vibe3_physics/source/ball.cpp

#include "ball.h"

#include <stdlib.h>  // for rand

#include <cmath>  // for fabs

#include "defines.h"  // for Color, SCREEN_HEIGHT, GRAVITY_FORCE
class Texture;

// Función auxiliar para generar pérdida aleatoria en rebotes
float generateBounceVariation() {
    // Genera un valor entre 0 y BOUNCE_RANDOM_LOSS_PERCENT (solo pérdida adicional)
    float loss = (rand() % 1000) / 1000.0f * BOUNCE_RANDOM_LOSS_PERCENT;
    return 1.0f - loss;  // Retorna multiplicador (ej: 0.90 - 1.00 para 10% max pérdida)
}

// Función auxiliar para generar pérdida lateral aleatoria
float generateLateralLoss() {
    // Genera un valor entre 0 y LATERAL_LOSS_PERCENT
    float loss = (rand() % 1000) / 1000.0f * LATERAL_LOSS_PERCENT;
    return 1.0f - loss;  // Retorna multiplicador (ej: 0.98 - 1.0 para 0-2% pérdida)
}

// Constructor
Ball::Ball(float x, float vx, float vy, Color color, std::shared_ptr<Texture> texture, int screen_width, int screen_height, int ball_size, GravityDirection gravity_dir, float mass_factor)
    : sprite_(std::make_unique<Sprite>(texture)),
      pos_({x, 0.0f, static_cast<float>(ball_size), static_cast<float>(ball_size)}) {
    // Convertir velocidades de píxeles/frame a píxeles/segundo (multiplicar por 60)
    vx_ = vx * 60.0f;
    vy_ = vy * 60.0f;
    sprite_->setPos({pos_.x, pos_.y});
    sprite_->setSize(ball_size, ball_size);
    sprite_->setClip({0.0f, 0.0f, static_cast<float>(ball_size), static_cast<float>(ball_size)});
    color_ = color;
    // Convertir gravedad de píxeles/frame² a píxeles/segundo² (multiplicar por 60²)
    gravity_force_ = GRAVITY_FORCE * 60.0f * 60.0f;
    gravity_mass_factor_ = mass_factor;  // Factor de masa individual para esta pelota
    gravity_direction_ = gravity_dir;
    screen_width_ = screen_width;        // Dimensiones del terreno de juego
    screen_height_ = screen_height;
    on_surface_ = false;
    // Coeficiente base IGUAL para todas las pelotas (solo variación por rebote individual)
    loss_ = BASE_BOUNCE_COEFFICIENT;  // Coeficiente fijo para todas las pelotas

    // Inicializar valores Shape (figuras 3D)
    pos_3d_x_ = 0.0f;
    pos_3d_y_ = 0.0f;
    pos_3d_z_ = 0.0f;
    target_x_ = pos_.x;
    target_y_ = pos_.y;
    depth_brightness_ = 1.0f;
    depth_scale_ = 1.0f;
    shape_attraction_active_ = false;
}

// Actualiza la lógica de la clase
void Ball::update(float deltaTime) {
    // Aplica la gravedad según la dirección (píxeles/segundo²)
    if (!on_surface_) {
        // Aplicar gravedad multiplicada por factor de masa individual
        float effective_gravity = gravity_force_ * gravity_mass_factor_ * deltaTime;
        switch (gravity_direction_) {
            case GravityDirection::DOWN:
                vy_ += effective_gravity;
                break;
            case GravityDirection::UP:
                vy_ -= effective_gravity;
                break;
            case GravityDirection::LEFT:
                vx_ -= effective_gravity;
                break;
            case GravityDirection::RIGHT:
                vx_ += effective_gravity;
                break;
        }
    }

    // Actualiza la posición en función de la velocidad (píxeles/segundo)
    if (!on_surface_) {
        pos_.x += vx_ * deltaTime;
        pos_.y += vy_ * deltaTime;
    } else {
        // Si está en superficie, mantener posición según dirección de gravedad
        switch (gravity_direction_) {
            case GravityDirection::DOWN:
                pos_.y = screen_height_ - pos_.h;
                pos_.x += vx_ * deltaTime;  // Seguir moviéndose en X
                break;
            case GravityDirection::UP:
                pos_.y = 0;
                pos_.x += vx_ * deltaTime;  // Seguir moviéndose en X
                break;
            case GravityDirection::LEFT:
                pos_.x = 0;
                pos_.y += vy_ * deltaTime;  // Seguir moviéndose en Y
                break;
            case GravityDirection::RIGHT:
                pos_.x = screen_width_ - pos_.w;
                pos_.y += vy_ * deltaTime;  // Seguir moviéndose en Y
                break;
        }
    }

    // Comprueba las colisiones con el lateral izquierdo
    if (pos_.x < 0) {
        pos_.x = 0;
        if (gravity_direction_ == GravityDirection::LEFT) {
            // Colisión con superficie de gravedad - aplicar variación aleatoria
            vx_ = -vx_ * loss_ * generateBounceVariation();
            if (std::fabs(vx_) < 6.0f) {
                vx_ = 0.0f;
                on_surface_ = true;
            }
        } else {
            // Rebote normal - con pérdida lateral aleatoria
            vx_ = -vx_ * generateLateralLoss();
        }
        // Pérdida lateral en velocidad vertical también
        vy_ *= generateLateralLoss();
    }

    // Comprueba las colisiones con el lateral derecho
    if (pos_.x + pos_.w > screen_width_) {
        pos_.x = screen_width_ - pos_.w;
        if (gravity_direction_ == GravityDirection::RIGHT) {
            // Colisión con superficie de gravedad - aplicar variación aleatoria
            vx_ = -vx_ * loss_ * generateBounceVariation();
            if (std::fabs(vx_) < 6.0f) {
                vx_ = 0.0f;
                on_surface_ = true;
            }
        } else {
            // Rebote normal - con pérdida lateral aleatoria
            vx_ = -vx_ * generateLateralLoss();
        }
        // Pérdida lateral en velocidad vertical también
        vy_ *= generateLateralLoss();
    }

    // Comprueba las colisiones con la parte superior
    if (pos_.y < 0) {
        pos_.y = 0;
        if (gravity_direction_ == GravityDirection::UP) {
            // Colisión con superficie de gravedad - aplicar variación aleatoria
            vy_ = -vy_ * loss_ * generateBounceVariation();
            if (std::fabs(vy_) < 6.0f) {
                vy_ = 0.0f;
                on_surface_ = true;
            }
        } else {
            // Rebote normal - con pérdida lateral aleatoria
            vy_ = -vy_ * generateLateralLoss();
        }
        // Pérdida lateral en velocidad horizontal también
        vx_ *= generateLateralLoss();
    }

    // Comprueba las colisiones con la parte inferior
    if (pos_.y + pos_.h > screen_height_) {
        pos_.y = screen_height_ - pos_.h;
        if (gravity_direction_ == GravityDirection::DOWN) {
            // Colisión con superficie de gravedad - aplicar variación aleatoria
            vy_ = -vy_ * loss_ * generateBounceVariation();
            if (std::fabs(vy_) < 6.0f) {
                vy_ = 0.0f;
                on_surface_ = true;
            }
        } else {
            // Rebote normal - con pérdida lateral aleatoria
            vy_ = -vy_ * generateLateralLoss();
        }
        // Pérdida lateral en velocidad horizontal también
        vx_ *= generateLateralLoss();
    }

    // Aplica rozamiento al estar en superficie
    if (on_surface_) {
        // Convertir rozamiento de frame-based a time-based
        float friction_factor = pow(0.97f, 60.0f * deltaTime);

        switch (gravity_direction_) {
            case GravityDirection::DOWN:
            case GravityDirection::UP:
                // Fricción en X cuando gravedad es vertical
                vx_ = vx_ * friction_factor;
                if (std::fabs(vx_) < 6.0f) {
                    vx_ = 0.0f;
                }
                break;
            case GravityDirection::LEFT:
            case GravityDirection::RIGHT:
                // Fricción en Y cuando gravedad es horizontal
                vy_ = vy_ * friction_factor;
                if (std::fabs(vy_) < 6.0f) {
                    vy_ = 0.0f;
                }
                break;
        }
    }

    // Actualiza la posición del sprite
    sprite_->setPos({pos_.x, pos_.y});
}

// Pinta la clase
void Ball::render() {
    sprite_->setColor(color_.r, color_.g, color_.b);
    sprite_->render();
}

// Modifica la velocidad (convierte de frame-based a time-based)
void Ball::modVel(float vx, float vy) {
    vx_ = vx_ + (vx * 60.0f);  // Convertir a píxeles/segundo
    vy_ = vy_ + (vy * 60.0f);  // Convertir a píxeles/segundo
    on_surface_ = false;
}

// Cambia la gravedad (usa la versión convertida)
void Ball::switchGravity() {
    gravity_force_ = gravity_force_ == 0.0f ? (GRAVITY_FORCE * 60.0f * 60.0f) : 0.0f;
}

// Reactiva la gravedad si está desactivada
void Ball::enableGravityIfDisabled() {
    if (gravity_force_ == 0.0f) {
        gravity_force_ = GRAVITY_FORCE * 60.0f * 60.0f;
    }
}

// Fuerza gravedad ON (siempre activa)
void Ball::forceGravityOn() {
    gravity_force_ = GRAVITY_FORCE * 60.0f * 60.0f;
}

// Fuerza gravedad OFF (siempre desactiva)
void Ball::forceGravityOff() {
    gravity_force_ = 0.0f;
}

// Cambia la dirección de gravedad
void Ball::setGravityDirection(GravityDirection direction) {
    gravity_direction_ = direction;
    on_surface_ = false;  // Ya no está en superficie al cambiar dirección
}

// Aplica un pequeño empuje lateral aleatorio
void Ball::applyRandomLateralPush() {
    // Generar velocidad lateral aleatoria (nunca 0)
    float lateral_speed = GRAVITY_CHANGE_LATERAL_MIN + (rand() % 1000) / 1000.0f * (GRAVITY_CHANGE_LATERAL_MAX - GRAVITY_CHANGE_LATERAL_MIN);

    // Signo aleatorio (+ o -)
    int sign = ((rand() % 2) * 2) - 1;
    lateral_speed *= sign;

    // Aplicar según la dirección de gravedad actual
    switch (gravity_direction_) {
        case GravityDirection::UP:
        case GravityDirection::DOWN:
            // Gravedad vertical -> empuje lateral en X
            vx_ += lateral_speed * 60.0f;  // Convertir a píxeles/segundo
            break;
        case GravityDirection::LEFT:
        case GravityDirection::RIGHT:
            // Gravedad horizontal -> empuje lateral en Y
            vy_ += lateral_speed * 60.0f;  // Convertir a píxeles/segundo
            break;
    }
}

// Funciones para modo Shape (figuras 3D)
void Ball::setShapePosition3D(float x, float y, float z) {
    pos_3d_x_ = x;
    pos_3d_y_ = y;
    pos_3d_z_ = z;
}

void Ball::setShapeTarget2D(float x, float y) {
    target_x_ = x;
    target_y_ = y;
}

void Ball::setShapeScreenPosition(float x, float y) {
    pos_.x = x;
    pos_.y = y;
    sprite_->setPos({x, y});
}

void Ball::setDepthBrightness(float brightness) {
    depth_brightness_ = brightness;
}

void Ball::setDepthScale(float scale) {
    depth_scale_ = scale;
}

// Activar/desactivar atracción física hacia figuras 3D
void Ball::enableShapeAttraction(bool enable) {
    shape_attraction_active_ = enable;

    // Al activar atracción, resetear flags de superficie para permitir física completa
    if (enable) {
        on_surface_ = false;
    }
}

// Obtener distancia actual al punto objetivo (para calcular convergencia)
float Ball::getDistanceToTarget() const {
    // Siempre calcular distancia (útil para convergencia en LOGO mode)
    float dx = target_x_ - pos_.x;
    float dy = target_y_ - pos_.y;
    return sqrtf(dx * dx + dy * dy);
}

// Aplicar fuerza de resorte hacia punto objetivo en figuras 3D
void Ball::applyShapeForce(float target_x, float target_y, float sphere_radius, float deltaTime,
                          float spring_k_base, float damping_base_base, float damping_near_base,
                          float near_threshold_base, float max_force_base) {
    if (!shape_attraction_active_) return;

    // Calcular factor de escala basado en el radio (radio base = 80px)
    // Si radius=80 → scale=1.0, si radius=160 → scale=2.0, si radius=360 → scale=4.5
    const float BASE_RADIUS = 80.0f;
    float scale = sphere_radius / BASE_RADIUS;

    // Escalar constantes de física proporcionalmente
    float spring_k = spring_k_base * scale;
    float damping_base = damping_base_base * scale;
    float damping_near = damping_near_base * scale;
    float near_threshold = near_threshold_base * scale;
    float max_force = max_force_base * scale;

    // Calcular vector diferencia (dirección hacia el target)
    float diff_x = target_x - pos_.x;
    float diff_y = target_y - pos_.y;

    // Calcular distancia al punto objetivo
    float distance = sqrtf(diff_x * diff_x + diff_y * diff_y);

    // Fuerza de resorte (Ley de Hooke: F = -k * x)
    float spring_force_x = spring_k * diff_x;
    float spring_force_y = spring_k * diff_y;

    // Amortiguación variable: más cerca del punto = más amortiguación (estabilización)
    float damping = (distance < near_threshold)
        ? damping_near
        : damping_base;

    // Fuerza de amortiguación (proporcional a la velocidad)
    float damping_force_x = damping * vx_;
    float damping_force_y = damping * vy_;

    // Fuerza total = Resorte - Amortiguación
    float total_force_x = spring_force_x - damping_force_x;
    float total_force_y = spring_force_y - damping_force_y;

    // Limitar magnitud de fuerza (evitar explosiones numéricas)
    float force_magnitude = sqrtf(total_force_x * total_force_x + total_force_y * total_force_y);
    if (force_magnitude > max_force) {
        float scale_limit = max_force / force_magnitude;
        total_force_x *= scale_limit;
        total_force_y *= scale_limit;
    }

    // Aplicar aceleración (F = ma, asumiendo m = 1 para simplificar)
    // a = F/m, pero m=1, así que a = F
    vx_ += total_force_x * deltaTime;
    vy_ += total_force_y * deltaTime;

    // Actualizar posición con física normal (velocidad integrada)
    pos_.x += vx_ * deltaTime;
    pos_.y += vy_ * deltaTime;

    // Mantener pelotas dentro de los límites de pantalla
    if (pos_.x < 0) pos_.x = 0;
    if (pos_.x + pos_.w > screen_width_) pos_.x = screen_width_ - pos_.w;
    if (pos_.y < 0) pos_.y = 0;
    if (pos_.y + pos_.h > screen_height_) pos_.y = screen_height_ - pos_.h;

    // Actualizar sprite para renderizado
    sprite_->setPos({pos_.x, pos_.y});
}

// Sistema de cambio de sprite dinámico
void Ball::updateSize(int new_size) {
    // Actualizar tamaño del hitbox
    pos_.w = static_cast<float>(new_size);
    pos_.h = static_cast<float>(new_size);

    // Actualizar sprite
    sprite_->setSize(new_size, new_size);
    sprite_->setClip({0.0f, 0.0f, static_cast<float>(new_size), static_cast<float>(new_size)});
}

void Ball::setTexture(std::shared_ptr<Texture> texture) {
    // Actualizar textura del sprite
    sprite_->setTexture(texture);
}