// CONSTANTS & PARAMETERS
int w   = 300;
int N   = 100;
int S   = (N+2)*(N+2);
float h = w/float(N+1);

float diff = 0.0;
float visc = 0.;
float dt   = 0.0085;

// VELOCITY AND DENSITY 
float[] vx0, vy0, dens0;
float[] vx, vy, dens;
float[] vx_prev, vy_prev, dens_prev;

// SOURCES
float[] fx, fy, s;

// TEST OBSTACLE
boolean[] isFluid;

int Np = 0;
particle[] p;

int penSize = w/50;

boolean gridVisible      = false;
boolean velocityVisible  = true;
boolean densityVisible   = true;
boolean particlesVisible = false;
boolean helpVisible      = false;

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

void setup() {
  // DISPLAY OPTIONS
  size(w, w, P2D);
  frameRate(120);
  background(15,15,30);
  stroke(255);
  noFill();
  textSize(15);
  textAlign(LEFT);
  rectMode(CORNER);
//  cursor(CROSS);
  
  // EULERIAN FIELDS
  // VELOCITY
  vx    = new float[S];
  vy    = new float[S];

  // DENSITY
  dens  = new float[S];

  // PREVIOUS VALUES OVER TIME
  vx_prev   = new float[S];
  vy_prev   = new float[S];
  dens_prev = new float[S];

  // INITIAL CONDITIONS
  vx0   = new float[S];
  vy0   = new float[S];
  dens0 = new float[S];

  // SOURCES DENSITY AND VELOCITY
  s     = new float[S];
  fx    = new float[S];
  fy    = new float[S];
  
  // TEST OBSTACLE
  isFluid = new boolean[S];
  
  for (int i=0; i<S; i++) {
    vx0[i]   = 0;
    vy0[i]   = 0;
    dens0[i] = 0;  
    s[i]     = 0;
    fx[i]    = 0;
    fy[i]    = 0;
    isFluid[i] = true;   
  }
  
  for (int k=0; k<S; k++) {
    int[] t = XI(k);
    int i   = t[0];
    int j   = t[1];
    if (i*h>width/2-10 && i*h <width/2+10 && j*h>height-50 && j*h<height) {
      s[k]   = +100;
      fy[k]  = -100;
      fx[k]  = 10*random(-1,1);
    }
  }

  // LAGRANGIAN PARTICLES
  p = new particle[Np];
  for (int i=0; i<Np; i++) {
    float X = random(0, width);
    float Y = random(0, height);
    p[i]    = new particle(X, Y);
  }
}


//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

void draw() {

//  background(15,15,30);

  double start = millis();
  
  // DRAWING FIELDS
  if (densityVisible) drawDensity(h, dens);
//  if (gridVisible)  drawGrid(h);
//  if (velocityVisible) drawVelocity(h, vx, vy, 2);  
  
//  drawSolid(h,isFluid);
  
//  interactions();
  
  // CALCULATE VELOCITY
  calculateVelocity(vx, vy, vx_prev, vy_prev, visc, dt);

  // CALCULATE DENSITY
  calculateDensity(vx, vy, dens, dens_prev, s, diff, dt);

  if (particlesVisible) {
    // CALCULATE PARTICLES
    for (int i=0; i<Np; i++) {
      p[i].update(vx, vy, dt);
    }
  }

  // CONTEXT
  if (helpVisible) drawHelp();
  
  // LOOP DURATION
  double step = millis()-start;

  // DISPLAY LOOP DURATION
  pushStyle();
  fill(0);
  noStroke();
//  rect(0, 0, 100, 25);
  fill(255);
  text(" step: "+(int)step+" ms", 2, 15);
  popStyle();
}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////