y * winv * c->viewport.scale.Y
22  + c->viewport.trans.Y );
23  v->zp.z= (int) ( v->pc.Z * winv * c->viewport.scale.Z
24  + c->viewport.trans.Z );
25  /* color */
26  if (c->lighting_enabled) {
27  v->zp.r=(int)(v->color.v[0] * (ZB_POINT_RED_MAX - ZB_POINT_RED_MIN)
28  + ZB_POINT_RED_MIN);
29  v->zp.g=(int)(v->color.v[1] * (ZB_POINT_GREEN_MAX - ZB_POINT_GREEN_MIN)
30  + ZB_POINT_GREEN_MIN);
31  v->zp.b=(int)(v->color.v[2] * (ZB_POINT_BLUE_MAX - ZB_POINT_BLUE_MIN)
32  + ZB_POINT_BLUE_MIN);
33  } else {
34  /* no need to convert to integer if no lighting : take current color */
35  v->zp.r = c->longcurrent_color[0];
36  v->zp.g = c->longcurrent_color[1];
37  v->zp.b = c->longcurrent_color[2];
38  }
39 
40  /* texture */
41 
42  if (c->texture_2d_enabled) {
43  v->zp.s=(int)(v->tex_coord.X * (ZB_POINT_S_MAX - ZB_POINT_S_MIN)
44  + ZB_POINT_S_MIN);
45  v->zp.t=(int)(v->tex_coord.Y * (ZB_POINT_T_MAX - ZB_POINT_T_MIN)
46  + ZB_POINT_T_MIN);
47  }
48 }
49 
50 
51 static void gl_add_select1(GLContext *c,int z1,int z2,int z3)
52 {
53  unsigned int min,max;
54  min=max=z1;
55  if ((unsigned int)z2<min) min=z2;
56  if ((unsigned int)z3<min) min=z3;
57  if ((unsigned int)z2>max) max=z2;
58  if ((unsigned int)z3>max) max=z3;
59 
60  gl_add_select(c,0xffffffff-min,0xffffffff-max);
61 }
62 
63 /* point */
64 
65 void gl_draw_point(GLContext *c,GLVertex *p0)
66 {
67  if (p0->clip_code == 0) {
68  if (c->render_mode == GL_SELECT) {
69  gl_add_select(c,p0->zp.z,p0->zp.z);
70  } else {
71  ZB_plot(c->zb,&p0->zp);
72  }
73  }
74 }
75 
76 /* line */
77 
78 static inline void line_interpolate(GLVertex *q,GLVertex *p0,GLVertex *p1,float t)
79 {
80  q->pc.X=p0->pc.X+(p1->pc.X-p0->pc.X)*t;
81  q->pc.Y=p0->pc.Y+(p1->pc.Y-p0->pc.Y)*t;
82  q->pc.Z=p0->pc.Z+(p1->pc.Z-p0->pc.Z)*t;
83  q->pc.W=p0->pc.W+(p1->pc.W-p0->pc.W)*t;
84 
85  q->color.v[0]=p0->color.v[0] + (p1->color.v[0]-p0->color.v[0])*t;
86  q->color.v[1]=p0->color.v[1] + (p1->color.v[1]-p0->color.v[1])*t;
87  q->color.v[2]=p0->color.v[2] + (p1->color.v[2]-p0->color.v[2])*t;
88 }
89 
90 /*
91  * Line Clipping
92  */
93 
94 /* Line Clipping algorithm from 'Computer Graphics', Principles and
95  Practice */
96 static inline int ClipLine1(float denom,float num,float *tmin,float *tmax)
97 {
98  float t;
99 
100  if (denom>0) {
101  t=num/denom;
102  if (t>*tmax) return 0;
103  if (t>*tmin) *tmin=t;
104  } else if (denom<0) {
105  t=num/denom;
106  if (t<*tmin) return 0;
107  if (t<*tmax) *tmax=t;
108  } else if (num>0) return 0;
109  return 1;
110 }
111 
112 void gl_draw_line(GLContext *c,GLVertex *p1,GLVertex *p2)
113 {
114  float dx,dy,dz,dw,x1,y1,z1,w1;
115  float tmin,tmax;
116  GLVertex q1,q2;
117  int cc1,cc2;
118 
119  cc1=p1->clip_code;
120  cc2=p2->clip_code;
121 
122  if ( (cc1 | cc2) == 0) {
123  if (c->render_mode == GL_SELECT) {
124  gl_add_select1(c,p1->zp.z,p2->zp.z,p2->zp.z);
125  } else {
126  if (c->depth_test)
127  ZB_line_z(c->zb,&p1->zp,&p2->zp);
128  else
129  ZB_line(c->zb,&p1->zp,&p2->zp);
130  }
131  } else if ( (cc1&cc2) != 0 ) {
132  return;
133  } else {
134  dx=p2->pc.X-p1->pc.X;
135  dy=p2->pc.Y-p1->pc.Y;
136  dz=p2->pc.Z-p1->pc.Z;
137  dw=p2->pc.W-p1->pc.W;
138  x1=p1->pc.X;
139  y1=p1->pc.Y;
140  z1=p1->pc.Z;
141  w1=p1->pc.W;
142 
143  tmin=0;
144  tmax=1;
145  if (ClipLine1(dx+dw,-x1-w1,&tmin,&tmax) &&
146  ClipLine1(-dx+dw,x1-w1,&tmin,&tmax) &&
147  ClipLine1(dy+dw,-y1-w1,&tmin,&tmax) &&
148  ClipLine1(-dy+dw,y1-w1,&tmin,&tmax) &&
149  ClipLine1(dz+dw,-z1-w1,&tmin,&tmax) &&
150  ClipLine1(-dz+dw,z1-w1,&tmin,&tmax)) {
151 
152  line_interpolate(&q1,p1,p2,tmin);
153  line_interpolate(&q2,p1,p2,tmax);
154  gl_transform_to_viewport(c,&q1);
155  gl_transform_to_viewport(c,&q2);
156 
157  if (c->depth_test)
158  ZB_line_z(c->zb,&q1.zp,&q2.zp);
159  else
160  ZB_line(c->zb,&q1.zp,&q2.zp);
161  }
162  }
163 }
164 
165 
166 /* triangle */
167 
168 /*
169  * Clipping
170  */
171 
172 /* We clip the segment [a,b] against the 6 planes of the normal volume.
173  * We compute the point 'c' of intersection and the value of the parameter 't'
174  * of the intersection if x=a+t(b-a).
175  */
176 
177 #define clip_func(name,sign,dir,dir1,dir2) \
178 static float name(V4 *c,V4 *a,V4 *b) \
179 {\
180  float t,dX,dY,dZ,dW,den;\
181  dX = (b->X - a->X);\
182  dY = (b->Y - a->Y);\
183  dZ = (b->Z - a->Z);\
184  dW = (b->W - a->W);\
185  den = -(sign d ## dir) + dW;\
186  if (den == 0) t=0;\
187  else t = ( sign a->dir - a->W) / den;\
188  c->dir1 = a->dir1 + t * d ## dir1;\
189  c->dir2 = a->dir2 + t * d ## dir2;\
190  c->W = a->W + t * dW;\
191  c->dir = sign c->W;\
192  return t;\
193 }
194 
195 
196 clip_func(clip_xmin,-,X,Y,Z)
197 
198 clip_func(clip_xmax,+,X,Y,Z)
199 
200 clip_func(clip_ymin,-,Y,X,Z)
201 
202 clip_func(clip_ymax,+,Y,X,Z)
203 
204 clip_func(clip_zmin,-,Z,X,Y)
205 
206 clip_func(clip_zmax,+,Z,X,Y)
207 
208 
209 float (*clip_proc[6])(V4 *,V4 *,V4 *)= {
210  clip_xmin,clip_xmax,
211  clip_ymin,clip_ymax,
212  clip_zmin,clip_zmax
213 };
214 
215 static inline void updateTmp(GLContext *c,
216  GLVertex *q,GLVertex *p0,GLVertex *p1,float t)
217 {
218  if (c->current_shade_model == GL_SMOOTH) {
219  q->color.v[0]=p0->color.v[0] + (p1->color.v[0]-p0->color.v[0])*t;
220  q->color.v[1]=p0->color.v[1] + (p1->color.v[1]-p0->color.v[1])*t;
221  q->color.v[2]=p0->color.v[2] + (p1->color.v[2]-p0->color.v[2])*t;
222  } else {
223  q->color.v[0]=p0->color.v[0];
224  q->color.v[1]=p0->color.v[1];
225  q->color.v[2]=p0->color.v[2];
226  }
227 
228  if (c->texture_2d_enabled) {
229  q->tex_coord.X=p0->tex_coord.X + (p1->tex_coord.X-p0->tex_coord.X)*t;
230  q->tex_coord.Y=p0->tex_coord.Y + (p1->tex_coord.Y-p0->tex_coord.Y)*t;
231  }
232 
233  q->clip_code=gl_clipcode(q->pc.X,q->pc.Y,q->pc.Z,q->pc.W);
234  if (q->clip_code==0)
235  gl_transform_to_viewport(c,q);
236 }
237 
238 static void gl_draw_triangle_clip(GLContext *c,
239  GLVertex *p0,GLVertex *p1,GLVertex *p2,int clip_bit);
240 
241 void gl_draw_triangle(GLContext *c,
242  GLVertex *p0,GLVertex *p1,GLVertex *p2)
243 {
244  int co,c_and,cc[3],front;
245  float norm;
246 
247  cc[0]=p0->clip_code;
248  cc[1]=p1->clip_code;
249  cc[2]=p2->clip_code;
250 
251  co=cc[0] | cc[1] | cc[2];
252 
253  /* we handle the non clipped case here to go faster */
254  if (co==0) {
255 
256  norm=(float)(p1->zp.x-p0->zp.x)*(float)(p2->zp.y-p0->zp.y)-
257  (float)(p2->zp.x-p0->zp.x)*(float)(p1->zp.y-p0->zp.y);
258 
259  if (norm == 0) return;
260 
261  front = norm < 0.0;
262  front = front ^ c->current_front_face;
263 
264  /* back face culling */
265  if (c->cull_face_enabled) {
266  /* most used case first */
267  if (c->current_cull_face == GL_BACK) {
268  if (front == 0) return;
269  c->draw_triangle_front(c,p0,p1,p2);
270  } else if (c->current_cull_face == GL_FRONT) {
271  if (front != 0) return;
272  c->draw_triangle_back(c,p0,p1,p2);
273  } else {
274  return;
275  }
276  } else {
277  /* no culling */
278  if (front) {
279  c->draw_triangle_front(c,p0,p1,p2);
280  } else {
281  c->draw_triangle_back(c,p0,p1,p2);
282  }
283  }
284  } else {
285  c_and=cc[0] & cc[1] & cc[2];
286  if (c_and==0) {
287  gl_draw_triangle_clip(c,p0,p1,p2,0);
288  }
289  }
290 }
291 
292 static void gl_draw_triangle_clip(GLContext *c,
293  GLVertex *p0,GLVertex *p1,GLVertex *p2,int clip_bit)
294 {
295  int co,c_and,co1,cc[3],edge_flag_tmp,clip_mask;
296  GLVertex tmp1,tmp2,*q[3];
297  float tt;
298 
299  cc[0]=p0->clip_code;
300  cc[1]=p1->clip_code;
301  cc[2]=p2->clip_code;
302 
303  co=cc[0] | cc[1] | cc[2];
304  if (co == 0) {
305  gl_draw_triangle(c,p0,p1,p2);
306  } else {
307  c_and=cc[0] & cc[1] & cc[2];
308  /* the triangle is completely outside */
309  if (c_and!=0) return;
310 
311  /* find the next direction to clip */
312  while (clip_bit < 6 && (co & (1 << clip_bit)) == 0) {
313  clip_bit++;
314  }
315 
316  /* this test can be true only in case of rounding errors */
317  if (clip_bit == 6) {
318 #if 0
319  printf("Error:\n");
320  printf("%f %f %f %f\n",p0->pc.X,p0->pc.Y,p0->pc.Z,p0->pc.W);
321  printf("%f %f %f %f\n",p1->pc.X,p1->pc.Y,p1->pc.Z,p1->pc.W);
322  printf("%f %f %f %f\n",p2->pc.X,p2->pc.Y,p2->pc.Z,p2->pc.W);
323 #endif
324  return;
325  }
326 
327  clip_mask = 1 << clip_bit;
328  co1=(cc[0] ^ cc[1] ^ cc[2]) & clip_mask;
329 
330  if (co1) {
331  /* one point outside */
332 
333  if (cc[0] & clip_mask) { q[0]=p0; q[1]=p1; q[2]=p2; }
334  else if (cc[1] & clip_mask) { q[0]=p1; q[1]=p2; q[2]=p0; }
335  else { q[0]=p2; q[1]=p0; q[2]=p1; }
336 
337  tt=clip_proc[clip_bit](&tmp1.pc,&q[0]->pc,&q[1]->pc);
338  updateTmp(c,&tmp1,q[0],q[1],tt);
339 
340  tt=clip_proc[clip_bit](&tmp2.pc,&q[0]->pc,&q[2]->pc);
341  updateTmp(c,&tmp2,q[0],q[2],tt);
342 
343  tmp1.edge_flag=q[0]->edge_flag;
344  edge_flag_tmp=q[2]->edge_flag;
345  q[2]->edge_flag=0;
346  gl_draw_triangle_clip(c,&tmp1,q[1],q[2],clip_bit+1);
347 
348  tmp2.edge_flag=1;
349  tmp1.edge_flag=0;
350  q[2]->edge_flag=edge_flag_tmp;
351  gl_draw_triangle_clip(c,&tmp2,&tmp1,q[2],clip_bit+1);
352  } else {
353  /* two points outside */
354 
355  if ((cc[0] & clip_mask)==0) { q[0]=p0; q[1]=p1; q[2]=p2; }
356  else if ((cc[1] & clip_mask)==0) { q[0]=p1; q[1]=p2; q[2]=p0; }
357  else { q[0]=p2; q[1]=p0; q[2]=p1; }
358 
359  tt=clip_proc[clip_bit](&tmp1.pc,&q[0]->pc,&q[1]->pc);
360  updateTmp(c,&tmp1,q[0],q[1],tt);
361 
362  tt=clip_proc[clip_bit](&tmp2.pc,&q[0]->pc,&q[2]->pc);
363  updateTmp(c,&tmp2,q[0],q[2],tt);
364 
365  tmp1.edge_flag=1;
366  tmp2.edge_flag=q[2]->edge_flag;
367  gl_draw_triangle_clip(c,q[0],&tmp1,&tmp2,clip_bit+1);
368  }
369  }
370 }
371 
372 
373 void gl_draw_triangle_select(GLContext *c,
374  GLVertex *p0,GLVertex *p1,GLVertex *p2)
375 {
376  gl_add_select1(c,p0->zp.z,p1->zp.z,p2->zp.z);
377 }
378 
379 #ifdef PROFILE
380 int count_triangles,count_triangles_textured,count_pixels;
381 #endif
382 
383 void gl_draw_triangle_fill(GLContext *c,
384  GLVertex *p0,GLVertex *p1,GLVertex *p2)
385 {
386 #ifdef PROFILE
387  {
388  int norm;
389  gl_assert(p0->zp.x >= 0 && p0->zp.x < c->zb->xsize);
390  gl_assert(p0->zp.y >= 0 && p0->zp.y < c->zb->ysize);
391  gl_assert(p1->zp.x >= 0 && p1->zp.x < c->zb->xsize);
392  gl_assert(p1->zp.y >= 0 && p1->zp.y < c->zb->ysize);
393  gl_assert(p2->zp.x >= 0 && p2->zp.x < c->zb->xsize);
394  gl_assert(p2->zp.y >= 0 && p2->zp.y < c->zb->ysize);
395 
396  norm=(p1->zp.x-p0->zp.x)*(p2->zp.y-p0->zp.y)-
397  (p2->zp.x-p0->zp.x)*(p1->zp.y-p0->zp.y);
398  count_pixels+=abs(norm)/2;
399  count_triangles++;
400  }
401 #endif
402 
403  if (c->texture_2d_enabled) {
404 #ifdef PROFILE
405  count_triangles_textured++;
406 #endif
407  ZB_setTexture(c->zb,c->current_texture->images[0].pixmap);
408  ZB_fillTriangleMappingPerspective(c->zb,&p0->zp,&p1->zp,&p2->zp);
409  } else if (c->current_shade_model == GL_SMOOTH) {
410  ZB_fillTriangleSmooth(c->zb,&p0->zp,&p1->zp,&p2->zp);
411  } else {
412  ZB_fillTriangleFlat(c->zb,&p0->zp,&p1->zp,&p2->zp);
413  }
414 }
415 
416 /* Render a clipped triangle in line mode */
417 
418 void gl_draw_triangle_line(GLContext *c,
419  GLVertex *p0,GLVertex *p1,GLVertex *p2)
420 {
421  if (c->depth_test) {
422  if (p0->edge_flag) ZB_line_z(c->zb,&p0->zp,&p1->zp);
423  if (p1->edge_flag) ZB_line_z(c->zb,&p1->zp,&p2->zp);
424  if (p2->edge_flag) ZB_line_z(c->zb,&p2->zp,&p0->zp);
425  } else {
426  if (p0->edge_flag) ZB_line(c->zb,&p0->zp,&p1->zp);
427  if (p1->edge_flag) ZB_line(c->zb,&p1->zp,&p2->zp);
428  if (p2->edge_flag) ZB_line(c->zb,&p2->zp,&p0->zp);
429  }
430 }
431 
432 
433 
434 /* Render a clipped triangle in point mode */
435 void gl_draw_triangle_point(GLContext *c,
436  GLVertex *p0,GLVertex *p1,GLVertex *p2)
437 {
438  if (p0->edge_flag) ZB_plot(c->zb,&p0->zp);
439  if (p1->edge_flag) ZB_plot(c->zb,&p1->zp);
440  if (p2->edge_flag) ZB_plot(c->zb,&p2->zp);
441 }
442 
443 
444 
445