// Computergraphik I
// Prof. Dr. Juergen Doellner
// Sommersemester 2001
// 
// Rahmenprogramm fuer Aufgabenzettel 4

// Stephan Brumme, 702544
// last changes: May 19, 2001

#include "cgellipse.h"


CGEllipse::CGEllipse(int width, int height) : raster_(width,height) {
    // Objektvariablen initialisieren
	First_ = true;
}

void CGEllipse::onInit() {
	// Hintergrundfarbe weiss
    glClearColor(1, 0.9, 0.8, 1);

	// ohne perspektivische Verzerrung, da nur 2D
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    gluOrtho2D(0, raster_.width()-1, 0, raster_.height()-1);
}

void CGEllipse::onDraw() {
    // Colorbuffer loeschen    
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

    // Zeichenen der Raster-Klasse
	raster_.draw();
	   
	// Backbuffer anzeigen
    swapBuffers();
}

void CGEllipse::onSize(unsigned int newWidth, unsigned int newHeight) {
	// neue Fenstergröße speichern
    winWidth_ = newWidth;
    winHeight_ = newHeight;
    glViewport(0, 0, newWidth - 1, newHeight - 1);
}

void CGEllipse::onButton(MouseButton button, MouseButtonEvent event, int x, int y) {
    // Sichern der x und y Werte
    // Anfang und Ende unterscheiden durch MouseButtonEvent:
    // MouseButtonDown = Start
    // MouseButtonUp = End

	// Mausposition in Rasterkoordinaten umrechnen
	x = (int)(0.5 + x / ((float)winWidth_ /(raster_.width()-1)));
	y = (int)(0.5 + y / ((float)winHeight_/(raster_.height()-1)));

	// Linienanfang
	if (event == MouseButtonDown)
	{
		xBegin_ = x;
		yBegin_ = y;
	}
	
	// Linienende
	if (event == MouseButtonUp)
	{
		xEnd_ = x;
		yEnd_ = y;
		// Endpunkt steht fest, Linie darf gezeichnet werden
		First_ = false;
	}

	// Raster löschen
    raster_.clear(); 
	// Linie im Raster zeichnen
	if (!First_)
		drawEllipse(xBegin_, yBegin_, xEnd_, yEnd_);

	// Raster auf dem Bildschirm darstellen
    onDraw();
}

void CGEllipse::onMove(MouseButton button, int x, int y) {
	// Endpunkt ermitteln
    onButton(button, MouseButtonUp, x, y);
}

void CGEllipse::drawEllipsePoints(int midx, int midy, int x, int y)
{
    // zeichne in allen 4 Quadranten, beachte Verschiebung aus Ursprung heraus
    raster_.setPixel(midx+x, midy+y);
    raster_.setPixel(midx+x, midy-y);
    raster_.setPixel(midx-x, midy+y);
    raster_.setPixel(midx-x, midy-y);
}

void CGEllipse::drawEllipse(int x1, int y1, int x2, int y2) {
    // Ellipsen Algorithmus
    // Zeichnen mit der Raster-Klasse

	// ändere ggf. Eckpunkte, sodass untere linke Ecke per x1/y1 
    // und obere rechte per x2/y2 definiert wird
	if (x2 < x1)
	{
		int temp;

		temp = x2;
		x2 = x1;
		x1 = temp;
	}
	if (y2 < y1)
	{
		int temp;

		temp = y2;
		y2 = y1;
		y1 = temp;
	}

    // Ellipsenparameter
    int A = (y2-y1) / 2;
    int B = (x2-x1) / 2;
    int A2= A*A;
    int B2= B*B;

    // verweigere zu kleine Ellipsen
    if (A == 0 || B == 0)
        return;
    
    // Ellipsenmittelpunkt
    int midX = x1+B;
    int midY = y1+A;

    // oben mittig beginnen
    int x = 0;
    int y = A;

    // "Enden" der Ellipsen zeichnen
    drawEllipsePoints(midX, midY, 0, A);

    // Entscheidungsvariable für E/SE
    int d1  = A2-A*B2+B2/4;

    // Inkremente 1. und 2.Ordnung für x und y
    int dX  = A2*3;
    int ddX = A2*2;
    int dY  = B2*(-2*A+2);
    int ddY = 2*B2;

    // solange in Region 1
    while (dX < -dY || d1 < 0)
    {

        // nach Süden ?
        if (d1 > 0)
        {
            d1 += dY;
            dY += ddY;
            y--;
        }

        // immer nach Osten
        d1 += dX;
        dX += ddX;
        x++;

        // alle 4 Quadranten zeichnen
        drawEllipsePoints(midX, midY, x, y);
    }


    // Entscheidungsvariable für SE/S
    int d2 = A2*x*x+A2*x + B2*(y-1)*(y-1) - A2*B2;

    // Inkremente 1.Ordnung für x und y
    dX     = A2*(2*x+2);
    dY     = B2*(-2*y+3);
    // Inkremente 2.Ordnung können unverändert aus Region 1 übernommen werden

    // bis x-Achse errreicht
    while (y > 0)
    {
        // nach Osten ?
        if (d2 < 0)
        {
            d2 += dX;
            dX += ddX;
            x++;
        }

        // immer nach Süden
        d2 += dY;
        dY += ddY;
        y--;

        // alle 4 Quadranten zeichnen
        drawEllipsePoints(midX, midY, x, y);
    }
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    CGEllipse ellipse(81, 81);
    ellipse.start(argc, argv, "CGEllipse, Stephan Brumme, 702544");
    return(0);
}