#include <stdlib.h>
#include <GL/glut.h>
#include <math.h>

#define STEPCYCLE 400   /* 手足のひと振りに要する時のフレーム数　　 */
#define WALKCYCLE 4000  /* ステージ上を一周するのに要するフレーム数 */

/*
 * 直方体を描く
 */
static void myBox(double x, double y, double z)
{
  GLdouble hx = x * 0.5, hz = z * 0.5;

  GLdouble vertex[][3] = {
    { -hx,   -y, -hz },
    {  hx,   -y, -hz },
    {  hx,  0.0, -hz },
    { -hx,  0.0, -hz },
    { -hx,   -y,  hz },
    {  hx,   -y,  hz },
    {  hx,  0.0,  hz },
    { -hx,  0.0,  hz }
  };

  const static int face[][4] = {
    { 0, 1, 2, 3 },
    { 1, 5, 6, 2 },
    { 5, 4, 7, 6 },
    { 4, 0, 3, 7 },
    { 4, 5, 1, 0 },
    { 3, 2, 6, 7 }
  };

  const static GLdouble normal[][3] = {
    { 0.0, 0.0,-1.0 },
    { 1.0, 0.0, 0.0 },
    { 0.0, 0.0, 1.0 },
    {-1.0, 0.0, 0.0 },
    { 0.0,-1.0, 0.0 },
    { 0.0, 1.0, 0.0 }
  };

  const static GLfloat pink[] = { 1.0, 0.69, 0.67, 1.0 };

  int i, j;

  /* 材質を設定する */
  glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, pink);

  glBegin(GL_QUADS);
  for (j = 0; j < 6; ++j) {
    glNormal3dv(normal[j]);
    for (i = 4; --i >= 0;) {
      glVertex3dv(vertex[face[j][i]]);
    }
  }
  glEnd();
}

/*
 * 腕／足
 */
static void armleg(double girth, double length, double r1, double r2)
{
  glRotated(r1, 0.0, 0.0, 1.0);
  myBox(girth, length, girth);
  glTranslated(0.0, -0.05 - length, 0.0);
  glRotated(r2, 0.0, 0.0, 1.0);
  myBox(girth, length, girth);
}

/*
 * 地面を描く
 */
static void myGround(double height)
{
  const static GLfloat ground[][4] = {
    { 0.6, 0.6, 0.6, 1.0 },
    { 0.3, 0.3, 0.3, 1.0 }
  };

  int i, j;

  glBegin(GL_QUADS);
  glNormal3d(1.0, 1.0, 1.0);
  for (j = -5; j <= 5; ++j) {
    for (i = -5; i < 5; ++i) {
      glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, ground[(i + j) & 1]);
      glVertex3d((GLdouble)i, height, (GLdouble)j);
      glVertex3d((GLdouble)i, height, (GLdouble)(j + 1));
      glVertex3d((GLdouble)(i + 1), height, (GLdouble)(j + 1));
      glVertex3d((GLdouble)(i + 1), height, (GLdouble)j);
    }
  }
  glEnd();
}

/*
 * 画面表示
 */
static void display(void)
{
  double st, ct, time1;

  const static GLfloat lightpos[] = { 3.0, 4.0, 5.0, 1.0 }; /* 光源の位置 */
  static int frame = 0;                                     /* フレーム数 */

  /* STEPCYCLE に指定した枚数のフレームを描画する間に 0→1 に変化 */
  double t = (frame % STEPCYCLE) / (double)STEPCYCLE;

  /* WALKCYCLE に指定した枚数のフレームを描画する間に 0→1 に変化 */
  double s = (frame % WALKCYCLE) / (double)WALKCYCLE;

  /*
   * 以下の変数に値を設定する
   */

  st =  sin((GLfloat)glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME)/250.0);
  ct =  cos((GLfloat)glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME)/250.0);

  double ll1 = 0.0; /* 箱男の左足の股関節の角度 */
  double ll2 = 0.0; /* 箱男の左足の膝関節の角度 */

  double rl1 = 0.0; /* 箱男の右足の股関節の角度 */
  double rl2 = 0.0; /* 箱男の右足の膝関節の角度 */

  double la1 = -190 + -30.0*st; /* 箱男の左腕の肩関節の角度 */
  double la2 = -10*st; /* 箱男の左腕の肘関節の角度 */

  double ra1 = 190.0 + 30.0*st; /* 箱男の右腕の肩関節の角度 */
  double ra2 = 10*st; /* 箱男の右腕の肘関節の角度 */

  double px = 0.0, pz = 0.0;      /* 箱男の位置 */
  double r = glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME)/20.0;  /* 箱男の向き */
  double h = 0.0;                 /* 箱男の高さ */

    /* フレーム数（画面表示を行った回数）をカウントする */
  ++frame;

  /* 画面クリア */
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

  /* モデルビュー変換行列の初期化 */
  glLoadIdentity();

  /* 光源の位置を設定 */
  glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, lightpos);

  /* 視点の移動（物体の方を奥に移す）*/
  glTranslatef(0.0, 0.0, -10.0);

  /* シーンの描画 */

  /* 地面 */
  myGround(-1.8);

  /* 箱男の位置と方向 */ 
  glRotatef(r, 0.0, 1.0, 0.0);
  glTranslatef(px, h, pz);

  /* 頭 */
  const static GLfloat pink[] = { 1.0, 0.69, 0.67, 1.0 };
  glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, pink);
  glutSolidSphere(0.25, 16, 8);
 
  /* 胴 */
  glTranslated(0.0, -0.89, 0.0);
  glRotated(-90.0, 1.0, 0.0, 0.0);
  glutSolidCone(0.4, 1.0, 10.0,10.0);

  glRotated(90.0, 1.0, 0.0, 0.0);
  glTranslated(0.0, 0.59, 0.0);
  
  /* 左足 */
  glPushMatrix();
  glTranslated(0.1, -0.65, 0.0);
  armleg(0.2, 0.4, ll1, ll2);
  glPopMatrix();

  /* 右足 */
  glPushMatrix();
  glTranslated(-0.1, -0.65, 0.0);
  armleg(0.2, 0.4, rl1, rl2);
  glPopMatrix();

  /* 左腕 */
  glPushMatrix();
  glTranslated(0.28, 0.0, 0.0);
  armleg(0.16, 0.4, la1, la2);
  glPopMatrix();

  /* 右腕 */
  glPushMatrix();
  glTranslated(-0.28, 0.0, 0.0);
  armleg(0.16, 0.4, ra1, ra2);
  glPopMatrix();

  glutSwapBuffers();
}

static void resize(int w, int h)
{
  /* ウィンドウ全体をビューポートにする */
  glViewport(0, 0, w, h);

  /* 透視変換行列の指定 */
  glMatrixMode(GL_PROJECTION);

  /* 透視変換行列の初期化 */
  glLoadIdentity();
  gluPerspective(30.0, (double)w / (double)h, 1.0, 100.0);

  /* モデルビュー変換行列の指定 */
  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
}

static void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{
  /* ESC か q をタイプしたら終了 */
  if (key == '\033' || key == 'q') {
    exit(0);
  }
}

static void init(void)
{
  /* 初期設定 */
  glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
  glEnable(GL_DEPTH_TEST);
  glEnable(GL_CULL_FACE);
  glEnable(GL_LIGHTING);
  glEnable(GL_LIGHT0);
}

void idle(void)
{
  glutPostRedisplay();	
}

int main(int argc, char *argv[])
{
  glutInit(&argc, argv);
  glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH | GLUT_DOUBLE);
  glutCreateWindow(argv[0]);
  glutDisplayFunc(display);
  glutReshapeFunc(resize);
  glutIdleFunc(idle);
  glutKeyboardFunc(keyboard);
  init();
  glutMainLoop();
  return 0;
}