Camera.h

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// Camera.h by X_Jun(MKXJun) (C) 2018-2020 All Rights Reserved.
// Licensed under the MIT License.
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// 提供第一人称(自由视角)和第三人称摄像机
// Provide 1st person(free view) and 3rd person cameras.
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#ifndef CAMERA_H
#define CAMERA_H

#include <d3d11_1.h>
#include <DirectXMath.h>
#include "Transform.h"


class Camera
{
public:
	Camera() = default;
	virtual ~Camera() = 0;

	//
	// 获取摄像机位置
	//

	DirectX::XMVECTOR GetPositionXM() const;
	DirectX::XMFLOAT3 GetPosition() const;

	//
	// 获取摄像机旋转
	//

	// 获取绕X轴旋转的欧拉角弧度
	float GetRotationX() const;
	// 获取绕Y轴旋转的欧拉角弧度
	float GetRotationY() const;

	//
	// 获取摄像机的坐标轴向量
	//

	DirectX::XMVECTOR GetRightAxisXM() const;
	DirectX::XMFLOAT3 GetRightAxis() const;
	DirectX::XMVECTOR GetUpAxisXM() const;
	DirectX::XMFLOAT3 GetUpAxis() const;
	DirectX::XMVECTOR GetLookAxisXM() const;
	DirectX::XMFLOAT3 GetLookAxis() const;

	//
	// 获取矩阵
	//

	DirectX::XMMATRIX GetViewXM() const;
	DirectX::XMMATRIX GetProjXM() const;
	DirectX::XMMATRIX GetViewProjXM() const;

	// 获取视口
	D3D11_VIEWPORT GetViewPort() const;


	// 设置视锥体
	void SetFrustum(float fovY, float aspect, float nearZ, float farZ);

	// 设置视口
	void SetViewPort(const D3D11_VIEWPORT& viewPort);
	void SetViewPort(float topLeftX, float topLeftY, float width, float height, float minDepth = 0.0f, float maxDepth = 1.0f);

protected:

	// 摄像机的变换
	Transform m_Transform = {};
	
	// 视锥体属性
	float m_NearZ = 0.0f;
	float m_FarZ = 0.0f;
	float m_Aspect = 0.0f;
	float m_FovY = 0.0f;

	// 当前视口
	D3D11_VIEWPORT m_ViewPort = {};

};

class FirstPersonCamera : public Camera
{
public:
	FirstPersonCamera() = default;
	~FirstPersonCamera() override;

	// 设置摄像机位置
	void SetPosition(float x, float y, float z);
	void SetPosition(const DirectX::XMFLOAT3& pos);
	// 设置摄像机的朝向
	void LookAt(const DirectX::XMFLOAT3& pos, const DirectX::XMFLOAT3& target,const DirectX::XMFLOAT3& up);
	void LookTo(const DirectX::XMFLOAT3& pos, const DirectX::XMFLOAT3& to, const DirectX::XMFLOAT3& up);
	// 平移
	void Strafe(float d);
	// 直行(平面移动)
	void Walk(float d);
	// 前进(朝前向移动)
	void MoveForward(float d);
	// 上下观察
	// 正rad值向上观察
	// 负rad值向下观察
	void Pitch(float rad);
	// 左右观察
	// 正rad值向右观察
	// 负rad值向左观察
	void RotateY(float rad);
};

class ThirdPersonCamera : public Camera
{
public:
	ThirdPersonCamera() = default;
	~ThirdPersonCamera() override;

	// 获取当前跟踪物体的位置
	DirectX::XMFLOAT3 GetTargetPosition() const;
	// 获取与物体的距离
	float GetDistance() const;
	// 绕物体垂直旋转(注意绕x轴旋转欧拉角弧度限制在[0, pi/3])
	void RotateX(float rad);
	// 绕物体水平旋转
	void RotateY(float rad);
	// 拉近物体
	void Approach(float dist);
	// 设置初始绕X轴的弧度(注意绕x轴旋转欧拉角弧度限制在[0, pi/3])
	void SetRotationX(float rad);
	// 设置初始绕Y轴的弧度
	void SetRotationY(float rad);
	// 设置并绑定待跟踪物体的位置
	void SetTarget(const DirectX::XMFLOAT3& target);
	// 设置初始距离
	void SetDistance(float dist);
	// 设置最小最大允许距离
	void SetDistanceMinMax(float minDist, float maxDist);

private:
	DirectX::XMFLOAT3 m_Target = {};
	float m_Distance = 0.0f;
	// 最小允许距离，最大允许距离
	float m_MinDist = 0.0f, m_MaxDist = 0.0f;
};


#endif