/* 
 * PROJECT: NyARToolkit
 * --------------------------------------------------------------------------------
 * 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 NyARToolkit is Java 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>
 * 
 */
namespace jp.nyatla.nyartoolkit.cs.core
{




    /**
     * このクラスは、座標配列を直線式に変換します。
     * 座標配列の連続する要素を主成分分析にかけて、直線式にします。
     */
    public class NyARCoord2Linear
    {
        private readonly double[] _xpos;
        private readonly double[] _ypos;
        private readonly INyARPca2d _pca;
        private readonly NyARDoubleMatrix22 __getSquareLine_evec = new NyARDoubleMatrix22();
        private readonly double[] __getSquareLine_mean = new double[2];
        private readonly double[] __getSquareLine_ev = new double[2];
        private readonly NyARObserv2IdealMap _dist_factor;
        /**
         * コンストラクタです。
         * 輪郭取得元画像の歪み矯正オブジェクトとサイズを指定して、インスタンスを生成します。
         * @param i_size
         * 入力画像のサイズ
         * @param i_distfactor
         * 樽型歪みを補正する場合に、オブジェクトを指定します。
         * nullの場合、補正を行いません。
         */
        public NyARCoord2Linear(NyARIntSize i_size, INyARCameraDistortionFactor i_distfactor)
        {
            if (i_distfactor != null)
            {
                this._dist_factor = new NyARObserv2IdealMap(i_distfactor, i_size);
            }
            else
            {
                this._dist_factor = null;
            }
            // 輪郭バッファ
            this._pca = new NyARPca2d_MatrixPCA_O2();
            this._xpos = new double[i_size.w + i_size.h];//最大辺長はthis._width+this._height
            this._ypos = new double[i_size.w + i_size.h];//最大辺長はthis._width+this._height
            return;
        }


        /**
         * この関数は、輪郭点集合からay+bx+c=0の直線式を計算します。
         * @param i_st
         * 直線計算の対象とする、輪郭点の開始インデックス
         * @param i_ed
         * 直線計算の対象とする、輪郭点の終了インデックス
         * @param i_coord
         * 輪郭点集合のオブジェクト。
         * @param o_line
         * 直線式を受け取るオブジェクト
         * @return
         * 直線式の計算に成功すると、trueを返します。
         * @
         */
        public bool coord2Line(int i_st, int i_ed, NyARIntCoordinates i_coord, NyARLinear o_line)
        {
            //頂点を取得
            int n, st, ed;
            double w1;
            int cood_num = i_coord.length;

            //探索区間の決定
            if (i_ed >= i_st)
            {
                //頂点[i]から頂点[i+1]までの輪郭が、1区間にあるとき
                w1 = (double)(i_ed - i_st + 1) * 0.05 + 0.5;
                //探索区間の決定
                st = (int)(i_st + w1);
                ed = (int)(i_ed - w1);
            }
            else
            {
                //頂点[i]から頂点[i+1]までの輪郭が、2区間に分かれているとき
                w1 = (double)((i_ed + cood_num - i_st + 1) % cood_num) * 0.05 + 0.5;
                //探索区間の決定
                st = ((int)(i_st + w1)) % cood_num;
                ed = ((int)(i_ed + cood_num - w1)) % cood_num;
            }
            //探索区間数を確認
            if (st <= ed)
            {
                //探索区間は1区間
                n = ed - st + 1;
                if (this._dist_factor != null)
                {
                    this._dist_factor.observ2IdealBatch(i_coord.items, st, n, this._xpos, this._ypos, 0);
                }
            }
            else
            {
                //探索区間は2区間
                n = ed + 1 + cood_num - st;
                if (this._dist_factor != null)
                {
                    this._dist_factor.observ2IdealBatch(i_coord.items, st, cood_num - st, this._xpos, this._ypos, 0);
                    this._dist_factor.observ2IdealBatch(i_coord.items, 0, ed + 1, this._xpos, this._ypos, cood_num - st);
                }
            }
            //要素数の確認
            if (n < 2)
            {
                // nが2以下でmatrix.PCAを計算することはできないので、エラー
                return false;
            }
            //主成分分析する。
            NyARDoubleMatrix22 evec = this.__getSquareLine_evec;
            double[] mean = this.__getSquareLine_mean;


            this._pca.pca(this._xpos, this._ypos, n, evec, this.__getSquareLine_ev, mean);
            o_line.a = evec.m01;// line[i][0] = evec->m[1];
            o_line.b = -evec.m00;// line[i][1] = -evec->m[0];
            o_line.c = -(o_line.a * mean[0] + o_line.b * mean[1]);// line[i][2] = -(line[i][0]*mean->v[0] + line[i][1]*mean->v[1]);

            return true;
        }
    }
}