/* 
 * PROJECT: NyARToolkitCS
 * --------------------------------------------------------------------------------
 * This work is based on the original ARToolKit developed by
 *   Hirokazu Kato
 *   Mark Billinghurst
 *   HITLab, University of Washington, Seattle
 * http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/
 *
 * The NyARToolkitCS is C# edition ARToolKit class library.
 * Copyright (C)2008-2009 Ryo Iizuka
 *
 * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
 * it under the terms of the GNU General Public License as published by
 * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
 * (at your option) any later version.
 * 
 * This program is distributed in the hope that it will be useful,
 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 * GNU General Public License for more details.
 *
 * You should have received a copy of the GNU General Public License
 * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 * 
 * For further information please contact.
 *	http://nyatla.jp/nyatoolkit/
 *	<airmail(at)ebony.plala.or.jp> or <nyatla(at)nyatla.jp>
 * 
 */
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Diagnostics;
using jp.nyatla.nyartoolkit.cs.core;
using jp.nyatla.nyartoolkit.cs.nyidmarker;


namespace jp.nyatla.nyartoolkit.cs.processor
{
    public abstract class SingleNyIdMarkerProcesser
    {
	    /**
	     * Rleラ矩形Detectorのブリッジ
	     *
	     */
	    private class RleDetector : NyARSquareContourDetector_Rle
	    {
		    //公開プロパティ
		    public NyARSquare square=new NyARSquare();
		    public INyIdMarkerData marker_data;
		    public int threshold;

    		
		    //参照
		    private INyARRgbRaster _ref_raster;
		    //所有インスタンス
		    private INyIdMarkerData _current_data;
		    private NyIdMarkerPickup _id_pickup = new NyIdMarkerPickup();
		    private NyARCoord2Linear _coordline;
		    private INyIdMarkerDataEncoder _encoder;

    		
		    private INyIdMarkerData _data_temp;
		    private INyIdMarkerData _prev_data;

            public RleDetector(NyARParam i_param, INyIdMarkerDataEncoder i_encoder)
                : base(i_param.getScreenSize())
		    {
			    this._coordline=new NyARCoord2Linear(i_param.getScreenSize(),i_param.getDistortionFactor());
			    this._data_temp=i_encoder.createDataInstance();
			    this._current_data=i_encoder.createDataInstance();
			    this._encoder=i_encoder;
			    return;
		    }
		    private NyARIntPoint2d[] __ref_vertex=new NyARIntPoint2d[4];
		    /**
		     * Initialize call back handler.
		     */
		    public void init(INyARRgbRaster i_raster,INyIdMarkerData i_prev_data)
		    {
			    this.marker_data=null;
			    this._prev_data=i_prev_data;
			    this._ref_raster=i_raster;
		    }
		    private NyIdMarkerParam _marker_param=new NyIdMarkerParam();
		    private NyIdMarkerPattern _marker_data=new NyIdMarkerPattern();

		    /**
		     * 矩形が見付かるたびに呼び出されます。
		     * 発見した矩形のパターンを検査して、方位を考慮した頂点データを確保します。
		     */
		    protected override void onSquareDetect(NyARIntCoordinates i_coord,int[] i_vertex_index)
		    {
			    //既に発見済なら終了
			    if(this.marker_data!=null){
				    return;
			    }
			    //輪郭座標から頂点リストに変換
			    NyARIntPoint2d[] vertex=this.__ref_vertex;
			    vertex[0]=i_coord.items[i_vertex_index[0]];
			    vertex[1]=i_coord.items[i_vertex_index[1]];
			    vertex[2]=i_coord.items[i_vertex_index[2]];
			    vertex[3]=i_coord.items[i_vertex_index[3]];
    		
			    NyIdMarkerParam param=this._marker_param;
			    NyIdMarkerPattern patt_data  =this._marker_data;			
			    // 評価基準になるパターンをイメージから切り出す
			    if (!this._id_pickup.pickFromRaster(this._ref_raster,vertex, patt_data, param)){
				    return;
			    }
			    //エンコード
			    if(!this._encoder.encode(patt_data,this._data_temp)){
				    return;
			    }

			    //継続認識要求されている？
			    if (this._prev_data==null){
				    //継続認識要求なし
				    this._current_data.copyFrom(this._data_temp);
			    }else{
				    //継続認識要求あり
				    if(!this._prev_data.isEqual((this._data_temp))){
					    return;//認識請求のあったIDと違う。
				    }
			    }
			    //新しく認識、または継続認識中に更新があったときだけ、Square情報を更新する。
			    //ココから先はこの条件でしか実行されない。
			    NyARSquare sq=this.square;
			    //directionを考慮して、squareを更新する。
			    for(int i=0;i<4;i++){
				    int idx=(i+4 - param.direction) % 4;
				    this._coordline.coord2Line(i_vertex_index[idx],i_vertex_index[(idx+1)%4],i_coord,sq.line[i]);
			    }
			    for (int i = 0; i < 4; i++) {
				    //直線同士の交点計算
				    if(!sq.line[i].crossPos(sq.line[(i + 3) % 4],sq.sqvertex[i])){
					    throw new NyARException();//ここのエラー復帰するならダブルバッファにすればOK
				    }
			    }
			    this.threshold=param.threshold;
			    this.marker_data=this._current_data;//みつかった。
		    }	
	    }	

    	
	    /**
	     * オーナーが自由に使えるタグ変数です。
	     */
	    public Object tag;

	    /**
	     * ロスト遅延の管理
	     */
	    private int _lost_delay_count = 0;
	    private int _lost_delay = 5;

	    private RleDetector _square_detect;
	    protected INyARTransMat _transmat;
	    private NyARRectOffset _offset;
        private bool _is_active;
	    private int _current_threshold=110;
	    // [AR]検出結果の保存用
	    private NyARBinRaster _bin_raster;
	    private NyARRasterFilter_ARToolkitThreshold _tobin_filter;
	    private INyIdMarkerData _data_current;


	    protected SingleNyIdMarkerProcesser()
	    {
		    return;
	    }
        private bool _initialized = false;
	    protected void initInstance(NyARParam i_param,INyIdMarkerDataEncoder i_encoder,double i_marker_width,int i_raster_format)
	    {
		    //初期化済？
		    Debug.Assert(this._initialized==false);
    		
		    NyARIntSize scr_size = i_param.getScreenSize();
		    // 解析オブジェクトを作る
		    this._square_detect = new RleDetector(i_param,i_encoder);
		    this._transmat = new NyARTransMat(i_param);

		    // ２値画像バッファを作る
		    this._bin_raster = new NyARBinRaster(scr_size.w, scr_size.h);
		    //ワーク用のデータオブジェクトを２個作る
		    this._data_current=i_encoder.createDataInstance();
		    this._tobin_filter =new NyARRasterFilter_ARToolkitThreshold(110,i_raster_format);
		    this._threshold_detect=new NyARRasterThresholdAnalyzer_SlidePTile(15,i_raster_format,4);
		    this._initialized=true;
		    this._is_active=false;
		    this._offset=new NyARRectOffset();
		    this._offset.setSquare(i_marker_width);
		    return;
    		
	    }

	    public void setMarkerWidth(int i_width)
	    {
		    this._offset.setSquare(i_width);
		    return;
	    }

        public void reset(bool i_is_force)
	    {
		    if (i_is_force == false && this._is_active){
			    // 強制書き換えでなければイベントコール
			    this.onLeaveHandler();
		    }
		    //マーカ無効
		    this._is_active=false;
		    return;
	    }

	    public void detectMarker(INyARRgbRaster i_raster)
	    {
		    // サイズチェック
		    if (!this._bin_raster.getSize().isEqualSize(i_raster.getSize().w, i_raster.getSize().h)) {
			    throw new NyARException();
		    }
		    // ラスタを２値イメージに変換する.
		    this._tobin_filter.setThreshold(this._current_threshold);
		    this._tobin_filter.doFilter(i_raster, this._bin_raster);

		    // スクエアコードを探す(第二引数に指定したマーカ、もしくは新しいマーカを探す。)
		    this._square_detect.init(i_raster,this._is_active?this._data_current:null);
		    this._square_detect.detectMarker(this._bin_raster);

		    // 認識状態を更新(マーカを発見したなら、current_dataを渡すかんじ)
		    bool is_id_found=updateStatus(this._square_detect.square,this._square_detect.marker_data);

		    //閾値フィードバック(detectExistMarkerにもあるよ)
		    if(is_id_found){
			    //マーカがあれば、マーカの周辺閾値を反映
			    this._current_threshold=(this._current_threshold+this._square_detect.threshold)/2;
		    }else{
			    //マーカがなければ、探索+DualPTailで基準輝度検索
			    int th=this._threshold_detect.analyzeRaster(i_raster);
			    this._current_threshold=(this._current_threshold+th)/2;
		    }		
		    return;
	    }

    	
	    private NyARRasterThresholdAnalyzer_SlidePTile _threshold_detect;
	    private NyARTransMatResult __NyARSquare_result = new NyARTransMatResult();

	    /**オブジェクトのステータスを更新し、必要に応じてハンドル関数を駆動します。
	     */
        private bool updateStatus(NyARSquare i_square, INyIdMarkerData i_marker_data)
	    {
		    bool is_id_found=false;
		    NyARTransMatResult result = this.__NyARSquare_result;
		    if (!this._is_active) {// 未認識中
			    if (i_marker_data==null) {// 未認識から未認識の遷移
				    // なにもしないよーん。
				    this._is_active=false;
			    } else {// 未認識から認識の遷移
				    this._data_current.copyFrom(i_marker_data);
				    // イベント生成
				    // OnEnter
				    this.onEnterHandler(this._data_current);
				    // 変換行列を作成
				    this._transmat.transMat(i_square, this._offset, result);
				    // OnUpdate
				    this.onUpdateHandler(i_square, result);
				    this._lost_delay_count = 0;
				    this._is_active=true;
				    is_id_found=true;
			    }
		    } else {// 認識中
			    if (i_marker_data==null) {
				    // 認識から未認識の遷移
				    this._lost_delay_count++;
				    if (this._lost_delay < this._lost_delay_count) {
					    // OnLeave
					    this.onLeaveHandler();
					    this._is_active=false;
				    }
			    } else if(this._data_current.isEqual(i_marker_data)) {
				    //同じidの再認識
				    this._transmat.transMatContinue(i_square, this._offset, result,result);
				    // OnUpdate
				    this.onUpdateHandler(i_square, result);
				    this._lost_delay_count = 0;
				    is_id_found=true;
			    } else {// 異なるコードの認識→今はサポートしない。
				    throw new  NyARException();
			    }
		    }
		    return is_id_found;
	    }	
	    //通知ハンドラ
	    protected abstract void onEnterHandler(INyIdMarkerData i_code);
	    protected abstract void onLeaveHandler();
	    protected abstract void onUpdateHandler(NyARSquare i_square, NyARTransMatResult result);
    }

}
