src/particles/qquickparticlesystem_p.h

   1 /****************************************************************************
   2 **
   3 ** Copyright (C) 2012 Nokia Corporation and/or its subsidiary(-ies).
   4 ** Contact: http://www.qt-project.org/
   5 **
   6 ** This file is part of the QtQuick module of the Qt Toolkit.
   7 **
   8 ** $QT_BEGIN_LICENSE:LGPL$
   9 ** GNU Lesser General Public License Usage
  10 ** This file may be used under the terms of the GNU Lesser General Public
  11 ** License version 2.1 as published by the Free Software Foundation and
  12 ** appearing in the file LICENSE.LGPL included in the packaging of this
  13 ** file. Please review the following information to ensure the GNU Lesser
  14 ** General Public License version 2.1 requirements will be met:
  15 ** http://www.gnu.org/licenses/old-licenses/lgpl-2.1.html.
  16 **
  17 ** In addition, as a special exception, Nokia gives you certain additional
  18 ** rights. These rights are described in the Nokia Qt LGPL Exception
  19 ** version 1.1, included in the file LGPL_EXCEPTION.txt in this package.
  20 **
  21 ** GNU General Public License Usage
  22 ** Alternatively, this file may be used under the terms of the GNU General
  23 ** Public License version 3.0 as published by the Free Software Foundation
  24 ** and appearing in the file LICENSE.GPL included in the packaging of this
  25 ** file. Please review the following information to ensure the GNU General
  26 ** Public License version 3.0 requirements will be met:
  27 ** http://www.gnu.org/copyleft/gpl.html.
  28 **
  29 ** Other Usage
  30 ** Alternatively, this file may be used in accordance with the terms and
  31 ** conditions contained in a signed written agreement between you and Nokia.
  32 **
  33 **
  34 **
  35 **
  36 **
  37 **
  38 ** $QT_END_LICENSE$
  39 **
  40 ****************************************************************************/
  41
  42 #ifndef PARTICLESYSTEM_H
  43 #define PARTICLESYSTEM_H
  44
  45 #include <QtQuick/QQuickItem>
  46 #include <QElapsedTimer>
  47 #include <QVector>
  48 #include <QHash>
  49 #include <QPointer>
  50 #include <QSignalMapper>
  51 #include <private/qquicksprite_p.h>
  52 #include <QAbstractAnimation>
  53 #include <QtQml/qqml.h>
  54 #include <private/qv8engine_p.h> //For QQmlV8Handle
  55
  56 QT_BEGIN_HEADER
  57
  58 QT_BEGIN_NAMESPACE
  59
  60 class QQuickParticleSystem;
  61 class QQuickParticleAffector;
  62 class QQuickParticleEmitter;
  63 class QQuickParticlePainter;
  64 class QQuickParticleData;
  65 class QQuickParticleSystemAnimation;
  66 class QQuickStochasticEngine;
  67 class QQuickSprite;
  68 class QQuickV8ParticleData;
  69 class QQuickParticleGroup;
  70 class QQuickImageParticle;
  71
  72 struct QQuickParticleDataHeapNode{
  73     int time;//in ms
  74     QSet<QQuickParticleData*> data;//Set ptrs instead?
  75 };
  76
  77 class QQuickParticleDataHeap {
  78     //Idea is to do a binary heap, but which also stores a set of int,Node* so that if the int already exists, you can
  79     //add it to the data* list. Pops return the whole list at once.
  80 public:
  81     QQuickParticleDataHeap();
  82     void insert(QQuickParticleData* data);
  83     void insertTimed(QQuickParticleData* data, int time);
  84
  85     int top();
  86
  87     QSet<QQuickParticleData*> pop();
  88
  89     void clear();
  90
  91     bool contains(QQuickParticleData*);//O(n), for debugging purposes only
  92 private:
  93     void grow();
  94     void swap(int, int);
  95     void bubbleUp(int);
  96     void bubbleDown(int);
  97     int m_size;
  98     int m_end;
  99     QQuickParticleDataHeapNode m_tmp;
 100     QVector<QQuickParticleDataHeapNode> m_data;
 101     QHash<int,int> m_lookups;
 102 };
 103
 104 class Q_AUTOTEST_EXPORT QQuickParticleGroupData {
 105 public:
 106     QQuickParticleGroupData(int id, QQuickParticleSystem* sys);
 107     ~QQuickParticleGroupData();
 108
 109     int size();
 110     QString name();
 111
 112     void setSize(int newSize);
 113
 114     int index;
 115     QSet<QQuickParticlePainter*> painters;//TODO: What if they are dynamically removed?
 116
 117     //TODO: Refactor particle data list out into a separate class
 118     QVector<QQuickParticleData*> data;
 119     QQuickParticleDataHeap dataHeap;
 120     QSet<int> reusableIndexes;
 121     bool recycle(); //Force recycling round, returns true if all indexes are now reusable
 122
 123     void initList();
 124     void kill(QQuickParticleData* d);
 125
 126     //After calling this, initialize, then call prepareRecycler(d)
 127     QQuickParticleData* newDatum(bool respectsLimits);
 128
 129     //TODO: Find and clean up those that don't get added to the recycler (currently they get lost)
 130     void prepareRecycler(QQuickParticleData* d);
 131
 132 private:
 133     int m_size;
 134     QQuickParticleSystem* m_system;
 135 };
 136
 137 struct Color4ub {
 138     uchar r;
 139     uchar g;
 140     uchar b;
 141     uchar a;
 142 };
 143
 144 class Q_AUTOTEST_EXPORT QQuickParticleData {
 145 public:
 146     //TODO: QObject like memory management (without the cost, just attached to system)
 147     QQuickParticleData(QQuickParticleSystem* sys);
 148     ~QQuickParticleData();
 149
 150     //Convenience functions for working backwards, because parameters are from the start of particle life
 151     //If setting multiple parameters at once, doing the conversion yourself will be faster.
 152
 153     //sets the x accleration without affecting the instantaneous x velocity or position
 154     void setInstantaneousAX(qreal ax);
 155     //sets the x velocity without affecting the instantaneous x postion
 156     void setInstantaneousVX(qreal vx);
 157     //sets the instantaneous x postion
 158     void setInstantaneousX(qreal x);
 159     //sets the y accleration without affecting the instantaneous y velocity or position
 160     void setInstantaneousAY(qreal ay);
 161     //sets the y velocity without affecting the instantaneous y postion
 162     void setInstantaneousVY(qreal vy);
 163     //sets the instantaneous Y postion
 164     void setInstantaneousY(qreal y);
 165
 166     //TODO: Slight caching?
 167     qreal curX() const;
 168     qreal curVX() const;
 169     qreal curAX() const { return ax; }
 170     qreal curY() const;
 171     qreal curVY() const;
 172     qreal curAY() const { return ay; }
 173
 174     int group;
 175     QQuickParticleEmitter* e;//### Needed?
 176     QQuickParticleSystem* system;
 177     int index;
 178     int systemIndex;
 179
 180     //General Position Stuff
 181     float x;
 182     float y;
 183     float t;
 184     float lifeSpan;
 185     float size;
 186     float endSize;
 187     float vx;
 188     float vy;
 189     float ax;
 190     float ay;
 191
 192     //Painter-specific stuff, now universally shared
 193     //Used by ImageParticle color mode
 194     Color4ub color;
 195     //Used by ImageParticle deform mode
 196     float xx;
 197     float xy;
 198     float yx;
 199     float yy;
 200     float rotation;
 201     float rotationSpeed;
 202     float autoRotate;//Assume that GPUs prefer floats to bools
 203     //Used by ImageParticle Sprite mode
 204     float animIdx;
 205     float frameDuration;
 206     float frameAt;//Used for duration -1
 207     float frameCount;
 208     float animT;
 209     float animX;
 210     float animY;
 211     float animWidth;
 212     float animHeight;
 213     //Used by ImageParticle data shadowing
 214     QQuickImageParticle* colorOwner;
 215     QQuickImageParticle* rotationOwner;
 216     QQuickImageParticle* deformationOwner;
 217     QQuickImageParticle* animationOwner;
 218     //Used by CustomParticle
 219     float r;
 220     //Used by ItemParticle
 221     QQuickItem* delegate;
 222     int modelIndex;
 223     //Used by custom affectors
 224     float update;
 225
 226
 227     void debugDump();
 228     bool stillAlive();//Only checks end, because usually that's all you need and it's a little faster.
 229     bool alive();
 230     float lifeLeft();
 231     float curSize();
 232     void clone(const QQuickParticleData& other);//Not =, leaves meta-data like index
 233     QQmlV8Handle v8Value();
 234     void extendLife(float time);
 235 private:
 236     QQuickV8ParticleData* v8Datum;
 237 };
 238
 239 class Q_AUTOTEST_EXPORT QQuickParticleSystem : public QQuickItem
 240 {
 241     Q_OBJECT
 242     Q_PROPERTY(bool running READ isRunning WRITE setRunning NOTIFY runningChanged)
 243     Q_PROPERTY(bool paused READ isPaused WRITE setPaused NOTIFY pausedChanged)
 244     Q_PROPERTY(bool empty READ isEmpty NOTIFY emptyChanged)
 245
 246 public:
 247     explicit QQuickParticleSystem(QQuickItem *parent = 0);
 248     ~QQuickParticleSystem();
 249
 250     bool isRunning() const
 251     {
 252         return m_running;
 253     }
 254
 255     int count(){ return particleCount; }
 256
 257     static const int maxLife = 600000;
 258
 259 signals:
 260
 261     void systemInitialized();
 262     void runningChanged(bool arg);
 263     void pausedChanged(bool arg);
 264     void emptyChanged(bool arg);
 265
 266 public slots:
 267     void start(){setRunning(true);}
 268     void stop(){setRunning(false);}
 269     void restart(){setRunning(false);setRunning(true);}
 270     void pause(){setPaused(true);}
 271     void resume(){setPaused(false);}
 272
 273     void reset();
 274     void setRunning(bool arg);
 275     void setPaused(bool arg);
 276
 277     virtual int duration() const { return -1; }
 278
 279
 280 protected:
 281     //This one only once per frame (effectively)
 282     void componentComplete();
 283
 284 private slots:
 285     void emittersChanged();
 286     void loadPainter(QObject* p);
 287     void createEngine(); //Not invoked by sprite engine, unlike Sprite uses
 288     void particleStateChange(int idx);
 289
 290 public:
 291     //These can be called multiple times per frame, performance critical
 292     void emitParticle(QQuickParticleData* p);
 293     QQuickParticleData* newDatum(int groupId, bool respectLimits = true, int sysIdx = -1);
 294     void finishNewDatum(QQuickParticleData*);
 295     void moveGroups(QQuickParticleData *d, int newGIdx);
 296     int nextSystemIndex();
 297
 298     //This one only once per painter per frame
 299     int systemSync(QQuickParticlePainter* p);
 300
 301     //Data members here for ease of related class and auto-test usage. Not "public" API. TODO: d_ptrize
 302     QSet<QQuickParticleData*> needsReset;
 303     QVector<QQuickParticleData*> bySysIdx; //Another reference to the data (data owned by group), but by sysIdx
 304     QHash<QString, int> groupIds;
 305     QHash<int, QQuickParticleGroupData*> groupData;
 306     QQuickStochasticEngine* stateEngine;
 307
 308     //Also only here for auto-test usage
 309     void updateCurrentTime( int currentTime );
 310     QQuickParticleSystemAnimation* m_animation;
 311     bool m_running;
 312     bool m_debugMode;
 313
 314     int timeInt;
 315     bool initialized;
 316     int particleCount;
 317
 318     void registerParticlePainter(QQuickParticlePainter* p);
 319     void registerParticleEmitter(QQuickParticleEmitter* e);
 320     void registerParticleAffector(QQuickParticleAffector* a);
 321     void registerParticleGroup(QQuickParticleGroup* g);
 322
 323     static void statePropertyRedirect(QQmlListProperty<QObject> *prop, QObject *value);
 324     static void stateRedirect(QQuickParticleGroup* group, QQuickParticleSystem* sys, QObject *value);
 325     bool isPaused() const
 326     {
 327         return m_paused;
 328     }
 329
 330     bool isEmpty() const
 331     {
 332         return m_empty;
 333     }
 334
 335 private:
 336     void initializeSystem();
 337     void initGroups();
 338     QList<QPointer<QQuickParticleEmitter> > m_emitters;
 339     QList<QPointer<QQuickParticleAffector> > m_affectors;
 340     QList<QPointer<QQuickParticlePainter> > m_painters;
 341     QList<QPointer<QQuickParticlePainter> > m_syncList;
 342     QList<QQuickParticleGroup*> m_groups;
 343     int m_nextGroupId;
 344     int m_nextIndex;
 345     QSet<int> m_reusableIndexes;
 346     bool m_componentComplete;
 347
 348     QSignalMapper m_painterMapper;
 349     QSignalMapper m_emitterMapper;
 350     bool m_paused;
 351     bool m_allDead;
 352     bool m_empty;
 353 };
 354
 355 // Internally, this animation drives all the timing. Painters sync up in their updatePaintNode
 356 class QQuickParticleSystemAnimation : public QAbstractAnimation
 357 {
 358     Q_OBJECT
 359 public:
 360     QQuickParticleSystemAnimation(QQuickParticleSystem* system)
 361         : QAbstractAnimation(static_cast<QObject*>(system)), m_system(system)
 362     { }
 363 protected:
 364     virtual void updateCurrentTime( int t )
 365     {
 366         m_system->updateCurrentTime(t);
 367     }
 368
 369     virtual int duration() const
 370     {
 371         return -1;
 372     }
 373
 374 private:
 375     QQuickParticleSystem* m_system;
 376 };
 377
 378
 379 QT_END_NAMESPACE
 380
 381 QT_END_HEADER
 382
 383 #endif // PARTICLESYSTEM_H
 384
 385