// (c) Dinko Korunic, 36355514, kreator@fly.srk.fer.hr
// Zadatak broj 4 iz predmeta Racunalna grafika
//	Zadati konveksno 3D tijelo i ispitati da li je tocka V unutar
//	tijela..

#include <iostream.h>
#include <stdlib.h>

struct Vrh
{
	// struktura vrha
	int x, y, z;
};

struct Matrix
{
	// struktura u koju se ucitavaju vrhovi tijela: broj vrhova po
	// katu, broj katova, i matrica od VPK redaka i K stupaca
	int VrhovaPoKatu, Katova;
	Vrh **VrhMatrix;
};

struct Poly
{
	// struktura poligona: broj vrhova poligona, vrhovi poligona
	// orijentirani u smjeru kazaljke na satu, i koeficijenti racinine
	// u kojoj lezi poligon
	int VrhovaPoligona;
	Vrh *VrhPoly;
	float A, B, C, D;
};

class MyDraw4
{
	Matrix MyMatrix;
	Poly *MyVertex;
	public:
		MyDraw4(Matrix);
		void Topology(void);
		void TopologyOutput(void);
		void CoefCalculate(void);
		void CheckPoint(void);
		void CalculatePlane(Poly *);
};

MyDraw4::MyDraw4(Matrix tmpMatrix) : MyMatrix(tmpMatrix)
{
	// polje za poligone baza (2) + poligone plasta
	MyVertex=new Poly[2+MyMatrix.VrhovaPoKatu*(MyMatrix.Katova-1)];
	// odredivanje popisa poligona (topoloske strukture)
	Topology();
	// ispis topologije
	TopologyOutput();
	// racunanje koeficijenata ravnina
	CoefCalculate();
	// provjera da li je tocka unutar tijela ili izvan
	CheckPoint();
}

void MyDraw4::Topology(void)
{
// stvaranje popisa vrhova po poligonima. orijentacija je u smjeru
// kazaljke na satu gledajuci poligon sa vanjske strane tijela
	// ovo stvara prvi poligon (bazu na najgornjem katu)
	MyVertex[0].VrhPoly=new Vrh[MyVertex[0].VrhovaPoligona
					=MyMatrix.VrhovaPoKatu];
	int i;
	for (i=0; i<MyMatrix.VrhovaPoKatu; ++i)
		MyVertex[0].VrhPoly[i]=MyMatrix.VrhMatrix[0][i];
	// stvaranje popisa vrhova za poligone plasta koliko ima katova
	// poligona plasta
	int j, n=0;
	for (i=0; i<MyMatrix.Katova-1; ++i)
	{
		// poligona po katu ima koliko ima tocaka po katu
		for (j=0; j<MyMatrix.VrhovaPoKatu; ++j)
		{
			++n;
			MyVertex[n].VrhovaPoligona=4;
			MyVertex[n].VrhPoly=new Vrh[4];
			MyVertex[n].VrhPoly[0]=MyMatrix.VrhMatrix[i][j];
			MyVertex[n].VrhPoly[1]=MyMatrix.VrhMatrix[i+1][j];
			MyVertex[n].VrhPoly[2]=MyMatrix.VrhMatrix[i+1][(j+1)%
						MyMatrix.VrhovaPoKatu];
			MyVertex[n].VrhPoly[3]=MyMatrix.VrhMatrix[i][(j+1)%
						MyMatrix.VrhovaPoKatu];
		}
	}
	// stvara donju bazu
	++n;
	MyVertex[n].VrhPoly=new Vrh[MyVertex[n].VrhovaPoligona
		=MyMatrix.VrhovaPoKatu];
	for (i=0; i<MyMatrix.VrhovaPoKatu; ++i)
		MyVertex[n].VrhPoly[i]=
			MyMatrix.VrhMatrix[MyMatrix.Katova-1]
				[MyMatrix.VrhovaPoKatu-1-i];
}

Matrix MyAllInput(void)
{
	Matrix tmpMatrix;

	// rutina za unos podataka i koordinata..
	cout << "Unesi broj katova i broj vrhova po katu" << endl;
	cin >> tmpMatrix.Katova;
	cin >> tmpMatrix.VrhovaPoKatu;
	tmpMatrix.VrhMatrix=new (Vrh *)[tmpMatrix.Katova];
	int i;
	for (i=0; i<tmpMatrix.Katova; ++i)
		tmpMatrix.VrhMatrix[i]=new Vrh[tmpMatrix.VrhovaPoKatu];
	int j;
	for (i=0; i<tmpMatrix.Katova; ++i)
		for (j=0; j<tmpMatrix.VrhovaPoKatu; ++j)
		{
			cout << "Unesi vrh[" << i << "][" << j 
				<< "]" << endl;
			cin >> tmpMatrix.VrhMatrix[i][j].x;
			cin >> tmpMatrix.VrhMatrix[i][j].y;
			cin >> tmpMatrix.VrhMatrix[i][j].z;
		}
	return tmpMatrix;
}

void MyDraw4::TopologyOutput(void)
{
// ispis topologije
	cout << "Ispis topologije" << endl;
	int i, j;
	for (i=0; i<2+MyMatrix.VrhovaPoKatu*(MyMatrix.Katova-1); ++i)
	{
		cout << "Poligon " << i << endl;
		for (j=0; j<MyVertex[i].VrhovaPoligona; ++j)
			cout << "x=" << MyVertex[i].VrhPoly[j].x << "\ty="
				<< MyVertex[i].VrhPoly[j].y << "\tz="
					<< MyVertex[i].VrhPoly[j].z << endl;
	}
}

void MyDraw4::CoefCalculate(void)
{
// racunanje koeficijenata ravnina
	cout << "Proracun koeficijenata" << endl;
	for (int i=0; i<2+MyMatrix.VrhovaPoKatu*(MyMatrix.Katova-1); ++i)
	{
		CalculatePlane(&MyVertex[i]);
		cout << "A=" << MyVertex[i].A << "\tB=" << MyVertex[i].B
			<< "\tC=" << MyVertex[i].C << "\tD=" <<
			MyVertex[i].D << endl;
	}
}

void MyDraw4::CheckPoint(void)
{
// provjera da li je tocka unutra ili vani
	cout << "Provjera da li je tocka unutar/izvan tijela\n"
		"Unesite koordinate ispitne tocke" << endl;
	int x, y, z, MyFlag=0;
	cin >> x;
	cin >> y;
	cin >> z;
	for (int i=0; i<2+MyMatrix.VrhovaPoKatu*(MyMatrix.Katova-1); ++i)
	{
		if (x*MyVertex[i].A+y*MyVertex[i].B+z*MyVertex[i].C+
			MyVertex[i].D<0)
		{
			MyFlag=1;
			break;
		}
	}
	if (MyFlag) cout << "Tocka je van tijela";
	else cout << "Tocka je unutar tijela";
	cout << endl;
}

void MyDraw4::CalculatePlane(Poly *tP)
{
// racunanje jednadzbi ravnina u kojima leze poligoni
	tP->A=(tP->VrhPoly[1].y-tP->VrhPoly[0].y)*
		(tP->VrhPoly[2].z-tP->VrhPoly[0].z)-
		(tP->VrhPoly[1].z-tP->VrhPoly[0].z)*
		(tP->VrhPoly[2].y-tP->VrhPoly[0].y);
	tP->B=-(tP->VrhPoly[1].x-tP->VrhPoly[0].x)*
		(tP->VrhPoly[2].z-tP->VrhPoly[0].z)+
		(tP->VrhPoly[1].z-tP->VrhPoly[0].z)*
		(tP->VrhPoly[2].x-tP->VrhPoly[0].x);
	tP->C=(tP->VrhPoly[1].x-tP->VrhPoly[0].x)*
		(tP->VrhPoly[2].y-tP->VrhPoly[0].y)-
		(tP->VrhPoly[1].y-tP->VrhPoly[0].y)*
		(tP->VrhPoly[2].x-tP->VrhPoly[0].x);
	tP->D=-tP->VrhPoly[0].x*tP->A-tP->VrhPoly[0].y*tP->B
		-tP->VrhPoly[0].z*tP->C;
}

int main(void)
{
	MyDraw4 MyOb(MyAllInput());
	return EXIT_SUCCESS;
}