/* Auteur: Nicolas JANEY         */
/* nicolas.janey@univ-fcomte.fr  */
/* Decembre 2004                 */
/* Calculs du rayon transmis     */
/* lors d'une refraction         */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

#include <GL/glut.h>
#include <GL/gl.h>
#include <GL/glu.h>

#include "ModuleCouleurs.h"
#include "ModuleFleche.h"
#include "ModuleFont.h"
#include "ModuleMatriceVecteur.h"
#include "ModuleManipulateur.h"
#include "ModuleMenus.h"
#include "ModuleReshape.h"

typedef struct Vecteur {
  float x;
  float y;
  float z;
  float t; } Vecteur;

typedef struct Position {
  float x;
  float y;
  float z;
  float t; } Position;

static Position p = { -0.9F,0.9F,0.0F,1.0F } ;
static Vecteur t ;
static Vecteur i ;
static Vecteur n ;
static int rtt = 1;
static float nfact=1.0F ;
static float thetai ;
static float thetat ;
static int f1;
static int f2;
static float nRx = 0.0F;
static float nRy = 0.0F;
static float nRz = 0.0F;

void myinit(void) {
  GLfloat light_Position0[] = { 1.0F,0.0F,1.0F,0.0F };
  GLfloat light_Position1[] = { -1.0F,0.0F,1.0F,0.0F };
  glLightfv(GL_LIGHT0,GL_AMBIENT,couleurNoir());
  glLightfv(GL_LIGHT0,GL_DIFFUSE,couleurBlanc());
  glLightfv(GL_LIGHT1,GL_DIFFUSE,couleurBlanc());
  glLightfv(GL_LIGHT0,GL_SPECULAR,couleurNoir());
  glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,light_Position0);
  glLightfv(GL_LIGHT1,GL_POSITION,light_Position1);
  glEnable(GL_LIGHT0);
  glEnable(GL_LIGHT1);
  glEnable(GL_AUTO_NORMAL);
  glEnable(GL_NORMALIZE);
  glDepthFunc(GL_LESS);
  glEnable(GL_ALPHA_TEST);
  glEnable(GL_BLEND);
  glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
  glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE,GL_TRUE);
}

float norme(Vecteur *v) {
  return((float) sqrt(v->x*v->x+v->y*v->y+v->z*v->z));
}

int normalise(Vecteur *v) {
  float d = norme(v);
  if ( d == 0 )
    return(0);
  v->x /= d;
  v->y /= d;
  v->z /= d;
  return(1);
}

void newVecteur(Position *p,Vecteur *v) {
  v->x = p->x;
  v->y = p->y;
  v->z = p->z;
  v->t = 0.0F;
}

float produitScalaire(Vecteur *v1,Vecteur *v2) {
  return(v1->x*v2->x+v1->y*v2->y+v1->z*v2->z);
}

void multiplicationFloatVecteur(float f,Vecteur *v) {
  v->x *= f;
  v->y *= f;
  v->z *= f;
  v->t *= f;
}

void soustractionVecteurVecteur(Vecteur *v1,Vecteur *v2,Vecteur *v) {
  v->x = v1->x - v2->x;
  v->y = v1->y - v2->y;
  v->z = v1->z - v2->z;
  v->t = v1->t - v2->t;
}

int transmission(Vecteur *i,Vecteur *n,float nfact,Vecteur *t) {
  float ni = produitScalaire(i,n) ;
  float v = 1-nfact*nfact*(1-ni*ni) ;
  if ( v > 0.0F ) {
    v = nfact*ni-(float) sqrt(v) ;
    Vecteur aux = *i;
    multiplicationFloatVecteur(nfact,&aux);
    *t = *n;
    multiplicationFloatVecteur(v,t);
    soustractionVecteurVecteur(t,&aux,t);
    return(1); }
    else
    return(0);
}

int affichageTransmission(Vecteur *i,Vecteur *n,float nfact,Vecteur *t) {
  int tr = transmission(i,n,nfact,t);
  if ( tr ) {
    glColor4fv(couleurBleu()) ;
    placeFontCursor(t->x/2.0F,t->y/2.0F,t->z/2.0F) ;
    deplacementCursor(5,0,0) ;
    simpleBitmapOutput(1,REGULAR8x13,"T") ; 
    deplacementCursor(2,-5,0) ;
    simpleBitmapOutput(1,DESSIN,"TF") ;
    flecheEnVolume(t->x,t->y,t->z,0.04F,0.15F,0.01F);
    return(1); }
    else
    return(0);
}

void angles(Vecteur *i,Vecteur *n) {
  float dif = produitScalaire(i,n);
  thetai = acos(dif)*180.0F/3.14159F ;
  float v = nfact*sin(thetai*3.14159F/180.0F);
  if ( ( v <= 1 ) && ( v >= -1.0F ) )
    thetat = asin(v)*180.0F/3.14159F;
    else
    thetat = 1000.0F;
}

void displayRayons(void) {
  glPushMatrix();
  glEnable(GL_LIGHTING);
  glPushMatrix();
  glMaterialfv(GL_FRONT,GL_DIFFUSE,couleurJaune()) ;
  glTranslatef(p.x,p.y,p.z) ;
  glEnable(GL_CULL_FACE);
  glutSolidSphere(0.05,10,10);
  glDisable(GL_CULL_FACE);
  glDisable(GL_LIGHTING);
  glPopMatrix();
  glColor4fv(couleurJaune()) ;
  placeFontCursor(i.x/2.0F,i.y/2.0F,i.z/2.0F) ;
  deplacementCursor(5,-5,0) ;
  simpleBitmapOutput(1,REGULAR8x13,"I") ; 
  deplacementCursor(2,-10,0) ;
  simpleBitmapOutput(1,DESSIN,"TF") ;
  flecheEnVolume(i.x,i.y,i.z,0.04F,0.15F,0.01F);
  glColor4fv(couleurMagenta()) ;
  placeFontCursor(n.x/2.0F,n.y/2.0F,n.z/2.0F) ;
  deplacementCursor(10,0,0) ;
  simpleBitmapOutput(1,REGULAR8x13,"N") ; 
  deplacementCursor(7,-5,0) ;
  simpleBitmapOutput(1,DESSIN,"TF") ;
  flecheEnVolume(n.x,n.y,n.z,0.04F,0.15F,0.01F);
  angles(&i,&n);
  rtt = affichageTransmission(&i,&n,nfact,&t);
  glPopMatrix();
}

void display(void) {
  vecteur N = { 0.0F,1.0F,0.0F,0.0F };
  matrice mRx;
  toRotationX(mRx,nRx) ;
  produitMatriceVecteur(mRx,N,N) ;
  matrice mRy;
  toRotationY(mRy,nRy) ;
  produitMatriceVecteur(mRy,N,N) ;
  matrice mRz;
  toRotationZ(mRz,nRz) ;
  produitMatriceVecteur(mRz,N,N) ;
  n.x = N[0];
  n.y = N[1];
  n.z = N[2];
  n.t = 0.0F;
  newVecteur(&p,&i);
  normalise(&i);
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
  glEnable(GL_DEPTH_TEST);
  glPushMatrix() ;
  glTranslatef(0.0F,-0.2F,0.0F);
  manipulateurSouris();
  manipulateurClavier();
  displayRayons() ;
  glEnable(GL_LIGHTING);
  glPushMatrix();
  glMaterialfv(GL_FRONT,GL_DIFFUSE,couleurBlanc(0.5F)) ;
  glRotatef(nRz,0.0F,0.0F,1.0F);
  glRotatef(nRy,0.0F,1.0F,0.0F);
  glRotatef(nRx,1.0F,0.0F,0.0F);
  glScalef(1.6F,0.00001F,1.4F) ;
  glEnable(GL_CULL_FACE);
  glutSolidCube(1.0) ;
  glDisable(GL_CULL_FACE);
  glPopMatrix();
  glDisable(GL_LIGHTING);
  glPopMatrix() ;
  glDisable(GL_DEPTH_TEST);
  glFlush();
  glutSwapBuffers() ;
  glutPostWindowRedisplay(f2);
}

void key(unsigned char key,int x,int y) {
  switch ( key ) {
    case 43   : nfact *= 1.01F ;
                glutPostWindowRedisplay(f1);
                break;
    case 45   : nfact /= 1.01F ;
                glutPostWindowRedisplay(f1);
                break;
    case 'n'  : nfact *= 1.001F ;
                glutPostWindowRedisplay(f1);
                break;
    case 'N'  : nfact /= 1.001F ;
                glutPostWindowRedisplay(f1);
                break;
    case '1'  : p.x -= 0.02F ;
                glutPostWindowRedisplay(f1);
                break;
    case '4'  : p.x += 0.02F ;
                glutPostWindowRedisplay(f1);
                break;
    case '2'  : p.y -= 0.02F ;
                glutPostWindowRedisplay(f1);
                break;
    case '5'  : p.y += 0.02F ;
                glutPostWindowRedisplay(f1);
                break;
    case '3'  : p.z -= 0.02F ;
                glutPostWindowRedisplay(f1);
                break;
    case '6'  : p.z += 0.02F ;
                glutPostWindowRedisplay(f1);
                break;
    case 'x'  : nRx += 2.0F ;
                glutPostWindowRedisplay(f1);
                break;
    case 'X'  : nRx -= 2.0F ;
                glutPostWindowRedisplay(f1);
                break;
    case 'y'  : nRy += 2.0F ;
                glutPostWindowRedisplay(f1);
                break;
    case 'Y'  : nRy -= 2.0F ;
                glutPostWindowRedisplay(f1);
                break;
    case 'z'  : nRz += 2.0F ;
                glutPostWindowRedisplay(f1);
                break;
    case 'Z'  : nRz -= 2.0F ;
                glutPostWindowRedisplay(f1);
                break;
    case 0x1B : exit(0);
                break; }
}

void special(int key,int x,int y) {
  if ( specialManipulateur(key,x,y) ) {
    glutPostWindowRedisplay(f1); }
}

void reshape2(int w,int h) {
  glViewport(0,0,w,h);
  glMatrixMode(GL_PROJECTION);
  glLoadIdentity();
  glOrtho(0,w,-h,0,-1.0,1.0); 
  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
  glLoadIdentity();
}

void display2() {
  glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT|GL_COLOR_BUFFER_BIT);
  glClearColor(0.0F,0.0F,0.0F,1.0F) ;
  glPushMatrix();
  glColor4fv(couleurBlanc());
  float pos = 1.0F;
  placeFontCursor(5.0F,-pos*20.0F,0.0F) ;
  simpleBitmapOutput(1,REGULAR8x13,"n = ni/nt    : %6.3f",nfact) ;
  pos += 1.0F;
  glColor4fv(couleurJaune());
  placeFontCursor(5.0F,-pos*20.0F,0.0F) ;
  simpleBitmapOutput(1,REGULAR8x13,"INCIDENT     : %6.3f %6.3f %6.3f",i.x,i.y,i.z) ;
  pos += 1.0F;
  glColor4fv(couleurMagenta());
  placeFontCursor(5.0F,-pos*20.0F,0.0F) ;
  simpleBitmapOutput(1,REGULAR8x13,"NORMALE      : %6.3f %6.3f %6.3f",n.x,n.y,n.z) ;
  pos += 1.0F;
  glColor4fv(couleurBleu());
  placeFontCursor(5.0F,-pos*20.0F,0.0F) ;
  if ( rtt )
    simpleBitmapOutput(1,REGULAR8x13,"TRANSMISSION : %6.3f %6.3f %6.3f",t.x,t.y,t.z) ;
    else
    simpleBitmapOutput(1,REGULAR8x13,"TRANSMISSION :  AUCUNE") ;
  pos += 1.0F;
  glColor4fv(couleurJaune());
  placeFontCursor(5.0F,-pos*20.0F,0.0F) ;
  simpleBitmapOutput(1,REGULAR8x13,"THETA I      :  %6.3f degres",thetai) ;
  pos += 1.0F;
  glColor4fv(couleurBleu());
  placeFontCursor(5.0F,-pos*20.0F,0.0F) ;
  if ( rtt )
    simpleBitmapOutput(1,REGULAR8x13,"THETA T      :  %6.3f degres",thetat) ;
    else
    simpleBitmapOutput(1,REGULAR8x13,"THETA T      :  AUCUN") ;
  glPopMatrix();
  glutSwapBuffers();
}

int main(int argc,char **argv) {
  glutInit(&argc,argv);
  glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA|GLUT_DEPTH|GLUT_DOUBLE);
  glutInitWindowPosition(50,50); 
  glutInitWindowSize(300,240); 
  f1 = glutCreateWindow("Calcul du rayon transmis par réfraction");
  myinit(); 
  creationMenuBasique();
  setParametresOrthoBasique(-1.0,1.0,-1.0,1.0,-5.0,5.0);
  setManipulateurDistance(1.0F);
  setManipulateurClavierAngle(25.0F,15.0F,0.0F);
  glutReshapeFunc(reshapeOrthoBasique);
  glutKeyboardFunc(key);
  glutSpecialFunc(specialBasique);
  glutDisplayFunc(display);
  glutMotionFunc(motionBasique);
  glutMouseFunc(sourisBasique);
  glutInitWindowSize(360,130);
  glutInitWindowPosition(60,320);
  glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA|GLUT_DEPTH|GLUT_DOUBLE);
  f2 = glutCreateWindow("Valeurs");
  creationMenuBasique();
  glutDisplayFunc(display2);
  glutReshapeFunc(reshape2);
  glutKeyboardFunc(key);
  glutSpecialFunc(special);
  glutMainLoop();
  return(0);
}