#include "StoneObject.h"

#include "Utils.h"
#include <GL/gl.h>
#include <random>
#include <cmath>
#include "Renderer.h"
#include "PlanetData.h"

namespace ZL {

	// Вспомогательная функция для получения случайного числа в диапазоне [min, max]
	float getRandomFloat(std::mt19937& gen, float min, float max) {
		std::uniform_real_distribution<> distrib(min, max);
		return static_cast<float>(distrib(gen));
	}

	// Вспомогательная функция для генерации случайной точки на треугольнике
	// Использует барицентрические координаты
	Vector3f GetRandomPointOnTriangle(const Triangle& t, std::mt19937& engine) {
		std::uniform_real_distribution<> distrib(0.0f, 1.0f);

		float r1 = getRandomFloat(engine, 0.0f, 1.0f);
		float r2 = getRandomFloat(engine, 0.0f, 1.0f);

		// Преобразование r1, r2 для получения равномерного распределения
		float a = 1.0f - std::sqrt(r1);
		float b = std::sqrt(r1) * r2;
		float c = 1.0f - a - b; // c = sqrt(r1) * (1 - r2)

		// Барицентрические координаты
		// P = a*p1 + b*p2 + c*p3
		Vector3f p1_term = t.data[0] * a;
		Vector3f p2_term = t.data[1] * b;
		Vector3f p3_term = t.data[2] * c;

		return p1_term + p2_term + p3_term;
	}



	// Икосаэдр (на основе золотого сечения phi)
	// Координаты могут быть вычислены заранее для константного икосаэдра.
	// Здесь только объявление, чтобы показать идею.

	VertexDataStruct CreateBaseConvexPolyhedron(uint64_t seed) {

		// --- КОНСТАНТЫ ПАРАМЕТРОВ (как вы просили) ---
		//const float BASE_SCALE = 3.0f;          // Общий размер камня
		const float BASE_SCALE = 20.0f;          // Общий размер камня
		const float MIN_AXIS_SCALE = 0.5f;      // Минимальное растяжение/сжатие по оси
		const float MAX_AXIS_SCALE = 1.5f;      // Максимальное растяжение/сжатие по оси
		const float MIN_PERTURBATION = 0.05f;   // Минимальное радиальное возмущение вершины
		const float MAX_PERTURBATION = 0.25f;   // Максимальное радиальное возмущение вершины
		// const size_t SUBDIVISION_LEVEL = 1;  // Уровень подразделения (для более круглого камня, пока опустим)

		std::mt19937 engine(static_cast<unsigned int>(seed));

		// Золотое сечение
		const float t = (1.0f + std::sqrt(5.0f)) / 2.0f;

		// 12 вершин икосаэдра
		std::vector<Vector3f> initialVertices = {
			{ -1,  t,  0 }, {  1,  t,  0 }, { -1, -t,  0 }, {  1, -t,  0 },
			{  0, -1,  t }, {  0,  1,  t }, {  0, -1, -t }, {  0,  1, -t },
			{  t,  0, -1 }, {  t,  0,  1 }, { -t,  0, -1 }, { -t,  0,  1 }
		};

		// 20 треугольных граней (индексы вершин)
		std::vector<std::array<int, 3>> faces = {
			// 5 треугольников вокруг вершины 0
			{0, 11, 5}, {0, 5, 1}, {0, 1, 7}, {0, 7, 10}, {0, 10, 11},
			// 5 смежных полос
			{1, 5, 9}, {5, 11, 4}, {11, 10, 2}, {10, 7, 6}, {7, 1, 8},
			// 5 треугольников вокруг вершины 3
			{3, 9, 4}, {3, 4, 2}, {3, 2, 6}, {3, 6, 8}, {3, 8, 9},
			// 5 смежных полос
			{4, 9, 5}, {2, 4, 11}, {6, 2, 10}, {8, 6, 7}, {9, 8, 1}
		};

		// 1. Нормализация и Возмущение (Perturbation)
		for (Vector3f& v : initialVertices) {
			v = v.normalized() * BASE_SCALE; // Нормализация к сфере радиуса BASE_SCALE

			// Радиальное возмущение:
			float perturbation = getRandomFloat(engine, MIN_PERTURBATION, MAX_PERTURBATION);
			v = v * (1.0f + perturbation);
		}

		// 2. Трансформация (Масштабирование и Поворот)

		// Случайные масштабы по осям
		Vector3f scaleFactors = {
			getRandomFloat(engine, MIN_AXIS_SCALE, MAX_AXIS_SCALE),
			getRandomFloat(engine, MIN_AXIS_SCALE, MAX_AXIS_SCALE),
			getRandomFloat(engine, MIN_AXIS_SCALE, MAX_AXIS_SCALE)
		};

		// Применяем масштабирование
		for (Vector3f& v : initialVertices) {
			v.v[0] *= scaleFactors.v[0];
			v.v[1] *= scaleFactors.v[1];
			v.v[2] *= scaleFactors.v[2];
		}

		// Случайный поворот (например, вокруг трех осей)
		Vector4f qx = QuatFromRotateAroundX(getRandomFloat(engine, 0.0f, 360.0f));
		Vector4f qy = QuatFromRotateAroundY(getRandomFloat(engine, 0.0f, 360.0f));
		Vector4f qz = QuatFromRotateAroundZ(getRandomFloat(engine, 0.0f, 360.0f));
		Vector4f qFinal = slerp(qx, qy, 0.5f); // Простой пример комбинирования
		qFinal = slerp(qFinal, qz, 0.5f).normalized();
		Matrix3f rotationMatrix = QuatToMatrix(qFinal);

		for (Vector3f& v : initialVertices) {
			v = MultMatrixVector(rotationMatrix, v);
		}

		// 3. Сглаженные Нормали и Формирование Mesh
		VertexDataStruct result;
		// Карта для накопления нормалей по уникальным позициям вершин
		// (Требует определенного оператора < для Vector3f в ZLMath.h, который у вас есть)
		std::map<Vector3f, Vector3f> smoothNormalsMap;

		// Предварительное заполнение карты нормалями
		for (const auto& face : faces) {
			Vector3f p1 = initialVertices[face[0]];
			Vector3f p2 = initialVertices[face[1]];
			Vector3f p3 = initialVertices[face[2]];

			// Нормаль грани: (p2 - p1) x (p3 - p1)
			Vector3f faceNormal = (p2 - p1).cross(p3 - p1).normalized();

			smoothNormalsMap[p1] = smoothNormalsMap[p1] + faceNormal;
			smoothNormalsMap[p2] = smoothNormalsMap[p2] + faceNormal;
			smoothNormalsMap[p3] = smoothNormalsMap[p3] + faceNormal;
		}

		// Нормализация накопленных нормалей
		for (auto& pair : smoothNormalsMap) {
			pair.second = pair.second.normalized();
		}


		// 4. Финальное заполнение VertexDataStruct и Текстурные Координаты
		for (const auto& face : faces) {
			Vector3f p1 = initialVertices[face[0]];
			Vector3f p2 = initialVertices[face[1]];
			Vector3f p3 = initialVertices[face[2]];

			// Позиции
			result.PositionData.push_back(p1);
			result.PositionData.push_back(p2);
			result.PositionData.push_back(p3);

			// Сглаженные Нормали (из карты)
			result.NormalData.push_back(smoothNormalsMap[p1]);
			result.NormalData.push_back(smoothNormalsMap[p2]);
			result.NormalData.push_back(smoothNormalsMap[p3]);

			// Текстурные Координаты (Планарная проекция на плоскость грани)
			// p1 -> (0, 0), p2 -> (L_12, 0), p3 -> (L_13 * cos(angle), L_13 * sin(angle))
			// Где L_xy - длина вектора, angle - угол между p2-p1 и p3-p1

			Vector3f uAxis = (p2 - p1).normalized();
			Vector3f vRaw = p3 - p1;

			// Проекция vRaw на uAxis
			float uProjLen = vRaw.dot(uAxis);

			// Вектор V перпендикулярный U: vRaw - uProj
			Vector3f vAxisRaw = vRaw - (uAxis * uProjLen);

			// Длина оси V
			float vLen = vAxisRaw.length();

			// Нормализованная ось V
			Vector3f vAxis = vAxisRaw.normalized();

			// Координаты (u, v) для p1, p2, p3 относительно p1
			Vector2f uv1 = { 0.0f, 0.0f };
			Vector2f uv2 = { (p2 - p1).length(), 0.0f }; // p2-p1 вдоль оси U
			Vector2f uv3 = { uProjLen, vLen };          // p3-p1: u-компонента = uProjLen, v-компонента = vLen

			// Находим максимальный размер, чтобы масштабировать в [0, 1]
			float maxUV = max(uv2.v[0], max(uv3.v[0], uv3.v[1]));

			if (maxUV > 0.000001f) {
				// Масштабируем:
				result.TexCoordData.push_back(uv1);
				result.TexCoordData.push_back(uv2 * (1.f / maxUV));
				result.TexCoordData.push_back(uv3 * (1.f / maxUV));
			}
			else {
				// Предотвращение деления на ноль для вырожденных граней
				result.TexCoordData.push_back({ 0.0f, 0.0f });
				result.TexCoordData.push_back({ 0.0f, 0.0f });
				result.TexCoordData.push_back({ 0.0f, 0.0f });
			}
		}

		return result;
	}

	VertexDataStruct CreateConvexPolyhedron(uint64_t seed, const LodLevel& planetLodLevel, const std::vector<int>& triangleIndices) {

		VertexDataStruct finalMesh;
		const int STONES_PER_TRIANGLE = 100;

		// Константы трансформации (нужны здесь, чтобы каждый камень был уникальным)
		const float MIN_AXIS_SCALE = 0.5f;
		const float MAX_AXIS_SCALE = 1.5f;

		// 1. Создаем БАЗОВЫЙ МЕШ ОДИН РАЗ, чтобы не повторять сложную генерацию
		// Используем отдельный seed для базовой формы, чтобы она была уникальной, 
		// но оставалась одинаковой при разных seed для размещения.
		uint64_t baseSeed = 1337; // Константный seed для формы камня
		VertexDataStruct baseStone = CreateBaseConvexPolyhedron(baseSeed);

		// 2. Итерируемся по заданным треугольникам
		for (int triangleIndex : triangleIndices) {

			std::mt19937 engine(static_cast<unsigned int>(seed));


			if (triangleIndex >= planetLodLevel.triangles.size()) {
				// Обработка ошибки
				continue;
			}

			const Triangle& currentTriangle = planetLodLevel.triangles[triangleIndex];

			// 3. Генерируем 100 камней на каждом треугольнике
			for (int i = 0; i < STONES_PER_TRIANGLE; i++) {

				// --- 3.1. Генерируем случайное местоположение на треугольнике ---
				Vector3f stoneCenter = GetRandomPointOnTriangle(currentTriangle, engine);

				// --- 3.2. Применяем случайную трансформацию (Масштаб + Поворот) ---

				// Случайные масштабы
				Vector3f scaleFactors = {
					getRandomFloat(engine, MIN_AXIS_SCALE, MAX_AXIS_SCALE),
					getRandomFloat(engine, MIN_AXIS_SCALE, MAX_AXIS_SCALE),
					getRandomFloat(engine, MIN_AXIS_SCALE, MAX_AXIS_SCALE)
				};

				// Случайный поворот (например, вокруг оси нормали к поверхности)
				// Для реалистичности, камень должен лежать на поверхности.
				// Вектор 'вверх' для камня должен быть выровнен по нормали треугольника.

				// 1. Создаем вращение вокруг нормали треугольника (currentTriangle.normal)
				float angle = getRandomFloat(engine, 0.0f, 360.0f);
				// (Для простоты здесь используется Matrix4f::Identity, но вам нужно реализовать 
				// QuaternionFromAxisAngle для корректного вращения вокруг заданной оси Normal)

				// --- ПРОСТОЕ РЕШЕНИЕ: Случайный поворот вокруг трех осей ---
				Vector4f qx = QuatFromRotateAroundX(getRandomFloat(engine, 0.0f, 360.0f));
				Vector4f qy = QuatFromRotateAroundY(getRandomFloat(engine, 0.0f, 360.0f));
				Vector4f qz = QuatFromRotateAroundZ(getRandomFloat(engine, 0.0f, 360.0f));
				Vector4f qFinal = slerp(qx, qy, 0.5f);
				qFinal = slerp(qFinal, qz, 0.5f).normalized();
				Matrix3f rotationMatrix = QuatToMatrix(qFinal);


				// --- 3.3. Трансформируем и Смещаем вершины базового меша ---

				// Копируем данные для текущего камня
				VertexDataStruct currentStone = baseStone;

				// Применяем масштабирование, поворот, и смещение к каждой вершине
				for (size_t j = 0; j < currentStone.PositionData.size(); j++) {
					Vector3f& pos = currentStone.PositionData[j];
					Vector3f& norm = currentStone.NormalData[j];

					// 1. Масштабирование
					pos.v[0] *= scaleFactors.v[0];
					pos.v[1] *= scaleFactors.v[1];
					pos.v[2] *= scaleFactors.v[2];

					// 2. Поворот
					pos = MultMatrixVector(rotationMatrix, pos);
					norm = MultMatrixVector(rotationMatrix, norm);

					// 3. Смещение (Translation)
					pos = pos + stoneCenter;
				}

				// --- 3.4. Объединяем меши ---
				finalMesh.PositionData.insert(finalMesh.PositionData.end(),
					currentStone.PositionData.begin(),
					currentStone.PositionData.end());

				finalMesh.NormalData.insert(finalMesh.NormalData.end(),
					currentStone.NormalData.begin(),
					currentStone.NormalData.end());

				finalMesh.TexCoordData.insert(finalMesh.TexCoordData.end(),
					currentStone.TexCoordData.begin(),
					currentStone.TexCoordData.end());

				// ... аналогично для других данных (Tangent, Binormal, Color)
			}
		}

		return finalMesh;
	}
} // namespace ZL