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linear model instance state
authorDaniel Karbach <daniel.karbach@localhorst.tv>
Wed, 14 Oct 2015 10:28:40 +0000 (12:28 +0200)
committerDaniel Karbach <daniel.karbach@localhorst.tv>
Wed, 14 Oct 2015 10:28:40 +0000 (12:28 +0200)
src/model/Instance.hpp
src/model/Model.hpp
src/model/Part.hpp [new file with mode: 0644]
src/model/model.cpp

index 6c073b8e2a08ceabd48880227fcebda5371a3be3..9de1a5db8e3382414131a77f2d4766b881118566 100644 (file)
@@ -1,6 +1,8 @@
 #ifndef BLANK_MODEL_INSTANCE_HPP_
 #define BLANK_MODEL_INSTANCE_HPP_
 
+#include "Part.hpp"
+
 #include <vector>
 #include <glm/glm.hpp>
 #include <glm/gtc/quaternion.hpp>
@@ -11,8 +13,6 @@ namespace blank {
 class Model;
 class DirectionalLighting;
 
-// TODO: this doesn't have to be a tree, actually
-//       linearizing might be a good opportunity to optimize
 class Instance {
 
        friend class Model;
@@ -20,34 +20,14 @@ class Instance {
 public:
        Instance();
 
-       operator bool() const noexcept { return part_model; }
-       const Model &GetModel() const noexcept { return *part_model; }
-
-       const glm::vec3 &Position() const noexcept { return position; }
-       void Position(const glm::vec3 &p) noexcept { position = p; }
-
-       const glm::quat &Orientation() const noexcept { return orientation; }
-       void Orientation(const glm::quat &o) noexcept { orientation = o; }
-
-       glm::mat4 LocalTransform() const noexcept;
-       glm::mat4 GlobalTransform() const noexcept;
+       operator bool() const noexcept { return model; }
+       const Model &GetModel() const noexcept { return *model; }
 
        void Render(const glm::mat4 &, DirectionalLighting &) const;
 
 private:
-       Instance &AddPart();
-       bool HasParent() const noexcept { return parent; }
-       Instance &Parent() const noexcept { return *parent; }
-       bool IsRoot() const noexcept { return !HasParent(); }
-
-private:
-       const Model *part_model;
-       Instance *parent;
-
-       glm::vec3 position;
-       glm::quat orientation;
-
-       std::vector<Instance> parts;
+       const Model *model;
+       std::vector<Part::State> state;
 
 };
 
index 118ac2e2004d723d0351c9a458a705006a562bcd..c46caf442740cb7efec78a4aad27087339faf705 100644 (file)
@@ -1,10 +1,11 @@
 #ifndef BLANK_MODEL_MODEL_HPP_
 #define BLANK_MODEL_MODEL_HPP_
 
-#include "geometry.hpp"
+#include "Part.hpp"
 
 #include <cstdint>
 #include <list>
+#include <vector>
 #include <glm/glm.hpp>
 #include <glm/gtc/quaternion.hpp>
 
@@ -25,42 +26,18 @@ public:
        std::uint32_t ID() const noexcept { return id; }
        void ID(std::uint32_t i) noexcept { id = i; }
 
-       const AABB &Bounds() const noexcept { return bounds; }
-       void Bounds(const AABB &b) noexcept { bounds = b; }
-
-       const glm::vec3 &Position() const noexcept { return position; }
-       void Position(const glm::vec3 &p) noexcept { position = p; }
-
-       const glm::quat &Orientation() const noexcept { return orientation; }
-       void Orientation(const glm::quat &o) noexcept { orientation = o; }
-
-       bool HasNodeMesh() const noexcept { return node_mesh; }
-       void SetNodeMesh(const EntityMesh *m) noexcept { node_mesh = m; }
-
-       const EntityMesh &NodeMesh() const noexcept { return *node_mesh; }
-
-       Model &AddPart();
-       bool HasParent() const noexcept { return parent; }
-       Model &Parent() const noexcept { return *parent; }
-       bool IsRoot() const noexcept { return !HasParent(); }
-
-       glm::mat4 LocalTransform() const noexcept;
-       glm::mat4 GlobalTransform() const noexcept;
+       Part &RootPart() noexcept { return root; }
+       const Part &RootPart() const noexcept { return root; }
+       Part &GetPart(std::size_t i) noexcept { return *part[i]; }
+       const Part &GetPart(std::size_t i) const noexcept { return *part[i]; }
 
+       void Enumerate();
        void Instantiate(Instance &) const;
 
 private:
-       Model *parent;
-       const EntityMesh *node_mesh;
-
        std::uint32_t id;
-
-       AABB bounds;
-
-       glm::vec3 position;
-       glm::quat orientation;
-
-       std::list<Model> parts;
+       Part root;
+       std::vector<Part *> part;
 
 };
 
diff --git a/src/model/Part.hpp b/src/model/Part.hpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..029442b
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,51 @@
+#ifndef BLAMK_MODEL_PART_HPP_
+#define BLAMK_MODEL_PART_HPP_
+
+#include "geometry.hpp"
+
+#include <cstdint>
+#include <list>
+#include <vector>
+#include <glm/glm.hpp>
+#include <glm/gtc/quaternion.hpp>
+
+
+namespace blank {
+
+class DirectionalLighting;
+class EntityMesh;
+class Model;
+
+struct Part {
+
+       std::uint16_t id;
+       AABB bounds;
+       struct State {
+               glm::vec3 position = glm::vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
+               glm::quat orientation = glm::quat(1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
+       } initial;
+       const EntityMesh *mesh;
+
+       Part();
+       ~Part();
+
+       Part &AddChild();
+       const std::list<Part> &Children() const noexcept { return children; }
+
+       std::uint16_t Enumerate(std::uint16_t) noexcept;
+       void Index(std::vector<Part *> &) noexcept;
+
+       glm::mat4 LocalTransform(const std::vector<State> &) const noexcept;
+       glm::mat4 GlobalTransform(const std::vector<State> &) const noexcept;
+
+       void Render(const glm::mat4 &, const std::vector<State> &, DirectionalLighting &) const;
+
+private:
+       const Part *parent;
+       std::list<Part> children;
+
+};
+
+}
+
+#endif
index 70a1fc233be73a3de3b407ca3abc8ee516a327af..632a5b64289533c343c18fd1a18ef35b28cf0ba2 100644 (file)
 
 namespace blank {
 
-Model::Model()
-: parent(nullptr)
-, node_mesh(nullptr)
-, id(0)
-, bounds{{ 0.0f, 0.0f, 0.0f }, { 0.0f, 0.0f, 0.0f }}
-, position(0.0f)
-, orientation(1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f)
-, parts() {
+Instance::Instance()
+: model(nullptr)
+, state() {
 
 }
 
-
-Model &Model::AddPart() {
-       parts.emplace_back();
-       parts.back().parent = this;
-       return parts.back();
+void Instance::Render(const glm::mat4 &M, DirectionalLighting &prog) const {
+       model->RootPart().Render(M, state, prog);
 }
 
 
-glm::mat4 Model::LocalTransform() const noexcept {
-       glm::mat4 transform(toMat4(orientation));
-       transform[3].x = position.x;
-       transform[3].y = position.y;
-       transform[3].z = position.z;
-       return transform;
-}
+Model::Model()
+: id(0)
+, root()
+, part() {
 
-glm::mat4 Model::GlobalTransform() const noexcept {
-       if (HasParent()) {
-               return Parent().GlobalTransform() * LocalTransform();
-       } else {
-               return LocalTransform();
-       }
 }
 
+void Model::Enumerate() {
+       part.clear();
+       part.resize(root.Enumerate(0), nullptr);
+       root.Index(part);
+}
 
 void Model::Instantiate(Instance &inst) const {
-       inst.part_model = this;
-       inst.position = position;
-       inst.orientation = orientation;
-       inst.parts.clear();
-       inst.parts.reserve(parts.size());
-       for (const Model &part : parts) {
-               part.Instantiate(inst.AddPart());
-       }
+       inst.model = this;
+       inst.state.clear();
+       inst.state.resize(part.size());
 }
 
 
-Instance::Instance()
-: part_model(nullptr)
+Part::Part()
+: id(0)
+, bounds{ glm::vec3(0.0f), glm::vec3(0.0f) }
+, initial()
+, mesh(nullptr)
 , parent(nullptr)
-, position(0.0f)
-, orientation(1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f)
-, parts() {
+, children() {
 
 }
 
+Part::~Part() {
+
+}
+
+Part &Part::AddChild() {
+       children.emplace_back();
+       children.back().parent = this;
+       return children.back();
+}
 
-Instance &Instance::AddPart() {
-       parts.emplace_back();
-       parts.back().parent = this;
-       return parts.back();
+std::uint16_t Part::Enumerate(std::uint16_t counter) noexcept {
+       id = counter++;
+       for (Part &part : children) {
+               counter = part.Enumerate(counter);
+       }
+       return counter;
 }
 
+void Part::Index(std::vector<Part *> &index) noexcept {
+       index[id] = this;
+       for (Part &part : children) {
+               part.Index(index);
+       }
+}
 
-glm::mat4 Instance::LocalTransform() const noexcept {
-       glm::mat4 transform(toMat4(orientation));
-       transform[3].x = position.x;
-       transform[3].y = position.y;
-       transform[3].z = position.z;
+glm::mat4 Part::LocalTransform(
+       const std::vector<State> &state
+) const noexcept {
+       glm::mat4 transform(toMat4(initial.orientation * state[id].orientation));
+       transform[3] = glm::vec4(initial.position + state[id].position, 1.0f);
        return transform;
 }
 
-glm::mat4 Instance::GlobalTransform() const noexcept {
-       if (HasParent()) {
-               return Parent().GlobalTransform() * LocalTransform();
+glm::mat4 Part::GlobalTransform(
+       const std::vector<State> &state
+) const noexcept {
+       if (parent) {
+               return parent->GlobalTransform(state) * LocalTransform(state);
        } else {
-               return LocalTransform();
+               return LocalTransform(state);
        }
 }
 
-
-void Instance::Render(const glm::mat4 &M, DirectionalLighting &prog) const {
-       glm::mat4 transform(M * LocalTransform());
-       if (part_model->HasNodeMesh()) {
+void Part::Render(
+       const glm::mat4 &M,
+       const std::vector<State> &state,
+       DirectionalLighting &prog
+) const {
+       glm::mat4 transform = M * LocalTransform(state);
+       if (mesh) {
                prog.SetM(transform);
-               part_model->NodeMesh().Draw();
+               mesh->Draw();
        }
-       for (const Instance &part : parts) {
-               part.Render(transform, prog);
+       for (const Part &part : children) {
+               part.Render(transform, state, prog);
        }
 }
 
@@ -124,22 +130,26 @@ void Skeletons::LoadHeadless() {
        {
                skeletons.emplace_back(new Model);
                skeletons[0]->ID(1);
-               skeletons[0]->Bounds(bounds);
+               skeletons[0]->RootPart().bounds = bounds;
+               skeletons[0]->Enumerate();
        }
        {
                skeletons.emplace_back(new Model);
                skeletons[1]->ID(2);
-               skeletons[1]->Bounds(bounds);
+               skeletons[1]->RootPart().bounds = bounds;
+               skeletons[1]->Enumerate();
        }
        {
                skeletons.emplace_back(new Model);
                skeletons[2]->ID(3);
-               skeletons[2]->Bounds(bounds);
+               skeletons[2]->RootPart().bounds = bounds;
+               skeletons[2]->Enumerate();
        }
        {
                skeletons.emplace_back(new Model);
                skeletons[3]->ID(4);
-               skeletons[3]->Bounds(bounds);
+               skeletons[3]->RootPart().bounds = bounds;
+               skeletons[3]->Enumerate();
        }
 }
 
@@ -157,7 +167,7 @@ void Skeletons::Load(const ShapeRegistry &shapes, TextureIndex &tex_index) {
                buf.hsl_mods.resize(shape.VertexCount(), { 0.0f, 1.0f, 1.0f });
                buf.rgb_mods.resize(shape.VertexCount(), { 1.0f, 1.0f, 0.0f });
                meshes[0].Update(buf);
-               skeletons[0]->SetNodeMesh(&meshes[0]);
+               skeletons[0]->RootPart().mesh = &meshes[0];
        }
        {
                buf.Clear();
@@ -165,7 +175,7 @@ void Skeletons::Load(const ShapeRegistry &shapes, TextureIndex &tex_index) {
                buf.hsl_mods.resize(shape.VertexCount(), { 0.0f, 1.0f, 1.0f });
                buf.rgb_mods.resize(shape.VertexCount(), { 0.0f, 1.0f, 1.0f });
                meshes[1].Update(buf);
-               skeletons[1]->SetNodeMesh(&meshes[1]);
+               skeletons[1]->RootPart().mesh = &meshes[1];
        }
        {
                buf.Clear();
@@ -173,7 +183,7 @@ void Skeletons::Load(const ShapeRegistry &shapes, TextureIndex &tex_index) {
                buf.hsl_mods.resize(shape.VertexCount(), { 0.0f, 1.0f, 1.0f });
                buf.rgb_mods.resize(shape.VertexCount(), { 1.0f, 0.0f, 1.0f });
                meshes[2].Update(buf);
-               skeletons[2]->SetNodeMesh(&meshes[2]);
+               skeletons[2]->RootPart().mesh = &meshes[2];
        }
        {
                buf.Clear();
@@ -181,7 +191,7 @@ void Skeletons::Load(const ShapeRegistry &shapes, TextureIndex &tex_index) {
                buf.hsl_mods.resize(shape.VertexCount(), { 0.0f, 1.0f, 1.0f });
                buf.rgb_mods.resize(shape.VertexCount(), { 1.0f, 0.25f, 0.5f });
                meshes[3].Update(buf);
-               skeletons[3]->SetNodeMesh(&meshes[3]);
+               skeletons[3]->RootPart().mesh = &meshes[3];
        }
 }