// (c) Dinko Korunic, 36355514, kreator@fly.srk.fer.hr
// Zadatak broj 6 iz predmeta Racunalna grafika

#include <iostream.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <X11/Xlib.h>
#include <X11/Xutil.h>

#define MAXX 640 // max x
#define MAXY 480 // max y
#define LPOB 8	// modifikator
#define MINT 0.1  // modificiranje intenziteta (mnozi)
#define DINT 0 // modificiranje intenziteta (zbroji)

class MyDisplay
{
	// klasa MyDisplay u kojoj se nalaze inicijalizacijske xlib
	// rutine, kao i postavljanje background i foreground boje, itd.
	XGCValues gcv;
	unsigned long wp, bp;
	int winx, winy;
	public:
		Display *disp;
		Window win;
		GC gc;
		XEvent ev;
		void MyWait(void);
		int winsx, winsy, screen;
		MyDisplay(int _winx, int _winy, int _winsx,
				int _winsy);
		~MyDisplay();
};

MyDisplay::MyDisplay(int _winx=0, int _winy=0, 
	int _winsx=MAXX, int _winsy=MAXY) :
	winx(_winx), winy(_winy), winsx(_winsx), winsy(_winsy)
{

	// konstruktor koji sluzi za misc. inicijalizaciju
	cout << "Initialising graphic subsystem.." << endl;
	// otvaranje displaya
	if ((disp=XOpenDisplay(NULL))==NULL)
	{
		cerr << "I can't open display." << endl;
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
	screen=DefaultScreen(disp);
	// stvaranje prototipnog prozora
	win=XCreateSimpleWindow(disp, DefaultRootWindow(disp),
		winx, winy, winsx, winsy, 1, wp=WhitePixel(disp, screen),
		bp=BlackPixel(disp, screen));
	XSelectInput(disp, win, StructureNotifyMask | KeyPressMask
		| ExposureMask);
	// mapiranje prozora
	XMapWindow(disp, win);
	while(1)
	{
		// cekaj dok nije gotovo
		XNextEvent(disp, &ev);
		if (ev.type==MapNotify) break;
	}
	gcv.foreground=wp;
	gcv.background=bp;
	// stvori gc
	gc=XCreateGC(disp, win, GCForeground | GCBackground, &gcv);
	cout << "done." << endl;
}

MyDisplay::~MyDisplay()
{
	// destruktor za graficki engine
	cout << "Shutting graphic subsystem.." << endl;
	XFreeGC(disp, gc);
	XDestroyWindow(disp, win);
	XCloseDisplay(disp);
	cout << "done." << endl;
}

void MyDisplay::MyWait(void)
{
	// postavi wait na keypress
	XSelectInput(disp, win, KeyPressMask | ExposureMask);
	while(1)
	{
		XNextEvent(disp, &ev);
		if (ev.type==KeyPress) break;
	}
}

// vrh poligona
struct Vrh
{
	int x, y, z, // koordinate u sustavu scene
		xo, yo, zo, // koordinate u sustavu oka
		xp, yp, // koordinate prikaza
		intenzitet;
};

// poligon
struct Poligon
{
	int n, // broj vrhova poligona
		boja; // boja 0-crvena 1-zelena 2-plava 3-siva
	float A, B, C, D; // koeficijenti ranvine u kojoj lezi poligon
	Vrh *Polje; // polje vrhova poligona orijentirano u smjeru
			// kazaljke na satu
};

class MiscDraw : public MyDisplay
{
	Colormap cmap;
	XColor xcolor, colorcell;
	int darkcolor, lightcolor, black, white;
	public:
		XImage *image;
		long translate[4]; /* for converting colors */
		MiscDraw();
};

MiscDraw::MiscDraw()
{
	cmap=DefaultColormap(disp, screen);
	//XInitImage(image);
	if (XAllocNamedColor(disp, cmap, "red", &colorcell, &xcolor))
		translate[0]=colorcell.pixel;
	if (XAllocNamedColor(disp, cmap, "green", &colorcell, &xcolor))
		translate[1]=colorcell.pixel;
	if (XAllocNamedColor(disp, cmap, "blue", &colorcell, &xcolor))
		translate[2]=colorcell.pixel;
	if (XAllocNamedColor(disp, cmap, "grey", &colorcell, &xcolor))
		translate[3]=colorcell.pixel;
	image=XGetImage(disp, win, 0, 0, MAXX, MAXY, AllPlanes, ZPixmap);
}

class MyDraw6 : public MiscDraw
{
	Poligon MyPoligon[2]; // trazila su se dva poligona
	int *Lx, *Lintenzitet, *Lz, *Dx, *Dintenzitet, *Dz, *Zbuf;
	void Input(void);
	void Alociraj(void);
	void PopuniZbuf(void);
	void PopuniSpremnike(Poligon *);
	public:
		MyDraw6();
};

// unos poligona, koordinata, boja, itd.
void MyDraw6::Input(void)
{
	int i, j;
	for (i=0; i<2; ++i)
	{
		cout << "Unesi broj vrhova poligona i boju poligona #"
			<< i << " " << endl;
		cin >> MyPoligon[i].n;
		cin >> MyPoligon[i].boja;
		MyPoligon[i].Polje=new Vrh[MyPoligon[i].n];
		for (j=0; j<MyPoligon[i].n; ++j)
		{
			cout << "Unesi x, y, z i intenzitet za koordinatu "
				<< j << endl;
			cin >> MyPoligon[i].Polje[j].xp;
			cin >> MyPoligon[i].Polje[j].yp;
			cin >> MyPoligon[i].Polje[j].zo;
			cin >> MyPoligon[i].Polje[j].intenzitet;
		}
	}
}

MyDraw6::MyDraw6()
{
	// ucitavamo
	Input();
	// alociramo memoriju za polja
	Alociraj();
	// zbuf inicijalno mora biti postavljen na najvecu mogucu
	// udaljenost
	PopuniZbuf();
	// odredujemo vrijednosti u L i D spremnicima
	int i, j, ymin, ymax, k, t, z, intenzitet;
	double derz, derintenzitet;
	for (i=0; i<MAXY/LPOB; ++i)
	{
		ymin=i*LPOB;
		ymax=(i+1)*LPOB;
		// radimo za oba poligona
		for (j=0; j<2; ++j)
		{
			PopuniSpremnike(&MyPoligon[j]);
			// odredujemo podrucje (po y) u kojem se nalazi
			// slika
			for (k=ymin; k<ymax; ++k)
			{
				if (Lx[k]!=Dx[k])
				{
					derz=(Lz[k]-Dz[k])/(Lx[k]-Dx[k]);
					derintenzitet=(Lintenzitet[k]-
						Dintenzitet[k])/(Lx[k]-Dx[k]);
					for (t=Lx[k]; t<=Dx[k]; ++t)
					{
						z=Lz[k]+(int)derz*(t-Lx[k]);
						intenzitet=Lintenzitet[k]+
							(int)derintenzitet
							*(t-Lx[k]);
						if (z<Zbuf[(k-ymin)*MAXX+t])
						{
							XPutPixel(image,
							t, k, 
							translate[MyPoligon[j]
							.boja]+intenzitet*MINT
							+DINT);
							Zbuf[(k-ymin)*MAXX+t]=
								z;
						}
					}
				}
			}
		}
		PopuniZbuf();
	}
	XPutImage(disp, win, gc, image, 0, 0, 0, 0, MAXX, MAXY);
	XDrawString(disp, win, gc, 20, 20, "RGF labos br. 6", 15);
	MyWait();
}

void MyDraw6::Alociraj(void)
{
	Lx=new int[MAXY];
	Dx=new int[MAXY];
	Lintenzitet=new int[MAXY];
	Dintenzitet=new int[MAXY];
	Lz=new int[MAXY];
	Dz=new int[MAXY];
	Zbuf=new int[LPOB*MAXX];
}

#define BITSPERBYTE 8
#define BITS(type) (BITSPERBYTE*(int)sizeof(type))
#define INTBITS BITS(int)
#define MININT ((int)(1<<(INTBITS-1)))
#define MAXINT ((int)~MININT)

void MyDraw6::PopuniZbuf(void)
{
	long i, tmpSize=MAXX*LPOB;
	for (i=0; i<tmpSize; ++i)
		Zbuf[i]=MAXINT;
}

void MyDraw6::PopuniSpremnike(Poligon *P)
{
	int i, *adrx, *adrz, *adrintenzitet, xi, xf, mi, mf, ybrojac,
		xodluka, yodluka;
	// inicijalno je sve nula
	for (i=0; i<MAXY; ++i)
		Lx[i]=Dx[i]=Lz[i]=Dz[i]=Lintenzitet[i]=Dintenzitet[i]=0;
	
	// za sve linije poligona popunjavamo spremnike L i D
	for (i=0; i<P->n; ++i)
	{
		// odredujemo u koji se spremnik spremaju vrijednosti
		if (P->Polje[i].yp>P->Polje[(i+1)%P->n].yp)
		{
			adrx=Dx;
			adrz=Dz;
			adrintenzitet=Dintenzitet;
			yodluka=-1;
		}
		else
		{
			adrx=Lx;
			adrz=Lz;
			adrintenzitet=Lintenzitet;
			yodluka=1;
		}
		
		// radimo DDA postupak za x spremnike
		if (P->Polje[i].xp<P->Polje[(i+1)%P->n].xp)
			xodluka=1;
		else
			xodluka=-1;
		xi=P->Polje[i].xp;
		xf=-abs(P->Polje[(i+1)%P->n].yp-P->Polje[i].yp);
		if (xf)
		{
			mi=abs((P->Polje[(i+1)%P->n].xp-P->Polje[i].xp)
				/(P->Polje[(i+1)%P->n].yp-P->Polje[i].yp));
			mf=abs(2*((P->Polje[(i+1)%P->n].xp-P->Polje[i].xp)
				%(P->Polje[(i+1)%P->n].yp-P->Polje[i].yp)));
			for (ybrojac=P->Polje[i].yp; yodluka*ybrojac<=yodluka
				*(P->Polje[(i+1)%P->n].yp); ybrojac+=yodluka)
			{
				adrx[ybrojac]=xi;
				xi+=xodluka*mi;
				xf+=mf;
				if (xf>=0)
				{
					xi+=xodluka;
					xf-=2*abs(P->Polje[(i+1)%P->n].yp
						-P->Polje[i].yp);
				}
			}
		}
		else
		{
			if (P->Polje[i].xp>P->Polje[(i+1)%P->n].xp)
				Dx[P->Polje[i].yp]=xi;
			else
				Lx[P->Polje[i].yp]=xi;
		}
		// radimo DDA postupak za z spremnike
		// ovdje xodluka ima odluku zodluke (tj, da li vrijednost
		// po z-u raste ili pada)
		if (P->Polje[i].zo<P->Polje[(i+1)%P->n].zo)
			xodluka=1;
		else
			xodluka=-1;
		xi=P->Polje[i].zo;
		xf=-abs(P->Polje[(i+1)%P->n].yp-P->Polje[i].yp);
		if (xf)
		{
			mi=abs((P->Polje[(i+1)%P->n].zo
				-P->Polje[i].zo)/(P->Polje[(i+1)%P->n].yp
					-P->Polje[i].yp));
			mf=abs(2*((P->Polje[(i+1)%P->n].zo-P->Polje[i].zo)
				%(P->Polje[(i+1)%P->n].yp-P->Polje[i].yp)));
			for (ybrojac=P->Polje[i].yp;
			yodluka*ybrojac<=yodluka*(P->Polje[(i+1)%P->n].yp);
				ybrojac+=yodluka)
			{
				adrz[ybrojac]=xi;
				xi+=xodluka*mi;
				xf+=mf;
				if (xf>=0)
				{
					xi+=xodluka;
					xf-=2*abs(P->Polje[(i+1)%P->n].yp
						-P->Polje[i].yp);
				}
			}
		}
		else
		{
			if (P->Polje[i].xp>P->Polje[(i+1)%P->n].xp)
				Dz[P->Polje[i].yp]=xi;
			else
				Lz[P->Polje[i].yp]=xi;
		}

		// radimo DDA postupak za intenzitet medju pojedinim linijama
		if (P->Polje[i].intenzitet<P->Polje[(i+1)%P->n].intenzitet)
			xodluka=1;
		else
			xodluka=-1;
		xi=P->Polje[i].intenzitet;
		xf=-abs(P->Polje[(i+1)%P->n].yp-P->Polje[i].yp);
		if (xf)
		{
			mi=abs((P->Polje[(i+1)%P->n].intenzitet
				-P->Polje[i].intenzitet)
				/(P->Polje[(i+1)%P->n].yp-P->Polje[i].yp));
			mf=abs(2*((P->Polje[(i+1)%P->n].intenzitet-
				P->Polje[i].intenzitet)%
				(P->Polje[(i+1)%P->n].yp-P->Polje[i].yp)));
			for (ybrojac=P->Polje[i].yp; yodluka*ybrojac<=
				yodluka*(P->Polje[(i+1)%P->n].yp);
					ybrojac+=yodluka)
			{
				adrintenzitet[ybrojac]=xi;
				xi+=xodluka*mi;
				xf+=mf;
				if (xf>=0)
				{
					xi+=xodluka;
					xf-=2*abs(P->Polje[(i+1)%P->n].yp-
						P->Polje[i].yp);
				}
			}
		}
		else
		{
			if (P->Polje[i].xp>P->Polje[(i+1)%P->n].xp)
				Dintenzitet[P->Polje[i].yp]=xi;
			else
				Lintenzitet[P->Polje[i].yp]=xi;
		}
	}
}

int main(void)
{
	MyDraw6 MyOb;
	return EXIT_SUCCESS;
}