Frostbite2D/Fostbite2D/include/fostbite2D/render/opengl/gl_renderer.h

#pragma once

#include <fostbite2D/core/color.h>
#include <fostbite2D/core/math_types.h>
#include <fostbite2D/core/types.h>
#include <fostbite2D/render/font.h>
#include <fostbite2D/render/opengl/gl_sprite_batch.h>
#include <fostbite2D/render/shader/shader_interface.h>
#include <fostbite2D/render/texture.h>

#include <array>
#include <glad/glad.h>
#include <vector>

struct SDL_Window;

namespace frostbite2D {

// 混合模式枚举
enum class BlendMode { None, Alpha, Additive, Multiply };

// 渲染统计信息
struct RenderStats {
  uint32_t drawCalls = 0;
  uint32_t triangleCount = 0;
};

// ============================================================================
// OpenGL 渲染器实现
// ============================================================================
class GLRenderer {
public:
  GLRenderer();
  ~GLRenderer();

  /**
   * @brief 初始化OpenGL渲染器
   * @param window SDL窗口指针
   * @return 初始化成功返回true，失败返回false
   */
  bool init(SDL_Window *window);

  /**
   * @brief 关闭渲染器，释放所有GPU资源
   */
  void shutdown();

  /**
   * @brief 开始新帧，清除颜色缓冲区并重置统计信息
   * @param clearColor 清屏颜色
   */
  void beginFrame(const Color &clearColor);

  /**
   * @brief 结束当前帧，刷新所有待处理的渲染批次
   */
  void endFrame();

  /**
   * @brief 设置视口区域
   * @param x 视口左下角X坐标
   * @param y 视口左下角Y坐标
   * @param width 视口宽度
   * @param height 视口高度
   */
  void setViewport(int x, int y, int width, int height);

  /**
   * @brief 设置垂直同步
   * @param enabled true启用垂直同步，false禁用
   */
  void setVSync(bool enabled);

  /**
   * @brief 设置混合模式
   * @param mode 混合模式枚举值
   */
  void setBlendMode(BlendMode mode);

  /**
   * @brief 设置视图投影矩阵
   * @param matrix 4x4视图投影矩阵
   */
  void setViewProjection(const glm::mat4 &matrix);

  /**
   * @brief 压入变换矩阵到变换栈
   * @param transform 变换矩阵
   */
  void pushTransform(const glm::mat4 &transform);

  /**
   * @brief 从变换栈弹出顶部变换矩阵
   */
  void popTransform();

  /**
   * @brief 获取当前累积的变换矩阵
   * @return 当前变换矩阵，如果栈为空则返回单位矩阵
   */
  glm::mat4 getCurrentTransform() const;

  /**
   * @brief 创建纹理对象
   * @param width 纹理宽度
   * @param height 纹理高度
   * @param pixels 像素数据指针
   * @param channels 颜色通道数
   * @return 创建的纹理智能指针
   */
  Ptr<Texture> createTexture(int width, int height, const uint8_t *pixels,
                             int channels);

  /**
   * @brief 从文件加载纹理
   * @param filepath 纹理文件路径
   * @return 加载的纹理智能指针
   */
  Ptr<Texture> loadTexture(const std::string &filepath);

  /**
   * @brief 开始精灵批处理
   */
  void beginSpriteBatch();

  /**
   * @brief 绘制精灵（带完整参数）
   * @param texture 纹理引用
   * @param destRect 目标矩形（屏幕坐标）
   * @param srcRect 源矩形（纹理坐标）
   * @param tint 着色颜色
   * @param rotation 旋转角度（度）
   * @param anchor 锚点位置（0-1范围）
   */
  void drawSprite(const Texture &texture, const Rect &destRect,
                  const Rect &srcRect, const Color &tint, float rotation,
                  const Vec2 &anchor);

  /**
   * @brief 绘制精灵（简化版本）
   * @param texture 纹理引用
   * @param position 绘制位置
   * @param tint 着色颜色
   */
  void drawSprite(const Texture &texture, const Vec2 &position,
                  const Color &tint);

  /**
   * @brief 结束精灵批处理并提交绘制
   */
  void endSpriteBatch();

  /**
   * @brief 绘制线段
   * @param start 起点坐标
   * @param end 终点坐标
   * @param color 线条颜色
   * @param width 线条宽度
   */
  void drawLine(const Vec2 &start, const Vec2 &end, const Color &color,
                float width);

  /**
   * @brief 绘制矩形边框
   * @param rect 矩形区域
   * @param color 边框颜色
   * @param width 线条宽度
   */
  void drawRect(const Rect &rect, const Color &color, float width);

  /**
   * @brief 填充矩形
   * @param rect 矩形区域
   * @param color 填充颜色
   */
  void fillRect(const Rect &rect, const Color &color);

  /**
   * @brief 绘制圆形边框
   * @param center 圆心坐标
   * @param radius 半径
   * @param color 边框颜色
   * @param segments 分段数
   * @param width 线条宽度
   */
  void drawCircle(const Vec2 &center, float radius, const Color &color,
                  int segments, float width);

  /**
   * @brief 填充圆形
   * @param center 圆心坐标
   * @param radius 半径
   * @param color 填充颜色
   * @param segments 分段数
   */
  void fillCircle(const Vec2 &center, float radius, const Color &color,
                  int segments);

  /**
   * @brief 绘制三角形边框
   * @param p1 第一个顶点
   * @param p2 第二个顶点
   * @param p3 第三个顶点
   * @param color 边框颜色
   * @param width 线条宽度
   */
  void drawTriangle(const Vec2 &p1, const Vec2 &p2, const Vec2 &p3,
                    const Color &color, float width);

  /**
   * @brief 填充三角形
   * @param p1 第一个顶点
   * @param p2 第二个顶点
   * @param p3 第三个顶点
   * @param color 填充颜色
   */
  void fillTriangle(const Vec2 &p1, const Vec2 &p2, const Vec2 &p3,
                    const Color &color);

  /**
   * @brief 绘制多边形边框
   * @param points 顶点数组
   * @param color 边框颜色
   * @param width 线条宽度
   */
  void drawPolygon(const std::vector<Vec2> &points, const Color &color,
                   float width);

  /**
   * @brief 填充多边形
   * @param points 顶点数组
   * @param color 填充颜色
   */
  void fillPolygon(const std::vector<Vec2> &points, const Color &color);

  /**
   * @brief 绘制文本
   * @param font 字体图集引用
   * @param text 文本内容
   * @param position 绘制位置
   * @param color 文本颜色
   */
  void drawText(const FontAtlas &font, const std::string &text,
                const Vec2 &position, const Color &color);

  /**
   * @brief 绘制文本（使用浮点坐标）
   * @param font 字体图集引用
   * @param text 文本内容
   * @param x X坐标
   * @param y Y坐标
   * @param color 文本颜色
   */
  void drawText(const FontAtlas &font, const std::string &text, float x,
                float y, const Color &color);

  /**
   * @brief 获取渲染统计信息
   * @return 渲染统计信息
   */
  RenderStats getStats() const { return stats_; }

  /**
   * @brief 重置渲染统计信息
   */
  void resetStats();

private:
  // 形状批处理常量
  static constexpr size_t MAX_CIRCLE_SEGMENTS = 128;
  static constexpr size_t MAX_SHAPE_VERTICES = 8192; // 最大形状顶点数
  static constexpr size_t MAX_LINE_VERTICES = 16384; // 最大线条顶点数

  // 形状顶点结构（包含颜色）
  struct ShapeVertex {
    float x, y;
    float r, g, b, a;
  };

  SDL_Window *window_;
  GLSpriteBatch spriteBatch_;
  Ptr<IShader> shapeShader_;

  GLuint shapeVao_;
  GLuint shapeVbo_;
  GLuint lineVao_; // 线条专用 VAO
  GLuint lineVbo_; // 线条专用 VBO

  glm::mat4 viewProjection_;
  std::vector<glm::mat4> transformStack_;
  RenderStats stats_;
  bool vsync_;

  // 形状批处理缓冲区（预分配，避免每帧内存分配）
  std::array<ShapeVertex, MAX_SHAPE_VERTICES> shapeVertexCache_;
  size_t shapeVertexCount_ = 0;
  GLenum currentShapeMode_ = GL_TRIANGLES;

  // 线条批处理缓冲区
  std::array<ShapeVertex, MAX_LINE_VERTICES> lineVertexCache_;
  size_t lineVertexCount_ = 0;
  float currentLineWidth_ = 1.0f;

  // OpenGL 状态缓存
  BlendMode cachedBlendMode_ = BlendMode::None;
  bool blendEnabled_ = false;

  void initShapeRendering();
  void flushShapeBatch();
  void flushLineBatch();
  void addShapeVertex(float x, float y, const Color &color);
  void addLineVertex(float x, float y, const Color &color);
  void submitShapeBatch(GLenum mode);
};

} // namespace frostbite2D