KStarbound/src/main/kotlin/ru/dbotthepony/kstarbound/client/ClientChunk.kt

package ru.dbotthepony.kstarbound.client

import ru.dbotthepony.kstarbound.client.gl.GLStateTracker
import ru.dbotthepony.kstarbound.client.render.BakedStaticMesh
import ru.dbotthepony.kstarbound.client.render.EntityRenderer
import ru.dbotthepony.kstarbound.client.render.ILayeredRenderer
import ru.dbotthepony.kstarbound.client.render.TileLayerList
import ru.dbotthepony.kstarbound.math.Matrix4fStack
import ru.dbotthepony.kstarbound.math.Vector2d
import ru.dbotthepony.kstarbound.world.*
import ru.dbotthepony.kstarbound.world.entities.Entity
import java.io.Closeable

/**
 * Псевдо zPos у фоновых тайлов
 *
 * Добавление этого числа к zPos гарантирует, что фоновые тайлы будут отрисованы
 * первыми (на самом дальнем плане)
 */
const val Z_LEVEL_BACKGROUND = 60000

class ClientChunk(world: ClientWorld, pos: ChunkPos) : Chunk<ClientWorld, ClientChunk>(world, pos), Closeable, ILayeredRenderer {
	val state: GLStateTracker get() = world.client.gl

	private inner class TileLayerRenderer(private val layerChangeset: () -> Int, private val isBackground: Boolean) : AutoCloseable {
		private val layers = TileLayerList()
		val bakedMeshes = ArrayList<Pair<BakedStaticMesh, Int>>()
		private var changeset = -1

		fun bake(view: ITileChunk) {
			if (state.isSameThread()) {
				for (mesh in bakedMeshes) {
					mesh.first.close()
				}

				bakedMeshes.clear()
			} else {
				for (mesh in bakedMeshes) {
					unloadableBakedMeshes.add(mesh.first)
				}

				bakedMeshes.clear()
			}

			layers.clear()

			for ((pos, tile) in view.posToTile) {
				if (tile != null) {
					val renderer = state.tileRenderers.get(tile.def.materialName)
					renderer.tesselate(view, layers, pos, background = isBackground)
				}
			}
		}

		fun loadRenderers(view: ITileChunk) {
			for ((_, tile) in view.posToTile) {
				if (tile != null) {
					state.tileRenderers.get(tile.def.materialName)
				}
			}
		}

		fun uploadStatic(clear: Boolean = true) {
			for ((baked, builder, zLevel) in layers.buildList()) {
				bakedMeshes.add(BakedStaticMesh(baked, builder) to zLevel)
			}

			if (clear) {
				layers.clear()
			}
		}

		fun render(stack: Matrix4fStack) {
			val transform = stack.last

			for (mesh in bakedMeshes) {
				mesh.first.render(transform)
			}
		}

		fun autoBake(provider: () -> ITileChunk) {
			if (changeset != layerChangeset.invoke()) {
				this.bake(provider.invoke())
				changeset = layerChangeset.invoke()
			}
		}

		fun autoUpload() {
			if (layers.isNotEmpty) {
				for (mesh in bakedMeshes) {
					mesh.first.close()
				}

				bakedMeshes.clear()

				for ((baked, builder, zLevel) in layers.buildList()) {
					bakedMeshes.add(BakedStaticMesh(baked, builder) to zLevel)
				}

				layers.clear()
			}
		}

		fun autoBakeAndUpload(provider: () -> ITileChunk) {
			autoBake(provider)
			autoUpload()
		}

		fun bakeAndRender(transform: Matrix4fStack, provider: () -> ITileChunk) {
			autoBakeAndUpload(provider)
			render(transform)
		}

		override fun close() {
			for (mesh in bakedMeshes) {
				mesh.first.close()
			}
		}
	}

	val debugCollisions get() = world.client.settings.debugCollisions
	val posVector2d = Vector2d(x = pos.x * CHUNK_SIZEd, y = pos.y * CHUNK_SIZEd)

	private val unloadableBakedMeshes = ArrayList<BakedStaticMesh>()

	private val foregroundRenderer = TileLayerRenderer(foreground::changeset, isBackground = false)
	private val backgroundRenderer = TileLayerRenderer(background::changeset, isBackground = true)

	private fun getForegroundView(): ITileChunk {
		return world.getForegroundView(pos)!!
	}

	private fun getBackgroundView(): ITileChunk {
		return world.getBackgroundView(pos)!!
	}

	/**
	 * Принудительно подгружает в GLStateTracker все необходимые рендереры (ибо им нужны текстуры и прочее)
	 *
	 * Вызывается перед tesselateStatic()
	 */
	fun loadRenderers() {
		unloadUnused()

		foregroundRenderer.loadRenderers(getForegroundView())
		backgroundRenderer.loadRenderers(getBackgroundView())
	}

	private fun unloadUnused() {
		if (unloadableBakedMeshes.size != 0) {
			for (baked in unloadableBakedMeshes) {
				baked.close()
			}

			unloadableBakedMeshes.clear()
		}
	}

	/**
	 * Отрисовывает всю геометрию напрямую
	 */
	fun render(stack: Matrix4fStack) {
		unloadUnused()

		backgroundRenderer.render(stack)
		foregroundRenderer.render(stack)
	}

	/**
	 * Отрисовывает всю геометрию напрямую, с проверкой, изменился ли чанк
	 */
	fun bakeAndRender(stack: Matrix4fStack) {
		unloadUnused()

		backgroundRenderer.bakeAndRender(stack, this::getBackgroundView)
		foregroundRenderer.bakeAndRender(stack, this::getForegroundView)
	}

	/**
	 * Тесселирует "статичную" геометрию в builders (к примеру тайлы), с проверкой, изменилось ли что либо,
	 * и загружает её в видеопамять.
	 *
	 * Может быть вызван вне рендер потока (ибо в любом случае он требует некой "стаитичности" данных в чанке)
	 * но только если до этого был вызыван loadRenderers() и геометрия чанка не поменялась
	 *
	 */
	fun bake() {
		if (state.isSameThread())
			unloadUnused()

		backgroundRenderer.autoBake(this::getBackgroundView)
		foregroundRenderer.autoBake(this::getForegroundView)

		if (state.isSameThread())
			upload()
	}

	/**
	 * Загружает в видеопамять всю геометрию напрямую, если есть что загружать
	 */
	fun upload() {
		unloadUnused()

		backgroundRenderer.autoUpload()
		foregroundRenderer.autoUpload()
	}

	fun renderDebug() {
		if (debugCollisions) {
			state.quadWireframe {
				it.quad(aabb.mins.x.toFloat(), aabb.mins.y.toFloat(), aabb.maxs.x.toFloat(), aabb.maxs.y.toFloat())

				for (layer in foreground.collisionLayers()) {
					it.quad(layer.mins.x.toFloat(), layer.mins.y.toFloat(), layer.maxs.x.toFloat(), layer.maxs.y.toFloat())
				}
			}
		}

		for (renderer in entityRenderers.values) {
			renderer.renderDebug()
		}
	}

	private val layerQueue = ArrayDeque<Pair<(Matrix4fStack) -> Unit, Int>>()

	override fun renderLayerFromStack(zPos: Int, stack: Matrix4fStack): Int {
		if (layerQueue.isEmpty())
			return -1

		stack.push().translateWithScale(x = pos.x * CHUNK_SIZEf, y = pos.y * CHUNK_SIZEf)
		var pair = layerQueue.last()

		while (pair.second >= zPos) {
			pair.first.invoke(stack)

			layerQueue.removeLast()

			if (layerQueue.isEmpty()) {
				stack.pop()
				return -1
			}

			pair = layerQueue.last()
		}

		stack.pop()
		return layerQueue.last().second
	}

	override fun bottomMostZLevel(): Int {
		if (layerQueue.isEmpty()) {
			return -1
		}

		return layerQueue.last().second
	}

	override fun prepareForLayeredRender() {
		layerQueue.clear()

		for ((baked, zLevel) in backgroundRenderer.bakedMeshes) {
			layerQueue.add(baked::renderStacked to (zLevel + Z_LEVEL_BACKGROUND))
		}

		for ((baked, zLevel) in foregroundRenderer.bakedMeshes) {
			layerQueue.add(baked::renderStacked to zLevel)
		}

		for (renderer in entityRenderers.values) {
			layerQueue.add(lambda@{ it: Matrix4fStack ->
				val relative = renderer.renderPos - posVector2d
				it.push().translateWithScale(relative.x.toFloat(), relative.y.toFloat())
				renderer.render(it)
				it.pop()
				return@lambda
			} to renderer.layer)
		}

		layerQueue.sortBy {
			return@sortBy it.second
		}
	}

	private val entityRenderers = HashMap<Entity, EntityRenderer>()

	override fun onEntityAdded(entity: Entity) {
		entityRenderers[entity] = EntityRenderer(state, entity, this)
	}

	override fun onEntityTransferedToThis(entity: Entity, otherChunk: ClientChunk) {
		val renderer = otherChunk.entityRenderers[entity] ?: throw IllegalStateException("$otherChunk has no renderer for $entity!")
		entityRenderers[entity] = renderer
		renderer.chunk = this
	}

	override fun onEntityTransferedFromThis(entity: Entity, otherChunk: ClientChunk) {
		entityRenderers.remove(entity)
	}

	override fun onEntityRemoved(entity: Entity) {
		entityRenderers.remove(entity)!!.close()
	}

	override fun close() {
		backgroundRenderer.close()
		foregroundRenderer.close()

		for (renderer in entityRenderers.values) {
			renderer.close()
		}
	}
}