package application;

import java.io.File;

import javafx.application.Application;
import javafx.scene.image.Image;
import javafx.scene.image.PixelReader;
import javafx.stage.Stage;

/**
 * aparapiの動作確認プログラム2-2
 * 『単純なパターンマッチング(pure java)』
 *  画像　： https://www.pakutaso.com/20120450102post-1371.html
 * 
 * @author karura
 *
 */
public class TestAparapi2_2  extends Application
{
	
	// 探索対象画像情報
	private float 	target[];			// 探索画像のピクセル配列
	private int		targetHeight;		// 探索画像の高さ
	private int		targetWidth;		// 探索画像の幅
	
	// パターン画像情報
	private float	pattern[];			// パターン画像のピクセル配列
	private int		patternHeight;		// パターン画像の高さ
	private int		patternWidth;		// パターン画像の幅
	
	// 結果情報
	private float 	result[];			// 探索画像とパターン画像の誤差配列
	
	public static void main(String[] args) {
		launch(args);
	}
	
	@Override
	public void start(Stage primaryStage) throws Exception
	{

		System.out.println( "start!" );
		
		// GPGPU用のクラスを生成して初期化
		String file1	= new File("img/01.png").toURI().toString();
		String file2	= new File("img/02.png").toURI().toString();
		init( file1 , file2 );

		// GPGPU実行(同時に処理時間取得)
		long	startTime	= System.nanoTime();
		execute();
		long	endTime		= System.nanoTime();
		float	interval	= ( endTime - startTime )  / 1000000000.0f ;
		System.out.println( String.format( "time   :%f [sec]", interval ) );
		
		// 結果を出力
		float[]	result	= getResult();
		for( int i=0 ; i<result.length - 1 ; i++ )
		{
			// 2乗誤差が0になるインデックスを特定
			if( result[i] == 0 )
			{
				// インデックスから画像のxy座標を計算し、出力
				int x	= getResultX( i );
				int y	= getResultY( i );
				System.out.println( String.format( "result :(%d,%d) gap = %f" , x , y , result[i] ) );
			} 
		}
	}
	
	
	/**
	 * クラスの初期化
	 * @param targetFile 探索対象画像ファイル
	 * @param patternFile パターン画像ファイル
	 */
	public void init( String targetFile , String patternFile )
	{
		// 探索対象の画像ファイルを読込
		try
		{
			// 画像ファイルの取込
			Image		img		= new Image( targetFile );
			
			// 変数の初期化
			targetHeight	= (int) img.getHeight();
			targetWidth		= (int) img.getWidth();
			target			= new float[ targetHeight * targetWidth ];
			
			// ピクセル配列を取得
			PixelReader	reader	= img.getPixelReader();
			for( int y = 0 ; y < targetHeight ; y++ )
				for( int x = 0 ; x < targetWidth ; x++  )
				{
					int i		= ( y * targetWidth ) + x;
					target[ i ]	= reader.getArgb( x, y );
				}
			
		}catch( Exception e ){
			e.printStackTrace();
		}
		
		
		// パターン画像ファイルを読込
		try
		{
			// 画像ファイルの取込
			Image		img		= new Image( patternFile );
			
			// ピクセル格納用の配列を初期化
			pattern			= new float[ (int) (img.getHeight() * img.getWidth()) ];
			patternHeight	= (int) img.getHeight();
			patternWidth	= (int) img.getWidth();
			
			// ピクセル配列を取得
			PixelReader	reader	= img.getPixelReader();
			for( int y = 0 ; y < patternHeight ; y++ )
				for( int x = 0 ; x < patternWidth ; x++  )
				{
					int i			= y *  patternWidth + x ;
					pattern[ i ]	= reader.getArgb( x, y );
				}
			
		}catch( Exception e ){
			e.printStackTrace();
		}
		
		
		// 結果配列を初期化
		result	= new float[ target.length ];
	}
	
	/**
	 * パターンマッチングを実行（GPUは利用せず、Pure Javaで実現）
	 */
	public void execute()
	{
		// 探索画像を左上から走査し、
		// 誤差マップを作成
		int max = targetHeight * targetWidth - 1 ;
		for( int i=0 ; i < max ; i++ ){ run( i ); }
		
	}
	
	/**
	 * i番目のピクセルを左上に持つ探索範囲で
	 * 探索画像とパターン画像の誤差を計算し、結果配列に格納
	 * @param i
	 */
	public void run( int i )
	{
		// 値を初期化
		float value	= 0;

		// 変数iが示す
		// 探索範囲の左上ピクセル位置を取得
		int x		= i % targetHeight;
		int y		= i / targetHeight;

		// 探索範囲とパターン画像の2乗誤差を計算
		for( int dy=0 ; dy<patternHeight ; dy++ )
		{
			for( int dx=0 ; dx<patternWidth ; dx++ )
			{
				// 範囲外の場合は適当な誤差を加算し、処理を飛ばす
				if( y + dy >= targetHeight ){ value += 100; continue; }
				if( x + dx >= targetWidth ){  value += 100; continue; }
				
				// インデックス計算
				int targetIndex		= ( y + dy ) * targetWidth + ( x + dx ) ;
				int patternIndex	= dy * patternWidth + dx;
				
				// 2乗誤差を計算
				// 実際はR・G・B・Aの各色成分ごとに誤差をとるほうが良いが、
				// 今回はパターン画像と完全一致する部分を得るため、計算を簡略化している
				float gap		= target[ targetIndex ] - pattern[ patternIndex ];
				gap	*= gap;
				
				// 誤差を加算
				value	+= gap;
				
			}
		}

		// 誤差の合計を結果配列に格納
		result[i]	= value;
	}
	
	/**
	 * GPGPU計算結果を返す
	 * @return
	 */
	public float[] getResult()
	{
		return result;
	}

	/**
	 * GPGPU計算結果のインデックスから
	 * 探索画像上のx座標を計算する
	 * @param index
	 * @return
	 */
	public int getResultX( int index )
	{
		return index % targetHeight;
	}
	
	/**
	 * GPGPU計算結果のインデックスから
	 * 探索画像上のy座標を計算する
	 * @param index
	 * @return
	 */
	public int getResultY( int index )
	{
		return index / targetHeight;
	}
}