/**
*******************************************************************************

  @file /gui/engine/AdvGeom.h
  @brief Krivky, cesty
  

  @author Vajicek
  @version 0.1
 
******************************************************************************/
#ifndef ADVGEOM_H
#define ADVGEOM_H

#include "common/mm.h"
#include "gui/engine/SceneGeom.h"
#include "gui/common/mymath.h"

namespace gui{

/** Obecna definice krivky.
  Tato trida je abstraktni. Odvozuji se od ni konkretni druhy krivek.
*/
class TGenericCurve //##
{
protected:
  //
  int controlPoints_c;  ///< pocet kontrolenich bodu
  P3F *controlPoints;   ///< kontrolni body
  //
public:
  /// Prace s kontrolnimy body.
  //@{  
  /** Pridat kontrolni bod.
    @param p Ukazatel na bod.
  */
  virtual void addPoint(P3F* p);
  /** Pridat kontrolni bod.
    @param x Souradnice x kontrolniho bodu.
    @param y Souradnice y kontrolniho bodu.
    @param z Souradnice z kontrolniho bodu.
  */
  virtual void addPoint(float x, float y, float z);
  /** Ziskat kontrolni bod.
    @param i Poradi kontrolniho bodu, ktery chci ziskat.
    @return Ukazatel na kontrolni bod.
  */
  virtual P3F* controlPoint(int i);
  /** Pocet kontrolnich bodu.
    @return pocet kontrolnich bodu
  */  
  virtual int controlPointCount();
  /** Smaze vsechny kontrolni body.
  */  
  virtual void clear();
  //@}
  /** Druha derivace.
    @param t vstupni parametr krivky
    @param p vystupni hodnota druhe derivace v bode P(t)
  */
  virtual void evalSecDerivation(float t, P3F* p) = 0;
  /** Spocte hodnotu prvni derivace.
    @param t vstupni parametr krivky
    @param p vystupni hodnota prvni derivace v bode P(t)
  */
  virtual void evalDerivation(float t, P3F* p) = 0;
  /** Spocte krivku v bode.
    @param t vstupni parametr krivky
    @param p vystupni hodnota P(t)
  */
  virtual void eval(float t, P3F* p) = 0;
  /** Vyrobi transformaci do bodu na krivce
    @param t vstupni parametr krivky
    @param m vystupni matice lokalni soustavy krivky v bode t
  */
  virtual void eval(float t, MX4 m) = 0;
  /** Vytvori krivku. 
    Provede narocnejsi predpocet.
  */
  virtual void build() = 0; 
  /** Delka krivky.
    @return odhad delky krivky
  */
  virtual float length() = 0;
  /** Konstruktor.
  */
  TGenericCurve();
  /** Dsrtruktor.
    Odstrani ridici body.
  */
  virtual ~TGenericCurve();
};

/** Aproximacni krivka z bezierovych kubik.

  M = 
  -1  3   -3  1
  3   -6  3   0
  -3  3   0   0
  1   0   0   0

  G = [P0,P1,P2,P3]

  T = [t^3,t^2,t,1]

  P(t) = T M G 

*/
class TJoinQuadricBezierCurve: public TGenericCurve
{
private:
  /// Parametry krivky.
  //@{
  MX4 M;
  int nsize;    ///< celkovy pocet vzorku
  int size;     ///< pocet vzorku na usek
  float delta;  ///< relativni vzdalenost mezi vzorky = 1/size
  //@}
  
  /// Inverzni funkce oblouku.
  //@{
  int inv_c;  ///< pocet useku
  float* inv; ///< vzdalenost v bode useku
  //@}
  
  float len;  ///< skutecna delka

  /** Vytvor matici pro segment.
    @param j segment
    @param m vystupni matice
  */
  void matrix(int j, MX4 m);
  /** Zjisti index segmentu a polohu v nem.
    @param t vstupni hodnota parametru na cele krivce, vystupni hodnota na segmentu
    @return index segmentu
  */
  int calcInv(float* t);//<0,1> -> usek a parametr
public:

  /// Implementace krivky.
  //@{
  void addPoint(float x, float y, float z);
  virtual void clear();
  virtual void evalSecDerivation(float t, P3F* p);
  virtual void evalDerivation(float t, P3F* p);
  virtual void eval(float t, P3F* p);
  virtual void eval(float t, MX4 m);
  virtual void build(); 
  virtual float length();  
  //@}
  /** Konstruktor.
    @param _size pocet useku na segmentu
  */
  TJoinQuadricBezierCurve(int _size);
  /** Destruktor.
  */
  ~TJoinQuadricBezierCurve();
};

/** Lomena cara. */
class TJoinLinearCurve: public TGenericCurve
{
public:
  /// Implementace krivky.
  //@{
  virtual void evalSecDerivation(float t, P3F* p);
  virtual void evalDerivation(float t, P3F* p);
  virtual void eval(float t, P3F* p);
  virtual void eval(float t, MX4 m);
  virtual void build();
  virtual float length();
  //@}
  
  /** Konstruktor.
  */  
  TJoinLinearCurve();
};

/** Hermitovska kubika. */
class THermiteanCubic: public TGenericCurve
{
private:
  MX4 m;      ///< matice pro hermitovskou kubiku
  MX4 mg;     ///< matice*geometricke parametry
  float* cum; ///< vzdalenost v ekvidistantnich bodech
  int cum_c;  ///< pocet bodu
public:
  /** Parametrizace podle oblouku.
    @param t Relativni vzdalenost na krivkce.
    @return Parametr odpovidajici vzdalenosti.
  */
  float arcParam(float t);
  /// Implementace krivky.
  //@{
  virtual void evalSecDerivation(float t, P3F* p);
  virtual void evalDerivation(float t, P3F* p);
  virtual void eval(float t, P3F* p);
  virtual void eval(float t, MX4 m);
  virtual void build();
  virtual float length();
  //@}
  /** Konstruktor.
    Pocet useku na krivku.
  */  
  THermiteanCubic(int seg);
  /** Destruktor.
  */
  ~THermiteanCubic();
};

/** Napojovana Hermitovska kubika. */
class TJoinHermiteanCubic: public TGenericCurve
{
private:
  MX4 m;      ///< matice pro hermitovskou kubiku
  MX4* mg;    ///< buffer pro matice skombinovane s geometrii
  float* cum; ///< zvdalenost od pocatku v mezihodnoutach
  int cum_c;  ///< pocet mezihodnout
  int seg_c;  ///< pocet mezihodnout na segmentu
public:
  /** Pocet segmentu.
    @return Pocet segmentu.
  */
  int curveCount();
  /** Parametrizace podle oblouku.
    @param t Relativni vzdalenost na krivkce.
    @param[out] seg Ktery segment.
    @return Parametr odpovidajici vzdalenosti.
  */
  float arcParam(float t, int* seg);
  /// Implementace krivky.
  //@{
  virtual void evalSecDerivation(float t, P3F* p);
  virtual void evalDerivation(float t, P3F* p);
  virtual void eval(float t, P3F* p);
  virtual void eval(float t, MX4 m);
  virtual void build();
  virtual float length();
  //@} 
  /** Konstruktor.    
    @param seg Pocet useku na segment.
  */  
  TJoinHermiteanCubic(int seg);
  /** Destruktor.
    Rusi buffery na matice a cum.
  */
  virtual ~TJoinHermiteanCubic();
};

}//namespace

#endif
/*****************************************************************************/