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//  EgalTech 2016-2016
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// File : VolZmap.cpp         Data : 03.11.16           Versione : 1.6w1
// Contenuto : Implementazione della classe Volume Zmap : intersezioni.
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// Modifiche : 03.11.16 LM Creazione modulo.
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//--------------------------- Include ----------------------------------------
#include "stdafx.h"
#include "VolZmap.h"
#include "GeoConst.h"
#include "\EgtDev\Include\EgtNumUtils.h"

using namespace std ;

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bool
VolZmap::IntersLineBox( const Point3d& ptP, const Vector3d& vtV,
                        const Point3d& ptMin, const Point3d& ptMax, double& dU1, double& dU2)
{
  // Il box è allineato agli assi

   dU1 = - INFINITO ;
   dU2 = INFINITO ;

  // confronto con piani YZ (perpendicolari ad asse X)
   if ( vtV.x > EPS_ZERO) {
      dU1 = max( dU1, ( ptMin.x - ptP.x) / vtV.x) ;
      dU2 = min( dU2, ( ptMax.x - ptP.x) / vtV.x) ;
   }
   else if ( vtV.x < - EPS_ZERO) {
      dU1 = max( dU1, ( ptMax.x - ptP.x) / vtV.x) ;
      dU2 = min( dU2, ( ptMin.x - ptP.x) / vtV.x) ;
   }
   else if ( ptP.x < ptMin.x - EPS_SMALL  ||  ptP.x > ptMax.x + EPS_SMALL)
      return false ;

  // confronto con piani ZX (perpendicolari ad asse Y)
   if ( vtV.y > EPS_ZERO) {
      dU1 = max( dU1, ( ptMin.y - ptP.y) / vtV.y) ;
      dU2 = min( dU2, ( ptMax.y - ptP.y) / vtV.y) ;
   }
   else if ( vtV.y < - EPS_ZERO) {
      dU1 = max( dU1, ( ptMax.y - ptP.y) / vtV.y) ;
      dU2 = min( dU2, ( ptMin.y - ptP.y) / vtV.y) ;
   }
   else if ( ptP.y < ptMin.y - EPS_SMALL  ||  ptP.y > ptMax.y + EPS_SMALL)
      return false ;

  // confronto con piani XZ (perpendicolari ad asse Z)
   if ( vtV.z > EPS_ZERO) {
      dU1 = max( dU1, ( ptMin.z - ptP.z) / vtV.z) ;
      dU2 = min( dU2, ( ptMax.z - ptP.z) / vtV.z) ;
   }
   else if ( vtV.z < - EPS_ZERO) {
      dU1 = max( dU1, ( ptMax.z - ptP.z) / vtV.z) ;
      dU2 = min( dU2, ( ptMin.z - ptP.z) / vtV.z) ;
   }
   else if ( ptP.z < ptMin.z - EPS_SMALL  ||  ptP.z > ptMax.z + EPS_SMALL)
      return false ;

   return ( dU2 >= dU1) ;
}

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bool
VolZmap::IntersLineZMapBBox( const Point3d& ptP, const Vector3d& vtV, double& dU1, double& dU2) 
{
  // Punti estremi del box dello Zmap
   Point3d ptMin = ORIG ;
   Point3d ptMax = ptMin + m_nNx * m_dStep * X_AX + m_nNy * m_dStep * Y_AX + m_dMaxZ * Z_AX ;

   if ( IntersLineBox( ptP, vtV, ptMin, ptMax, dU1, dU2)  &&  ( dU1 > 0  ||  dU2 > 0)) {
      return true ;
   }

   else {
      return false ;
   } 
}

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bool 
VolZmap::IntersLineDexel( const Point3d& ptP, const Vector3d& vtV, unsigned int nI,
                          unsigned int nJ, double& dU1, double& dU2) 
{ 
  // Determino l'indice del dexel e il doppio del numero di suo intervalli
   unsigned int nDexelPos = nJ * m_nNx + nI ;
   unsigned int nDexelSize = unsigned int( m_ZValues[nDexelPos].size()) ;

 // Se non c'è materiale non devo fare alcunché
  if ( nDexelSize == 0) 
     return false ;

  // Determino estremi nel piano XY intrinseco del dexel
   double dXmin = nI * m_dStep ;
   double dYmin = nJ * m_dStep ;
   double dXmax = ( nI + 1) * m_dStep ;
   double dYmax = ( nJ + 1) * m_dStep ;

  // ciclo sugli intervalli
   dU1 = INFINITO ;
   dU2 = - INFINITO ;
   bool bInters = false ;
   for ( unsigned int nIndex = 0 ; nIndex < nDexelSize ; nIndex += 2) {
     // estremi del box del singolo intervallo 
      Point3d ptE1( dXmin, dYmin, m_ZValues[nDexelPos][nIndex]) ;
      Point3d ptE2( dXmax, dYmax, m_ZValues[nDexelPos][nIndex+1]) ;
      double dt1, dt2 ;
      if ( IntersLineBox( ptP, vtV, ptE1, ptE2, dt1, dt2)) {
         bInters = true ;
         dU1 = min( dU1, dt1) ;
         dU2 = max( dU2, dt2) ;
      }
   }

   return bInters ;
}

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bool
VolZmap::GetDepth( const Point3d& ptPGlob, const Vector3d& vtDir, double& dInLength, double& dOutLength)
{
  // Porto il raggio nel riferimento intrinseco
   Point3d ptP = ptPGlob ;
   ptP.ToLoc( m_LocalFrame) ;
   Vector3d vtV = vtDir ;
   vtV.ToLoc( m_LocalFrame) ;
   vtV.Normalize() ;
 
  // Studio dell'intersezione fra semiretta e BBox dello Zmap
   double dU1, dU2 ;
   bool bTest = IntersLineZMapBBox( ptP, vtV, dU1, dU2) ;

  // Semiretta esterna al box dello Zmap
   if ( ! bTest) {
      dInLength = - 2 ; 
      dOutLength = - 2 ;
      return true ;
   }

   Point3d ptI, ptF ;
  // Una sola intersezione valida ( punto interno, intersezione valida 2)
   if ( dU1 < 0  &&  dU2 > 0) {
      ptI = ptP ;
      ptF = ptP + dU2 * vtV ;
   }
  // due soluzioni valide ( punto esterno)
   else {
      ptI = ptP + dU1 * vtV ;
      ptF = ptP + dU2 * vtV ;
   }

  // Determinazione degli indici i j dei punti ptI e ptF       
   int nIi = Clamp( int( floor( ptI.x / m_dStep)), 0, m_nNx - 1) ;
   int nIj = Clamp( int( floor( ptI.y / m_dStep)), 0, m_nNy - 1) ;
   int nFi = Clamp( int( floor( ptF.x / m_dStep)), 0, m_nNx - 1) ;
   int nFj = Clamp( int( floor( ptF.y / m_dStep)), 0, m_nNy - 1) ;
    
  // Inizializzo distanze
   dInLength = INFINITO ;
   dOutLength = - INFINITO ;

  // Variazioni
   double dDeltaX = ptF.x - ptI.x ;  
   double dDeltaY = ptF.y - ptI.y ;

  // se inclinazione da asse X minore di 45 gradi (in assoluto)
   if ( abs( dDeltaY) <= abs( dDeltaX)) {
     // mi muovo lungo X (i)
      int nIncrI = ( nFi >= nIi ? 1 : - 1) ;
      for ( int i = nIi, j = nIj ;
            i != nFi + nIncrI ;
            i += nIncrI) {

        // Controllo con nuovo i e j corrente (considero il bordo sinistro del dexel)
         double dU1, dU2 ;
         if ( IntersLineDexel( ptP, vtV, i, j, dU1, dU2)) {
            dInLength = min( dInLength, dU1) ;
            dOutLength = max( dOutLength, dU2) ;
         }
           
        // Mi sposto sul bordo destro del dexel
         double dMoveX = ( ( i + max( nIncrI, 0)) * m_dStep - ptI.x) ;
         double dMoveY = dMoveX * dDeltaY / dDeltaX ;
         double dY = ptI.y + dMoveY ;
         int OldJ = j ;
         j = Clamp( int( floor( dY / m_dStep)), 0, m_nNy - 1) ;

        // Analisi del dexel
         if ( j != OldJ) {
            double dU1, dU2 ;
            if ( IntersLineDexel( ptP, vtV, i, j, dU1, dU2)) {
               dInLength = min( dInLength, dU1) ;
               dOutLength = max( dOutLength, dU2) ;
            }
         }
      }
   }

  // altrimenti
   else {
     // mi muovo lungo Y (j)
      int nIncrJ = ( nFj >= nIj ? 1 : - 1) ;
      for ( int i = nIi, j = nIj ;
            j != nFj + nIncrJ ;
            j += nIncrJ) {

        // Controllo con nuovo j e i corrente (considero il bordo sotto del dexel)
         double dU1, dU2 ;
         if ( IntersLineDexel( ptP, vtV, i, j, dU1, dU2)) {
            dInLength = min( dInLength, dU1) ;
            dOutLength = max( dOutLength, dU2) ;
         }
           
        // Mi sposto sul bordo sopra del dexel
         double dMoveY = ( ( j + max( nIncrJ, 0)) * m_dStep - ptI.y) ;
         double dMoveX = dMoveY * dDeltaX / dDeltaY ;
         double dX = ptI.x + dMoveX ;
         int OldI = i ;
         i = Clamp( int( floor( dX / m_dStep)), 0, m_nNx - 1) ;

       // Analisi del dexel
         if ( i != OldI) {
            double dU1, dU2 ;
            if ( IntersLineDexel( ptP, vtV, i, j, dU1, dU2)) {
               dInLength = min( dInLength, dU1) ;
               dOutLength = max( dOutLength, dU2) ;
            }
         }
      }   
   }

  // Se non abbiamo incontrato materiale
   if ( dInLength > dOutLength - EPS_SMALL) {
      dInLength = - 2 ;
      dOutLength = - 2 ;
      return true ;
   }

  // Se parto dall'interno
   if ( dInLength < - EPS_SMALL)
      dInLength = - 1 ;
     
   return true ;
}

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bool
VolZmap::AvoidBox( const Frame3d& frBox, const Vector3d& vtDiag)
{
  // BBox
   BBox3d b3Box( ORIG, ORIG + vtDiag) ;

  // lo porto nel riferimento intrinseco dello Zmap
   b3Box.LocToLoc( frBox, m_LocalFrame) ;

  // BBox dello Zmap nel suo riferimento intrinseco
   BBox3d b3Zmap( ORIG, Point3d( m_nNx * m_dStep, m_nNy * m_dStep, m_dMaxZ)) ;

  // Se non interferiscono, posso uscire
   BBox3d b3Int ;
   if ( ! b3Zmap.FindIntersection( b3Box, b3Int))
      return true ;

  // Limiti su indici
   int nStI = Clamp( int( b3Int.GetMin().x / m_dStep), 0, m_nNx -1) ;
   int nEnI = Clamp( int( b3Int.GetMax().x / m_dStep), 0, m_nNx -1) ;
   int nStJ = Clamp( int( b3Int.GetMin().y / m_dStep), 0, m_nNy -1) ;
   int nEnJ = Clamp( int( b3Int.GetMax().y / m_dStep), 0, m_nNy -1) ;

  // Vettore direzione dei dexel nel riferimento del Box
   Vector3d vtK = Z_AX ;  vtK.LocToLoc( m_LocalFrame, frBox) ;

  // Riferimento intrinseco dei dexel nel riferimento del box
   Point3d ptO = ORIG ;   ptO.LocToLoc( m_LocalFrame, frBox) ;
   Vector3d vtX = X_AX ;  vtX.LocToLoc( m_LocalFrame, frBox) ;
   Vector3d vtY = Y_AX ;  vtY.LocToLoc( m_LocalFrame, frBox) ;

  // Ciclo di intersezione dei dexel con il BBox
   for ( int i = nStI ; i <= nEnI ; ++ i) {

      for ( int j = nStJ ; j <= nEnJ ; ++ j) {

         int nPos = j * m_nNx + i ;
         int nSize = int( m_ZValues[nPos].size()) ;
         if ( nSize == 0)
            continue ;

         Point3d ptC = ptO + ( i + 0.5) * m_dStep * vtX + ( j + 0.5) * m_dStep * vtY ;

         double dZmin, dZmax ;
         if ( IntersLineBox( ptC, vtK, ORIG, ORIG + vtDiag, dZmin, dZmax)) {

            for ( int nIndex = 0 ; nIndex < nSize ; nIndex += 2) {
               if ( m_ZValues[nPos].size() == 0)
                  continue ;
               if ( ! ( dZmax < m_ZValues[nPos][nIndex] - EPS_SMALL  ||
                        dZmin > m_ZValues[nPos][nIndex + 1] + EPS_SMALL))
                  return false ;
            }
         }
      }
   }

   return true ;
}