/*

* This file is part of the TraKERS\Middleware package.

*

* (c) IRI <http://www.iri.centrepompidou.fr/>

*

* file that was distributed with this source code.

*/

/*

 * Projet : TraKERS

 * Module : MIDDLEWARE

 * Sous-Module : Tracking/Gestures

 * Classe : CircleDetector

 * 

 * Auteur : alexandre.bastien@iri.centrepompidou.fr

 * 

 * Fonctionnalités : Permet de détecter si l'utilisateur a effectué un cercle, en se basant sur

 * des règles appliquées à la positions des noeuds dans le temps.

 */

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using Microsoft.Kinect;

using System.Windows.Media.Media3D;

using System.Drawing;

using Trakers.Debug;

namespace Trakers.Tracking.Gestures

{

    public class CircleDetector : GestureDetector

    {

        public CircleDetector(DebugWindow _debug) : base(_debug)

        {

            gesturePeriod = (float)1;

            indexesPerSecond = 30;

            indexesToCheck = (int)(gesturePeriod * indexesPerSecond);

        }

        /*

         * Lit les noeuds de l'historique du squelette afin de détecter un cercle.

         * Règles :

         * Se fait avec une main.

         * Chaque point est à la même distance du barycentre.

         * On regarde pour la main gauche.

         */

        public bool CheckForLeftCircle()

        {

            //Indique si la main gauche a décrit un cercle.

            bool leftHandDoCircle = true;

            //Crée un historique de squelette local, puisque l'historique est mis à jour toutes les ~1/30 s.

            List<List<Joint>> localHistory = new List<List<Joint>>(history);

            //Si il n'y a pas assez de positions dans l'historique local pour vérifier le geste.

            if (localHistory.Count < indexesToCheck + 1)

                return false;

            //La distance de référence est ici la distance entre le milieu du dos et le milieu des épaules.

            refDistance = Math.Abs(localHistory[0][(int)JointType.Spine].Position.Y - localHistory[0][(int)JointType.ShoulderCenter].Position.Y);

            //On commence la position pour les indexesToCheck dernières postures (celle à l'index 0 étant la dernière).

            SkeletonPoint startPointLeft = localHistory[localHistory.Count - indexesToCheck][(int)JointType.HandRight].Position;

            //Barycentres pour les mains.

            PointF leftBarycenter = new PointF(0, 0);

            //Distances moyennes des points aux barycentres.

            float averageDistToLeftBarycenter = 0;

            //Index du point de départ dans la détection.

            int beginIndex = localHistory.Count - indexesToCheck;

            //Calcul du barycentre de la main gauche.

            for (int i = beginIndex; i > 0; i--)

            {

                leftBarycenter.X += localHistory[i][(int)JointType.HandLeft].Position.X;

                leftBarycenter.Y += localHistory[i][(int)JointType.HandLeft].Position.Y;

            }

            leftBarycenter.X /= indexesToCheck;

            leftBarycenter.Y /= indexesToCheck;

            //Estimation de la distance moyenne d'un point au barycentre gauche.

            for (int i = beginIndex; i > 0; i--)

            {

                float ptX = localHistory[i][(int)JointType.HandLeft].Position.X;

                float ptY = localHistory[i][(int)JointType.HandLeft].Position.Y;

                averageDistToLeftBarycenter += (float)Distance2D(ptX, leftBarycenter.X, ptY, leftBarycenter.Y);

            }

            averageDistToLeftBarycenter /= indexesToCheck;

            //Pour les points, on suit l'algorithme.

            //Si la distance moyenne de chaque point de la main gauche au barycentre gauche est trop faible

            //Alors la main gauche n'a pas décrit de cercle.

            if (averageDistToLeftBarycenter < refDistance / 2)

                leftHandDoCircle = false;

            //Indique si on a atteint le point d'arrivée pour la main gauche.

            bool endLeftReached = false;

            if(leftHandDoCircle)

                for (int i = localHistory.Count - indexesToCheck + 1; i < localHistory.Count; i++)

                {

                    //Si la distance d'un point de la main gauche excède à la distance moyenne au barycentre gauche avec une erreur N

                    //OU si le point de départ de la main gauche est plus éloigné du point d'arrivée de la main gauche de N.

                    //Alors la main gauche n'a pas décrit de cercle.

                    float X = localHistory[i][(int)JointType.HandLeft].Position.X;

                    float Y = localHistory[i][(int)JointType.HandLeft].Position.Y;

                    //Si un point est proche du point de départ.

                    if(Distance2D(X, Y, startPointLeft.X, startPointLeft.Y) < refDistance / 5 && X != startPointLeft.X && Y != startPointLeft.Y)

                        endLeftReached = true;

                    if (Math.Abs((double)Distance2D(X, Y, leftBarycenter.X, leftBarycenter.Y) - averageDistToLeftBarycenter) > refDistance / 5)

                    {

                        leftHandDoCircle = false;

                        break;

                    }

                    //Si la main gauche a atteint une position proche de son point de départ.

                    if (endLeftReached)

                    {

                        //S'il y a trop peu de points

                        if (i - (localHistory.Count - indexesToCheck + 1) < (indexesToCheck / 2))

                            leftHandDoCircle = false;

                        break;

                    }

                }

            //On supprime l'historique local.

            localHistory.Clear();

            //Si on est arrivé jusqu'ici, toutes les conditions pour un swipe left ont été remplies.

            return leftHandDoCircle;

        }

        /*

         * Lit les noeuds de l'historique du squelette afin de détecter un cercle.

         * Règles :

         * Se fait avec une main.

         * Chaque point est à la même distance du barycentre.

         * On regarde pour la main droite.

         */

        public bool CheckForRightCircle()

        {

            //Indique si la main droite a décrit un cercle.

            bool rightHandDoCircle = true;

            //Crée un historique de squelette local, puisque l'historique est mis à jour toutes les ~1/30 s.

            List<List<Joint>> localHistory = new List<List<Joint>>(history);

            //if (Math.Abs(Math.Abs(localHistory[0][(int)JointType.HandLeft].Position.X - localHistory[0][(int)JointType.HandRight].Position.X) - refDistance) < 10)

              //  Console.Out.WriteLine("REF");

            //Si il n'y a pas assez de positions dans l'historique local pour vérifier le geste.

            if (localHistory.Count < indexesToCheck + 1)

                return false;

            //La distance de référence est ici la distance entre le milieu du dos et le milieu des épaules.

            refDistance = Math.Abs(localHistory[0][(int)JointType.Spine].Position.Y - localHistory[0][(int)JointType.ShoulderCenter].Position.Y);

            //On commence la position pour les indexesToCheck dernières postures (celle à l'index 0 étant la dernière).

            SkeletonPoint startPointRight = localHistory[localHistory.Count - indexesToCheck][(int)JointType.HandRight].Position;

            //Barycentres pour la main droite.

            PointF rightBarycenter = new PointF(0, 0);

            //Distances moyennes des points aux barycentres.

            float averageDistToRightBarycenter = 0;

            //Index du point de départ dans la détection.

            int beginIndex = localHistory.Count - indexesToCheck;

            //Index du point d'arrivée.

            int endRightIndex = 0;

            //On cherche le point d'arrivée.

            /*for (int i = beginIndex; i > 0; i--)

            {

                float X = localHistory[i][(int)JointType.HandRight].Position.X;

                float Y = localHistory[i][(int)JointType.HandRight].Position.Y;

                //Si un point est proche du point de départ.

                if (Distance2D(X, Y, startPointRight.X, startPointRight.Y) < refDistance / 2 && X != startPointRight.X && Y != startPointRight.Y)

                {

                    Console.Out.WriteLine("REACHED");

                    endRightIndex = i;

                    break;

                }

            }*/

            /*//S'il n'y a pas assez de points.

            if (beginIndex - endRightIndex < indexesToCheck)

                return false;*/

            //Calcul du barycentre de la main droite.

            for (int i = localHistory.Count - indexesToCheck + 1; i < localHistory.Count; i++)

            {

                rightBarycenter.X += localHistory[i][(int)JointType.HandRight].Position.X;

                rightBarycenter.Y += localHistory[i][(int)JointType.HandRight].Position.Y;

            }

            rightBarycenter.X /= indexesToCheck;

            rightBarycenter.Y /= indexesToCheck;

            //Estimation de la distance moyenne d'un point au barycentre droit.

            for (int i = localHistory.Count - indexesToCheck + 1; i < localHistory.Count; i++)

            {

                float ptX = localHistory[i][(int)JointType.HandRight].Position.X;

                float ptY = localHistory[i][(int)JointType.HandRight].Position.Y;

                averageDistToRightBarycenter += (float)Distance2D(ptX, rightBarycenter.X, ptY, rightBarycenter.Y);

            }

            averageDistToRightBarycenter /= indexesToCheck;

            //Pour les points, on suit l'algorithme.

            //Si la distance moyenne de chaque point de la main droite au barycentre droit est trop faible

            //Alors la main droite n'a pas décrit de cercle.

            if (averageDistToRightBarycenter < refDistance / 2)

                rightHandDoCircle = false;

            float globalPercent = 0;

            if (rightHandDoCircle)

                for (int i = localHistory.Count - indexesToCheck + 1; i < localHistory.Count; i++)

                {

                    //Si la distance moyenne de chaque point de la main droite au barycentre droit est trop faible

                    //OU si la distance d'un point de la main droite excède à la distance moyenne au barycentre droit avec une erreur N

                    //OU si le point de départ de la main gauche est plus éloigné du point d'arrivée de la main gauche de N.

                    //Alors la main droite n'a pas décrit de cercle.

                    float X = localHistory[i][(int)JointType.HandRight].Position.X;

                    float Y = localHistory[i][(int)JointType.HandRight].Position.Y;

                    float R = averageDistToRightBarycenter, r = (float)Math.Abs((double)Distance2D(X, Y, rightBarycenter.X, rightBarycenter.Y));

                    float percent = 0;

                    if (r < R)

                        percent = 100 * r / R;

                    else

                        percent = 100 * R / r;

                    globalPercent += percent;

                    /*if (Math.Abs((double)Distance2D(X, Y, rightBarycenter.X, rightBarycenter.Y) - averageDistToRightBarycenter) > refDistance / 5)

                    {

                        //Console.Out.WriteLine("FAIL");

                        return false;

                    }*/

                }

            float res = ((float)globalPercent / indexesToCheck);

            Console.Out.WriteLine("p:" + ((float)globalPercent / indexesToCheck));

            if (res >= 50)

                Console.In.Read();

            //On supprime l'historique local.

            localHistory.Clear();

            //Si on est arrivé jusqu'ici, toutes les conditions pour un swipe left ont été remplies.

            return true;

        }

        public double Distance2D(float x1, float x2, float y1, float y2)

        {

            return Math.Sqrt((x1 - x2)*(x1 - x2) + (y1 - y2)*(y1 - y2));

        }

    }

}