[Tizen] Add screen and client rotation itself function
[platform/core/uifw/dali-core.git] / dali / internal / update / render-tasks / scene-graph-camera.cpp
index 158ed37..c3dc3c5 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2016 Samsung Electronics Co., Ltd.
+ * Copyright (c) 2018 Samsung Electronics Co., Ltd.
  *
  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  * you may not use this file except in compliance with the License.
 
 namespace // unnamed namespace
 {
-const unsigned int UPDATE_COUNT        = 2u;  // Update projection or view matrix this many frames after a change
-const unsigned int COPY_PREVIOUS_MATRIX = 1u; // Copy view or projection matrix from previous frame
+const uint32_t UPDATE_COUNT        = 2u;  // Update projection or view matrix this many frames after a change
+const uint32_t COPY_PREVIOUS_MATRIX = 1u; // Copy view or projection matrix from previous frame
+
+//For reflection and clipping plane
+const float REFLECTION_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATE_PARAMETER_A = 2.0f;
+const float REFLECTION_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATE_PARAMETER_D = 1.0f;
 }
 
 namespace Dali
@@ -45,6 +49,12 @@ namespace SceneGraph
 namespace
 {
 
+template< typename T >
+T Sign( T value )
+{
+  return T( T(0) < value ) - T( value < T(0) );
+}
+
 void LookAt(Matrix& result, const Vector3& eye, const Vector3& target, const Vector3& up)
 {
   Vector3 vZ = target - eye;
@@ -59,13 +69,12 @@ void LookAt(Matrix& result, const Vector3& eye, const Vector3& target, const Vec
   result.SetInverseTransformComponents(vX, vY, vZ, eye);
 }
 
-
 void Frustum(Matrix& result, float left, float right, float bottom, float top, float near, float far, bool invertYAxis)
 {
   float deltaZ = far - near;
   if ((near <= 0.0f) || (far <= 0.0f) || Equals(right, left) || Equals(bottom, top) || (deltaZ <= 0.0f))
   {
-    DALI_LOG_ERROR("Invalid parameters passed into Frustum!");
+    DALI_LOG_ERROR("Invalid parameters passed into Frustum!\n");
     DALI_ASSERT_DEBUG("Invalid parameters passed into Frustum!");
     return;
   }
@@ -91,20 +100,19 @@ void Frustum(Matrix& result, float left, float right, float bottom, float top, f
   m[12] = m[13] = m[15] = 0.0f;
 }
 
-void Perspective(Matrix& result, float fovy, float aspect, float near, float far, bool invertYAxis, const Vector2& stereoBias )
+void Perspective(Matrix& result, float fovy, float aspect, float near, float far, bool invertYAxis )
 {
   float frustumH = tanf( fovy * 0.5f ) * near;
   float frustumW = frustumH * aspect;
-  Vector2 bias = stereoBias * 0.5f;
 
-  Frustum(result, -(frustumW + bias.x), frustumW - bias.x, -(frustumH + bias.y), frustumH - bias.y, near, far, invertYAxis);
+  Frustum(result, -frustumW, frustumW, -frustumH, frustumH, near, far, invertYAxis);
 }
 
 void Orthographic(Matrix& result, float left, float right, float bottom, float top, float near, float far, bool invertYAxis)
 {
   if ( Equals(right, left) || Equals(top, bottom) || Equals(far, near) )
   {
-    DALI_LOG_ERROR( "Cannot create orthographic projection matrix with a zero dimension." );
+    DALI_LOG_ERROR( "Cannot create orthographic projection matrix with a zero dimension.\n" );
     DALI_ASSERT_DEBUG( "Cannot create orthographic projection matrix with a zero dimension." );
     return;
   }
@@ -139,7 +147,7 @@ void Orthographic(Matrix& result, float left, float right, float bottom, float t
 const Dali::Camera::Type Camera::DEFAULT_TYPE( Dali::Camera::FREE_LOOK );
 const Dali::Camera::ProjectionMode Camera::DEFAULT_MODE( Dali::Camera::PERSPECTIVE_PROJECTION );
 const bool  Camera::DEFAULT_INVERT_Y_AXIS( false );
-const float Camera::DEFAULT_FIELD_OF_VIEW( 45.0f*(M_PI/180.0f) );
+const float Camera::DEFAULT_FIELD_OF_VIEW( 45.0f*(Math::PI/180.0f) );
 const float Camera::DEFAULT_ASPECT_RATIO( 4.0f/3.0f );
 const float Camera::DEFAULT_LEFT_CLIPPING_PLANE(-240.0f);
 const float Camera::DEFAULT_RIGHT_CLIPPING_PLANE(240.0f);
@@ -147,13 +155,14 @@ const float Camera::DEFAULT_TOP_CLIPPING_PLANE(-400.0f);
 const float Camera::DEFAULT_BOTTOM_CLIPPING_PLANE(400.0f);
 const float Camera::DEFAULT_NEAR_CLIPPING_PLANE( 800.0f ); // default height of the screen
 const float Camera::DEFAULT_FAR_CLIPPING_PLANE( DEFAULT_NEAR_CLIPPING_PLANE + 2.f * DEFAULT_NEAR_CLIPPING_PLANE );
-const Vector2 Camera::DEFAULT_STEREO_BIAS( 0.0f, 0.0f );
 const Vector3 Camera::DEFAULT_TARGET_POSITION( 0.0f, 0.0f, 0.0f );
 
 
 Camera::Camera()
 : mUpdateViewFlag( UPDATE_COUNT ),
   mUpdateProjectionFlag( UPDATE_COUNT ),
+  mProjectionRotation( 0 ),
+  mNode( NULL ),
   mType( DEFAULT_TYPE ),
   mProjectionMode( DEFAULT_MODE ),
   mInvertYAxis( DEFAULT_INVERT_Y_AXIS ),
@@ -165,11 +174,11 @@ Camera::Camera()
   mBottomClippingPlane( DEFAULT_BOTTOM_CLIPPING_PLANE ),
   mNearClippingPlane( DEFAULT_NEAR_CLIPPING_PLANE ),
   mFarClippingPlane( DEFAULT_FAR_CLIPPING_PLANE ),
-  mStereoBias( DEFAULT_STEREO_BIAS ),
   mTargetPosition( DEFAULT_TARGET_POSITION ),
   mViewMatrix(),
   mProjectionMatrix(),
-  mInverseViewProjection( Matrix::IDENTITY )
+  mInverseViewProjection( Matrix::IDENTITY ),
+  mFinalProjection( Matrix::IDENTITY )
 {
 }
 
@@ -182,6 +191,11 @@ Camera::~Camera()
 {
 }
 
+void Camera::SetNode( const Node* node )
+{
+  mNode = node;
+}
+
 void Camera::SetType( Dali::Camera::Type type )
 {
   mType = type;
@@ -211,12 +225,6 @@ void Camera::SetAspectRatio( float aspectRatio )
   mUpdateProjectionFlag = UPDATE_COUNT;
 }
 
-void Camera::SetStereoBias( const Vector2& stereoBias )
-{
-  mStereoBias = stereoBias;
-  mUpdateProjectionFlag = UPDATE_COUNT;
-}
-
 void Camera::SetLeftClippingPlane( float leftClippingPlane )
 {
   mLeftClippingPlane = leftClippingPlane;
@@ -259,6 +267,73 @@ void Camera::SetTargetPosition( const Vector3& targetPosition )
   mUpdateViewFlag = UPDATE_COUNT;
 }
 
+void VectorReflectedByPlane(Vector4 &out, Vector4 &in, Vector4 &plane)
+{
+  float d = float(2.0) * plane.Dot(in);
+  out.x = static_cast<float>(in.x - plane.x*d);
+  out.y = static_cast<float>(in.y - plane.y*d);
+  out.z = static_cast<float>(in.z - plane.z*d);
+  out.w = static_cast<float>(in.w - plane.w*d);
+}
+
+void Camera::AdjustNearPlaneForPerspective( Matrix& perspective, const Vector4& clipPlane )
+{
+  Vector4    q;
+  float* v = perspective.AsFloat();
+
+  q.x = (Sign(clipPlane.x) + v[8]) / v[0];
+  q.y = (Sign(clipPlane.y) + v[9]) / v[5];
+  q.z = -1.0f;
+  q.w = (1.0f + v[10]) / v[14];
+
+  // Calculate the scaled plane vector
+  Vector4 c = clipPlane * (REFLECTION_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATE_PARAMETER_A / q.Dot( clipPlane));
+
+  // Replace the third row of the projection v
+  v[2] = c.x;
+  v[6] = c.y;
+  v[10] = c.z + REFLECTION_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATE_PARAMETER_D;
+  v[14] = c.w;
+}
+
+void Camera::SetReflectByPlane( const Vector4& plane )
+{
+  float* v = mReflectionMtx.AsFloat();
+  float _2ab = -2.0f * plane.x * plane.y;
+  float _2ac = -2.0f * plane.x * plane.z;
+  float _2bc = -2.0f * plane.y * plane.z;
+
+  v[0] = 1.0f - 2.0f * plane.x * plane.x;
+  v[1] = _2ab;
+  v[2] = _2ac;
+  v[3] = 0.0f;
+
+  v[4] = _2ab;
+  v[5] = 1.0f - 2.0f * plane.y * plane.y;
+  v[6] = _2bc;
+  v[7] = 0.0f;
+
+  v[8] = _2ac;
+  v[9] = _2bc;
+  v[10] = 1.0f - 2.0f * plane.z * plane.z;
+  v[11] = 0.0f;
+
+  v[12] =    - 2 * plane.x * plane.w;
+  v[13] =    - 2 * plane.y * plane.w;
+  v[14] =    - 2 * plane.z * plane.w;
+  v[15] = 1.0f;
+
+  mUseReflection = true;
+  mReflectionPlane = plane;
+  mUpdateViewFlag = UPDATE_COUNT;
+}
+
+void Camera::RotateProjection( int rotationAngle )
+{
+  mProjectionRotation = rotationAngle;
+  mUpdateViewFlag = UPDATE_COUNT;
+}
+
 const Matrix& Camera::GetProjectionMatrix( BufferIndex bufferIndex ) const
 {
   return mProjectionMatrix[ bufferIndex ];
@@ -274,6 +349,11 @@ const Matrix& Camera::GetInverseViewProjectionMatrix( BufferIndex bufferIndex )
   return mInverseViewProjection[ bufferIndex ];
 }
 
+const Matrix& Camera::GetFinalProjectionMatrix( BufferIndex bufferIndex ) const
+{
+  return mFinalProjection[ bufferIndex ];
+}
+
 const PropertyInputImpl* Camera::GetProjectionMatrix() const
 {
   return &mProjectionMatrix;
@@ -284,14 +364,14 @@ const PropertyInputImpl* Camera::GetViewMatrix() const
   return &mViewMatrix;
 }
 
-void Camera::Update( BufferIndex updateBufferIndex, const Node& owningNode )
+void Camera::Update( BufferIndex updateBufferIndex )
 {
   // if owning node has changes in world position we need to update camera for next 2 frames
-  if( owningNode.IsLocalMatrixDirty() )
+  if( mNode->IsLocalMatrixDirty() )
   {
     mUpdateViewFlag = UPDATE_COUNT;
   }
-  if( owningNode.GetDirtyFlags() & VisibleFlag )
+  if( mNode->GetDirtyFlags() & NodePropertyFlags::VISIBLE )
   {
     // If the visibility changes, the projection matrix needs to be re-calculated.
     // It may happen the first time an actor is rendered it's rendered only once and becomes invisible,
@@ -301,8 +381,8 @@ void Camera::Update( BufferIndex updateBufferIndex, const Node& owningNode )
   }
 
   // if either matrix changed, we need to recalculate the inverse matrix for hit testing to work
-  unsigned int viewUpdateCount = UpdateViewMatrix( updateBufferIndex, owningNode );
-  unsigned int projectionUpdateCount = UpdateProjection( updateBufferIndex );
+  uint32_t viewUpdateCount = UpdateViewMatrix( updateBufferIndex );
+  uint32_t projectionUpdateCount = UpdateProjection( updateBufferIndex );
 
   // if model or view matrix changed we need to either recalculate the inverse VP or copy previous
   if( viewUpdateCount > COPY_PREVIOUS_MATRIX || projectionUpdateCount > COPY_PREVIOUS_MATRIX )
@@ -328,9 +408,9 @@ bool Camera::ViewMatrixUpdated()
   return 0u != mUpdateViewFlag;
 }
 
-unsigned int Camera::UpdateViewMatrix( BufferIndex updateBufferIndex, const Node& owningNode )
+uint32_t Camera::UpdateViewMatrix( BufferIndex updateBufferIndex )
 {
-  unsigned int retval( mUpdateViewFlag );
+  uint32_t retval( mUpdateViewFlag );
   if( 0u != mUpdateViewFlag )
   {
     if( COPY_PREVIOUS_MATRIX == mUpdateViewFlag )
@@ -346,20 +426,71 @@ unsigned int Camera::UpdateViewMatrix( BufferIndex updateBufferIndex, const Node
         case Dali::Camera::FREE_LOOK:
         {
           Matrix& viewMatrix = mViewMatrix.Get( updateBufferIndex );
-          viewMatrix = owningNode.GetWorldMatrix( updateBufferIndex );
+          viewMatrix = mNode->GetWorldMatrix( updateBufferIndex );
+
+          if (mUseReflection)
+          {
+            const Matrix& owningNodeMatrix( mNode->GetWorldMatrix( updateBufferIndex ) );
+            Vector3 position{}, scale{};
+            Quaternion orientation{};
+            owningNodeMatrix.GetTransformComponents( position, orientation, scale );
+            mReflectionEye = position;
+            mUseReflectionClip = true;
+
+            Matrix& viewMatrix = mViewMatrix.Get( updateBufferIndex );
+            Matrix oldViewMatrix( viewMatrix );
+            Matrix::Multiply(viewMatrix, oldViewMatrix, mReflectionMtx);
+          }
+
           viewMatrix.Invert();
           mViewMatrix.SetDirty( updateBufferIndex );
           break;
         }
-          // camera orientation constrained to look at a target
+
+        // camera orientation constrained to look at a target
         case Dali::Camera::LOOK_AT_TARGET:
         {
-          const Matrix& owningNodeMatrix( owningNode.GetWorldMatrix( updateBufferIndex ) );
+          const Matrix& owningNodeMatrix( mNode->GetWorldMatrix( updateBufferIndex ) );
           Vector3 position, scale;
           Quaternion orientation;
           owningNodeMatrix.GetTransformComponents( position, orientation, scale );
           Matrix& viewMatrix = mViewMatrix.Get( updateBufferIndex );
-          LookAt( viewMatrix, position, mTargetPosition, orientation.Rotate( Vector3::YAXIS ) );
+
+          if (mUseReflection)
+          {
+            Vector3 up = orientation.Rotate( Vector3::YAXIS );
+            Vector4 position4 = Vector4(position);
+            Vector4 target4 = Vector4(mTargetPosition);
+            Vector4 up4 = Vector4(up);
+            Vector4 positionNew;
+            Vector4 targetNew;
+            Vector4 upNew;
+            Vector3 positionNew3;
+            Vector3 targetNewVector3;
+            Vector3 upNew3;
+
+            // eye
+            VectorReflectedByPlane(positionNew, position4, mReflectionPlane);
+            VectorReflectedByPlane(targetNew, target4, mReflectionPlane);
+            VectorReflectedByPlane(upNew, up4, mReflectionPlane);
+
+            positionNew3     = Vector3(positionNew);
+            targetNewVector3 = Vector3(targetNew);
+            upNew3           = Vector3(upNew);
+            LookAt(viewMatrix, positionNew3, targetNewVector3, upNew3 );
+
+            Matrix oldViewMatrix( viewMatrix );
+            Matrix tmp;
+            tmp.SetIdentityAndScale(Vector3(-1.0, 1.0,1.0));
+            Matrix::Multiply(viewMatrix, oldViewMatrix, tmp);
+
+            mReflectionEye = positionNew;
+            mUseReflectionClip = true;
+          }
+          else
+          {
+            LookAt( viewMatrix, position, mTargetPosition, orientation.Rotate( Vector3::YAXIS ) );
+          }
           mViewMatrix.SetDirty( updateBufferIndex );
           break;
         }
@@ -418,7 +549,7 @@ void Camera::UpdateFrustum( BufferIndex updateBufferIndex, bool normalize )
 
   if ( normalize )
   {
-    for ( unsigned int i = 0; i < 6; ++i )
+    for ( uint32_t i = 0; i < 6; ++i )
     {
       // Normalize planes to ensure correct bounding distance checking
       Plane& plane = planes.mPlanes[ i ];
@@ -431,7 +562,7 @@ void Camera::UpdateFrustum( BufferIndex updateBufferIndex, bool normalize )
   }
   else
   {
-    for ( unsigned int i = 0; i < 6; ++i )
+    for ( uint32_t i = 0; i < 6; ++i )
     {
       planes.mSign[i] = Vector3( Sign(planes.mPlanes[ i ].mNormal.x), Sign(planes.mPlanes[ i ].mNormal.y), Sign(planes.mPlanes[ i ].mNormal.z) );
     }
@@ -467,9 +598,9 @@ bool Camera::CheckAABBInFrustum( BufferIndex bufferIndex, const Vector3& origin,
   return true;
 }
 
-unsigned int Camera::UpdateProjection( BufferIndex updateBufferIndex )
+uint32_t Camera::UpdateProjection( BufferIndex updateBufferIndex )
 {
-  unsigned int retval( mUpdateProjectionFlag );
+  uint32_t retval( mUpdateProjectionFlag );
   // Early-exit if no update required
   if ( 0u != mUpdateProjectionFlag )
   {
@@ -490,8 +621,33 @@ unsigned int Camera::UpdateProjection( BufferIndex updateBufferIndex )
                        mAspectRatio,
                        mNearClippingPlane,
                        mFarClippingPlane,
-                       mInvertYAxis,
-                       mStereoBias );
+                       mInvertYAxis );
+
+          //need to apply custom clipping plane
+          if (mUseReflectionClip)
+          {
+            Matrix& viewMatrix = mViewMatrix.Get( updateBufferIndex );
+            Matrix viewInv = viewMatrix;
+            viewInv.Invert();
+            viewInv.Transpose();
+
+            Dali::Vector4 adjReflectPlane = mReflectionPlane;
+            float d = mReflectionPlane.Dot(mReflectionEye);
+            if (d < 0)
+            {
+              adjReflectPlane.w = -adjReflectPlane.w;
+            }
+
+            Vector4 customClipping = viewInv * adjReflectPlane;
+            AdjustNearPlaneForPerspective(projectionMatrix, customClipping);
+
+            // Invert Z
+            Matrix matZ;
+            matZ.SetIdentity();
+            float* vZ = matZ.AsFloat();
+            vZ[10] = -vZ[10];
+            Matrix::Multiply(projectionMatrix, projectionMatrix , matZ);
+          }
           break;
         }
         case Dali::Camera::ORTHOGRAPHIC_PROJECTION:
@@ -507,6 +663,38 @@ unsigned int Camera::UpdateProjection( BufferIndex updateBufferIndex )
       }
 
       mProjectionMatrix.SetDirty( updateBufferIndex );
+
+      Matrix &finalProjection = mFinalProjection[ updateBufferIndex ];
+      finalProjection.SetIdentity();
+
+      Quaternion rotationAngle;
+      switch( mProjectionRotation )
+      {
+        case 90:
+        {
+          rotationAngle = Quaternion( Dali::ANGLE_90, Vector3::ZAXIS );
+          break;
+        }
+        case 180:
+        {
+          rotationAngle = Quaternion( Dali::ANGLE_180, Vector3::ZAXIS );
+          break;
+        }
+        case 270:
+        {
+          rotationAngle = Quaternion( Dali::ANGLE_270, Vector3::ZAXIS );
+          break;
+        }
+        default:
+          rotationAngle = Quaternion( Dali::ANGLE_0, Vector3::ZAXIS );
+          break;
+      }
+
+      Matrix rotation;
+      rotation.SetIdentity();
+      rotation.SetTransformComponents( Vector3( 1.0f, 1.0f, 1.0f ), rotationAngle, Vector3( 0.0f, 0.0f, 0.0f ) );
+
+      Matrix::Multiply( finalProjection, mProjectionMatrix.Get( updateBufferIndex ), rotation );
     }
     --mUpdateProjectionFlag;
   }