#pragma once

#include "Grid.hpp"

#include <array>

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// 球オブジェクト
class object_sphere {
  glm::vec3 _center;
  glm::vec3 _color;
  float _r;
public:
  object_sphere(glm::vec3 center_, glm::vec3 color_,float radius_) :
    _center(center_), _color(color_),_r(radius_) {}
  object_sphere() {}

  //! @brief レイと球の交点を求める
  //! @param [out] pos_ 交点の座標
  //! @param [out] color_ 球オブジェクトの色
  //! @param [out] normal_ 交点の面の法線
  //! @param [in] ray_ レイ
  //! @retval true 交差している
  //! @retval false 交差していない
  bool intersect(
    glm::vec3* pos_, 
    glm::vec3* color_,
    glm::vec3* normal_,
    const std::array<glm::vec3, 2>& ray_)const;

  const glm::vec3& color()const { return _color; }
  glm::vec3& color() { return _color; }

};

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// 三角形オブジェクト
class object_triangle {
  std::array<glm::vec3, 3> _points;
  glm::vec3 _color;
public:
  object_triangle(
    std::array<glm::vec3, 3> points_, glm::vec3 color_) :
    _points(points_), _color(color_) {}
  object_triangle() {}

  bool intersect(
    glm::vec3* pos_,
    glm::vec3* color_,
    glm::vec3* normal_,
    const std::array<glm::vec3, 2>& ray_)const;

  const glm::vec3& color()const { return _color; }
  glm::vec3& color() { return _color; }

};

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// ポイントライト
class light_point {
  glm::vec3 _position;
  glm::vec3 _diffuse_color;
  glm::vec3 _ambient_color;
  glm::vec3 _specular_color;
public:

  light_point(
    const glm::vec3& position_, 
    const glm::vec3& diffuse_color_,
    const glm::vec3& ambient_color_,
    const glm::vec3& specular_color_
  ) :
    _position(position_), 
    _diffuse_color(diffuse_color_),
    _ambient_color(ambient_color_),
    _specular_color(specular_color_)
  {}
  light_point() {}

  glm::vec3 calc_vector_point_to_light(const glm::vec3& point_)const {
    // from -> _position
    return glm::normalize(_position - point_);
  }

  const glm::vec3& position()const {return _position;}
  glm::vec3& position() { return _position; }

  const glm::vec3& diffuse_color()const {return _diffuse_color;}
  glm::vec3& diffuse_color() { return _diffuse_color; }

  const glm::vec3& ambient_color()const { return _ambient_color; }
  glm::vec3& ambient_color() { return _ambient_color; }

  const glm::vec3& specular_color()const { return _specular_color; }
  glm::vec3& specular_color() { return _specular_color; }

};

struct hit_pixel_t {
  glm::vec3 _position;
  glm::vec3 _color;
  hit_pixel_t(const glm::vec3& position_, const glm::vec3& color_) :
    _position(position_), _color(color_) {}

};


// レイキャスト用のクラス
class my_raycast {
  grid g[2];
  float _startZ;
  float _endZ;
  int _pxwidth;
  int _pxheight;
public:

  //! @brief 視点を取得
  //! @details 普通は視点、near , farからレイを作成すると思うが、今回は
  //! グリッドを二枚作ることでnear,farを決定しているので、視点を計算で求める必要がある。
  //! 視点はspecular計算の時に必要となる。
  glm::vec3 get_eye_position()const {
    float a = g[0].ywidth() / 2.0;
    float b = g[1].ywidth() / 2.0;
    float d = glm::length(g[1].center() - g[0].center());
    float c = a * d / (b - a);


    // 始点　→　終点
    glm::vec3 veceye = g[1].center() - g[0].center();
    veceye = glm::normalize(veceye);
    return g[0].center()  - veceye * c;
  }

  my_raycast() {}

  //! @brief 結果のピクセル数（幅）を取得
  int width()const { return _pxwidth; }
  //! @brief 結果のピクセル数（高さ）を取得
  int height()const { return _pxheight; }

  //! @brief レイの開始点となるグリッド、終点となるグリッドを作成する
  //! @param [in] startZ_   始点のグリッドのZ座標
  //! @param [in] endZ_   終点のグリッドのZ座標
  //! @param [in] pxwidth_  ピクセル数 X
  //! @param [in] pxheight_ ピクセル数 Y
  void set(const float startZ_, const float endZ_, const int pxwidth_, const int pxheight_);

  //グリッド取得
  const grid& get_grid(const size_t index)const {
    return g[index];
  }

  //グリッドから作成するレイの数を取得
  int ray_count() {
    return g[0].cellCount();
  }

  //グリッドから作成するレイを取得
  std::array<glm::vec3, 2> get_ray(const size_t index)const;

  //始点グリッド、終点グリッドの中間の位置を取得（表示用）
  float lookatZ()const {
    return (_startZ + _endZ) / 2.f;
  }


  //////////////////////////////////////////////
  //////////////////////////////////////////////

private:
  // object_sphere _obj;
  object_triangle _obj;

  std::vector< hit_pixel_t > _hits;
public:
  void raycast();
  std::vector< hit_pixel_t >& get_intersects() {return _hits;}

  //void set_object(const object_sphere& obj_);
  void set_object(const object_triangle& obj_);

  //////////////////////////////
private:
  light_point _light;
public:
  void set_light(const light_point& light_);

  const light_point& get_light()const { return _light; }
};

//! @brief diffuse計算
//! @param [in] lightDiffuse ライトの色
//! @param [in] materialDiffuse オブジェクトの色
//! @param [in] lightIncidence ライトの入射ベクトル
//! @param [in] objectNormal 面法線
//! @return diffuse色
inline glm::vec3 calc_diffuse(
  const glm::vec3& lightDiffuse, 
  const glm::vec3& materialDiffuse,
  const glm::vec3& lightIncidence,
  const glm::vec3& objectNormal) 
{
  // 拡散反射は「そのポイント→光源」と面法線の内積を取る

  float sDotN = glm::max(glm::dot(-lightIncidence, objectNormal), 0.f);

  return lightDiffuse * materialDiffuse *sDotN;
}

//! @brief ambient計算
//! @param [in] lightAmbient ライトの色
//! @param [in] materialAmbient オブジェクトの色
//! @return ambient色
inline glm::vec3 calc_ambient(
  const glm::vec3& lightAmbient, 
  const glm::vec3& materialAmbient) 
{
  return lightAmbient * materialAmbient;
}

//! @brief specular計算
//! @param [in] eyePosition 視点の座標
//! @param [in] lightSpecularColor ライトの色
//! @param [in] materialSpecularColor オブジェクトの色
//! @param [in] lightIncidence ライトの入射ベクトル
//! @param [in] materialShininess 光沢度
//! @param [in] objectNormal レイがヒットした位置の面法線
//! @param [in] objectPosition レイがヒットした座標
//! @return specular色
inline glm::vec3 calc_specular(
  const glm::vec3& eyePosition,
  const glm::vec3& lightSpecularColor,
  const glm::vec3& materialSpecularColor,
  const glm::vec3& lightIncidence, // 入射
  const float materialShininess,
  const glm::vec3& objectNormal,
  const glm::vec3& objectPosition
)
{

  // 参考文献：
  // https://araramistudio.jimdo.com/2017/10/02/%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0-directx-11%E3%81%A7%E9%8F%A1%E9%9D%A2%E5%8F%8D%E5%B0%84-specular-reflection/
  // https://amengol.github.io/game_physics/using-glm-reflect-to-react/
  // https://learnopengl.com/Lighting/Basic-Lighting

  // レイとの交点→カメラ位置　のベクトル
  glm::vec3 VertexToEyeVec = glm::normalize(eyePosition - objectPosition);

  // ライトの入射に対する反射ベクトル
  glm::vec3 LightReflect = glm::normalize(glm::reflect(lightIncidence, objectNormal));

  float SpecularFactor = glm::pow(glm::max(glm::dot(VertexToEyeVec, LightReflect),0.f), materialShininess);

  glm::vec3 SpecularColor(0, 0, 0);
  SpecularColor = SpecularFactor * lightSpecularColor * materialSpecularColor;

  return SpecularColor;

}