source: GTP/trunk/App/Demos/Vis/FriendlyCulling/src/DeferredRenderer.cpp @ 3360

Revision 3360, 42.8 KB checked in by mattausch, 15 years ago (diff)
Line 
1#include "DeferredRenderer.h"
2#include "FrameBufferObject.h"
3#include "RenderState.h"
4#include "SampleGenerator.h"
5#include "Vector3.h"
6#include "Camera.h"
7#include "shaderenv.h"
8#include "Halton.h"
9#include "ShadowMapping.h"
10#include "Light.h"
11#include "ShaderManager.h"
12#include "Texture.h"
13
14#include <math.h>
15
16#include <IL/il.h>
17#include <assert.h>
18
19
20#ifdef _CRT_SET
21        #define _CRTDBG_MAP_ALLOC
22        #include <stdlib.h>
23        #include <crtdbg.h>
24
25        // redefine new operator
26        #define DEBUG_NEW new(_NORMAL_BLOCK, __FILE__, __LINE__)
27        #define new DEBUG_NEW
28#endif
29
30
31using namespace std;
32
33
34static void startil()
35{
36        ilInit();
37        assert(ilGetError() == IL_NO_ERROR);
38}
39
40
41static void stopil()
42{
43        ilShutDown();
44        assert(ilGetError() == IL_NO_ERROR);
45}
46
47
48namespace CHCDemoEngine
49{
50
51static ShaderProgram *sCgSsaoProgram = NULL;
52static ShaderProgram *sCgGiProgram = NULL;
53
54static ShaderProgram *sCgDeferredProgram = NULL;
55static ShaderProgram *sCgAntiAliasingProgram = NULL;
56static ShaderProgram *sCgDeferredShadowProgram = NULL;
57
58static ShaderProgram *sCgCombineSsaoProgram = NULL;
59static ShaderProgram *sCgFilterSsaoProgram = NULL;
60static ShaderProgram *sCgCombineIllumProgram = NULL;
61static ShaderProgram *sCgLogLumProgram = NULL;
62static ShaderProgram *sCgToneProgram = NULL;
63static ShaderProgram *sCgDownSampleProgram = NULL;
64static ShaderProgram *sCgScaleDepthProgram = NULL;
65static ShaderProgram *sCgPrepareSsaoProgram = NULL;
66static ShaderProgram *sCgLenseFlareProgram = NULL;
67
68static ShaderProgram *sCgDOFProgram = NULL;
69
70
71static GLuint noiseTex2D = 0;
72static GLuint noiseTex1D = 0;
73static GLuint sampleTex2D = 0;
74
75
76static Sample2 samples2[NUM_PRECOMPUTED_SAMPLES];
77// ssao random spherical samples
78//static Sample2 samples2[NUM_SAMPLES];
79
80// pcf samples
81static Sample2 pcfSamples[NUM_PCF_TABS];
82// dof samples
83static Sample2 dofSamples[NUM_DOF_TABS];
84
85static Texture *sHaloTex[5];
86
87int DeferredRenderer::colorBufferIdx = 0;
88
89
90
91
92/** Helper method that computes the view vectors in the corners of the current view frustum.
93*/
94static void ComputeViewVectors(PerspectiveCamera *cam,
95                                                           Vector3 &bl,
96                                                           Vector3 &br,
97                                                           Vector3 &tl,
98                                                           Vector3 &tr)
99{
100        Vector3 ftl, ftr, fbl, fbr, ntl, ntr, nbl, nbr;
101        cam->ComputePoints(ftl, ftr, fbl, fbr, ntl, ntr, nbl, nbr);
102
103        bl = Normalize(nbl - fbl);
104        br = Normalize(nbr - fbr);
105        tl = Normalize(ntl - ftl);
106        tr = Normalize(ntr - ftr);
107}
108
109
110static float GaussianDistribution(float x, float y, float rho)
111{
112        float g = 1.0f / sqrtf(2.0f * M_PI * rho * rho);
113    g *= expf( -(x * x + y * y) / (2.0f * rho * rho));
114
115    return g;
116}
117
118
119static void PrintGLerror(char *msg)
120{
121        GLenum errCode;
122        const GLubyte *errStr;
123       
124        if ((errCode = glGetError()) != GL_NO_ERROR)
125        {
126                errStr = gluErrorString(errCode);
127                fprintf(stderr,"OpenGL ERROR: %s: %s\n", errStr, msg);
128        }
129}
130
131
132static Sample2 UnitTest(float x, float y, int wi, int he)
133{
134        Sample2 s;
135
136        s.x = float(floor(x * (float)wi - 0.5f) + 1.0f) / (float)wi;
137        s.y = float(floor(y * (float)he - 0.5f) + 1.0f) / (float)he;
138
139        return s;
140}
141
142
143static void ComputeSampleOffsets(float *sampleOffsets,
144                                                                 int imageW, int imageH,
145                                                                 float width,
146                                                                 int samples)
147{
148        const float xoffs = width / (float)imageW;
149        const float yoffs = width / (float)imageH;
150       
151        const int numSamples = (int)sqrt((float)samples);
152        const int startSamples = -numSamples / 2;
153        const int endSamples = numSamples + startSamples - 1;
154        //cout << startSamples << " " << endSamples << endl;
155
156        int idx = 0;
157
158        for (int x = startSamples; x <= endSamples; ++ x)
159        {
160                for (int y = startSamples; y <= endSamples; ++ y)
161                {
162                        sampleOffsets[idx + 0] = (float)x * xoffs;
163                        sampleOffsets[idx + 1] = (float)y * yoffs;
164                        idx += 2;
165                }
166        }
167}
168
169
170static float *GrabTexture(GLuint tex, int w, int h)
171{
172        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, tex);
173
174        float *data = new float[w * h * 3];
175
176        glGetTexImage(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, GL_FLOAT, data);
177
178        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
179        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
180
181        return data;
182}
183
184
185void DeferredRenderer::FlipFbos(FrameBufferObject *fbo)
186{
187        fbo->Bind();
188        colorBufferIdx = 3 - colorBufferIdx;
189        glDrawBuffers(1, mrt + colorBufferIdx);
190}
191
192
193void DeferredRenderer::DrawQuad(ShaderProgram *p)
194{
195        if (p) p->Bind();
196
197        // interpolate the view vector
198        Vector3 bl = mCornersView[0];
199        Vector3 br = mCornersView[1];
200        Vector3 tl = mCornersView[2];
201        Vector3 tr = mCornersView[3];
202
203        // note: slightly larger texture could hide ambient occlusion error on border but costs resolution
204        glBegin(GL_QUADS);
205
206        glTexCoord2f(0, 0); glMultiTexCoord3fARB(GL_TEXTURE1_ARB, bl.x, bl.y, bl.z); glVertex2f( .0f,  .0f);
207        glTexCoord2f(1, 0); glMultiTexCoord3fARB(GL_TEXTURE1_ARB, br.x, br.y, br.z); glVertex2f(1.0f,  .0f);
208        glTexCoord2f(1, 1); glMultiTexCoord3fARB(GL_TEXTURE1_ARB, tr.x, tr.y, tr.z); glVertex2f(1.0f, 1.0f);
209        glTexCoord2f(0, 1); glMultiTexCoord3fARB(GL_TEXTURE1_ARB, tl.x, tl.y, tl.z); glVertex2f( .0f, 1.0f);
210
211        glEnd();
212}
213
214/** Generate poisson disc distributed sample points on the unit disc
215*/
216static void GenerateSamples(int sampling)
217{
218        switch (sampling)
219        {
220        case DeferredRenderer::SAMPLING_POISSON:
221                {
222                        PoissonDiscSampleGenerator2D poisson(NUM_PRECOMPUTED_SAMPLES, 1.0f);
223                        poisson.Generate((float *)samples2);
224                }
225                break;
226        case DeferredRenderer::SAMPLING_QUADRATIC:
227                {
228                        //PoissonDiscSampleGenerator2D poisson(NUM_PRECOMPUTED_SAMPLES, 1.0f);
229                        //poisson.Generate((float *)samples2);
230                        QuadraticDiscSampleGenerator2D g(NUM_PRECOMPUTED_SAMPLES, 1.0f);
231                        g.Generate((float *)samples2);
232                }
233                break;
234        default: // SAMPLING_DEFAULT
235                {
236                        RandomSampleGenerator2D g(NUM_PRECOMPUTED_SAMPLES, 1.0f);
237                        g.Generate((float *)samples2);
238                }
239        }
240}
241
242
243static void CreateNoiseTex2D(int w, int h)
244{
245        //GLubyte *randomNormals = new GLubyte[mWidth * mHeight * 3];
246        Vector3 *randomNormals = new Vector3[w * h];
247
248        for (int i = 0; i < w * h; ++ i)
249        {
250                // create random samples on a circle
251                const float r = RandomValue(0, 1);
252
253                const float theta = 2.0f * acos(sqrt(1.0f - r));
254                //randomNormals[i] = Vector3(cos(theta), sin(theta), 0);
255                randomNormals[i] = Vector3(RandomValue(-M_PI, M_PI), 0, 0);
256                //Normalize(randomNormals[i]);
257        }
258
259
260        glEnable(GL_TEXTURE_2D);
261        glGenTextures(1, &noiseTex2D);
262        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, noiseTex2D);
263               
264        //glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
265        //glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
266        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
267        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
268        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
269        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
270
271        glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA16F_ARB, w, h, 0, GL_RGB, GL_FLOAT, (float *)randomNormals);
272
273        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
274        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
275
276        delete [] randomNormals;
277
278        cout << "created noise texture" << endl;
279
280        PrintGLerror("noisetexture");
281}
282
283
284static void UpdateSampleTex(Sample2 *samples, int numSamples)
285{
286        glEnable(GL_TEXTURE_2D);
287        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, sampleTex2D);
288               
289        const int w = numSamples; const int h = 1;
290
291        float *tempBuffer = new float[numSamples * 3];
292
293        for (int i = 0; i < numSamples; ++ i)
294        {
295                tempBuffer[i * 3 + 0] = samples[i].x;
296                tempBuffer[i * 3 + 1] = samples[i].y;
297                tempBuffer[i * 3 + 2] = 0;
298        }
299
300        glTexSubImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 0, 0, w, h, GL_RGB, GL_FLOAT, (float *)tempBuffer);
301
302        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
303        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
304
305        cout << "updated sample texture" << endl;
306
307        delete [] tempBuffer;
308
309        PrintGLerror("update sample tex");
310}
311
312
313static void CreateSampleTex(Sample2 *samples, int numSamples)
314{
315        glEnable(GL_TEXTURE_2D);
316        glGenTextures(1, &sampleTex2D);
317        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, sampleTex2D);
318               
319        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
320        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
321        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
322        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
323
324        const int w = numSamples; const int h = 1;
325
326        float *tempBuffer = new float[numSamples * 3];
327
328        for (int i = 0; i < numSamples; ++ i)
329        {
330                tempBuffer[i * 3 + 0] = samples[i].x;
331                tempBuffer[i * 3 + 1] = samples[i].y;
332                tempBuffer[i * 3 + 2] = 0;
333        }
334
335        glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA32F_ARB, w, h, 0, GL_RGB, GL_FLOAT, (float *)tempBuffer);
336
337        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
338        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
339
340        cout << "created sample texture" << endl;
341
342        delete [] tempBuffer;
343
344        PrintGLerror("create sample tex");
345}
346
347
348static void PrepareLenseFlare()
349{
350        string textures[] = {"flare4.tga", "lens2.jpg", "lens3.jpg", "lens4.jpg", "lens1.jpg"};
351
352        // todo: delete halo textures
353        for (int i = 0; i < 5; ++ i)
354        {
355                sHaloTex[i] = new Texture(model_path + textures[i]);
356
357                sHaloTex[i]->SetBoundaryModeS(Texture::BORDER);
358                sHaloTex[i]->SetBoundaryModeT(Texture::BORDER);
359
360                sHaloTex[i]->Create();
361        }
362
363        cout << "prepared lense flare textures" << endl;
364
365        PrintGLerror("prepare lense flare");
366}
367
368
369DeferredRenderer::DeferredRenderer(int w, int h,
370                                                                   PerspectiveCamera *cam,
371                                                                   bool ssaoUseFullResolution):
372mWidth(w), mHeight(h),
373mCamera(cam),
374mUseTemporalCoherence(true),
375mRegenerateSamples(true),
376mSamplingMethod(SAMPLING_POISSON),
377mShadingMethod(DEFAULT),
378mIllumFboIndex(0),
379mSortSamples(true),
380mKernelRadius(1e-8f),
381mSampleIntensity(0.2f),
382mSunVisiblePixels(0),
383mSavedFrameNumber(-1),
384mSavedFrameSuffix(""),
385mMaxDistance(1e6f),
386mTempCohFactor(.0f),
387mUseToneMapping(false),
388mUseAntiAliasing(false),
389mUseDepthOfField(false),
390mSsaoUseFullResolution(ssaoUseFullResolution),
391mMaxConvergence(2000.0f),
392mSpatialWeight(.0f)
393{
394        ///////////
395        //-- the flip-flop fbos
396
397        int downSampledWidth, downSampledHeight;
398
399        if (mSsaoUseFullResolution)
400        {
401                downSampledWidth = w; downSampledHeight = h;
402                cout << "using full resolution ssao" << endl;
403        }
404        else
405        {
406                downSampledWidth = w / 2; downSampledHeight = h / 2;
407                cout << "using half resolution ssao" << endl;
408        }
409
410
411        /////////
412        //-- the illumination fbo is either half size or full size
413
414        mIllumFbo = new FrameBufferObject(downSampledWidth, downSampledHeight, FrameBufferObject::DEPTH_NONE);
415        mFBOs.push_back(mIllumFbo);
416
417        for (int i = 0; i < 4; ++ i)
418        {
419                mIllumFbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGBA_FLOAT_32, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_LINEAR);
420                FrameBufferObject::InitBuffer(mIllumFbo, i);
421        }
422
423
424        ///////////////
425        //-- the downsampled ssao + color bleeding textures:
426        //-- as GI is mostly low frequency, we can use lower resolution to improve performance
427
428        mDownSampleFbo = new FrameBufferObject(downSampledWidth, downSampledHeight, FrameBufferObject::DEPTH_NONE);
429        // the downsampled color + depth buffer
430        mDownSampleFbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGBA_FLOAT_32, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_LINEAR);
431        // downsample buffer for the normal texture
432        mDownSampleFbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGB_FLOAT_16, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_LINEAR);
433
434        for (int i = 0; i < 2; ++ i)
435        {
436                FrameBufferObject::InitBuffer(mDownSampleFbo, i);
437        }
438
439        mFBOs.push_back(mDownSampleFbo);
440
441
442        /////////
443        //-- temporal buffer
444
445        mTempFbo = new FrameBufferObject(mWidth, mHeight, FrameBufferObject::DEPTH_NONE);
446        mFBOs.push_back(mTempFbo);
447
448        mTempFbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGBA_FLOAT_32, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_LINEAR);
449        mTempFbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGBA_FLOAT_32, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_LINEAR);
450        FrameBufferObject::InitBuffer(mTempFbo, 0);
451        FrameBufferObject::InitBuffer(mTempFbo, 1);
452       
453
454        // create noise texture for ssao
455        // for performance reasons we use a smaller texture and repeat it over the screen
456        CreateNoiseTex2D(mIllumFbo->GetWidth() / 4, mIllumFbo->GetWidth() / 4);
457               
458        mProjViewMatrix = IdentityMatrix();
459        mOldProjViewMatrix = IdentityMatrix();
460
461        for (int i = 0; i < 4; ++ i)
462        {
463                mCornersView[i] = mOldCornersView[i] = Vector3::UNIT_X();
464        }
465
466        mEyePos = mOldEyePos = Vector3::ZERO();
467
468        PrepareLenseFlare();
469
470        InitCg();
471}
472
473
474DeferredRenderer::~DeferredRenderer()
475{
476        CLEAR_CONTAINER(mFBOs);
477
478        glDeleteTextures(1, &noiseTex2D);
479        glDeleteTextures(1, &noiseTex1D);
480}
481
482
483void DeferredRenderer::InitCg()
484{       
485        ShaderManager *sm = ShaderManager::GetSingleton();
486
487        sCgDeferredProgram = sm->CreateFragmentProgram("deferred", "main", "DeferredFrag");
488        sCgDeferredShadowProgram = sm->CreateFragmentProgram("deferred", "main_shadow", "DeferredFragShadow");
489        sCgSsaoProgram = sm->CreateFragmentProgram("ssao", "main", "SsaoFrag");
490        sCgGiProgram = sm->CreateFragmentProgram("globillum", "main", "GiFrag");
491        sCgCombineIllumProgram = sm->CreateFragmentProgram("globillum", "combine", "CombineGi");
492
493        if (mSsaoUseFullResolution)
494        {
495                sCgFilterSsaoProgram = sm->CreateFragmentProgram("combineSsaoSep", "FilterSsaoFullRes", "FilterSsao");
496        }
497        else
498        {
499                sCgFilterSsaoProgram = sm->CreateFragmentProgram("combineSsaoSep", "FilterSsaoHalfRes", "FilterSsao");
500        }
501       
502        sCgCombineSsaoProgram = sm->CreateFragmentProgram("combineSsaoSep", "CombineSsao", "CombineSsao");
503        sCgAntiAliasingProgram = sm->CreateFragmentProgram("antialiasing", "main", "AntiAliasing");
504        sCgToneProgram = sm->CreateFragmentProgram("tonemap", "ToneMap", "ToneMap");
505        sCgDownSampleProgram = sm->CreateFragmentProgram("deferred", "Output", "Output");
506        sCgScaleDepthProgram = sm->CreateFragmentProgram("deferred", "ScaleDepth", "ScaleDepth");
507        sCgLogLumProgram = sm->CreateFragmentProgram("tonemap", "CalcAvgLogLum", "AvgLogLum");
508        sCgPrepareSsaoProgram = sm->CreateFragmentProgram("deferred", "PrepareSsao", "PrepareSsao");
509        sCgLenseFlareProgram = sm->CreateFragmentProgram("lenseFlare", "LenseFlare", "LenseFlare");
510        sCgDOFProgram = sm->CreateFragmentProgram("depthOfField", "DepthOfField", "DepthOfField");
511
512
513        ///////////////////
514        //-- initialize program parameters
515
516        string ssaoParams[] =
517                {"colors", "normals", "oldTex", "noiseTex", "temporalCoherence",
518                 "samples", "bl", "br", "tl", "tr",
519                 "modelViewProj", "oldModelViewProj", "oldEyePos", "oldbl", "oldbr",
520                 "oldtl", "oldtr", "attribsTex", "kernelRadius", "sampleIntensity"};
521       
522        sCgSsaoProgram->AddParameters(ssaoParams, 0, 20);
523       
524        string giParams[] =
525                {"colors", "normals", "noiseTex", "oldSsaoTex", "oldIllumTex",
526                 "temporalCoherence", "samples", "bl", "br", "tl",
527                 "tr", "oldModelViewProj", "modelViewProj"};
528
529        sCgGiProgram->AddParameters(giParams, 0, 13);
530
531        string toneParams[] = {"colors", "imageKey", "whiteLum", "middleGrey"};
532        sCgToneProgram->AddParameters(toneParams, 0, 4);
533
534
535        ////////////////
536
537        string deferredShadowParams[] =
538                {"colors", "normals", "shadowMap", "noiseTex", "shadowMatrix",
539                 "sampleWidth", "lightDir", "eyePos", "samples", "weights"};
540       
541        sCgDeferredShadowProgram->AddParameters(deferredShadowParams, 0, 10);
542       
543        ////////////////
544
545        string combineIllumParams[] = {"colorsTex", "ssaoTex", "illumTex"};
546        sCgCombineIllumProgram->AddParameters(combineIllumParams, 0, 3);
547
548        ////////////////
549
550        string combineSsaoParams[] =
551                {"colorsTex", "ssaoTex", "bl", "br", "tl", "tr", "res", "maxConvergence", "spatialWeight"};
552
553        sCgCombineSsaoProgram->AddParameters(combineSsaoParams, 0, 9);
554
555       
556        ////////////////
557
558        string filterSsaoParams[] =
559                {"colorsTex", "ssaoTex", "bl", "br", "tl", "tr", "res", "maxConvergence", "spatialWeight"};
560        sCgFilterSsaoProgram->AddParameters(filterSsaoParams, 0, 9);
561
562
563        //////////////
564
565        string deferredParams[] = {"colors", "normals", "lightDir", "aoTex", "useAO"};
566        sCgDeferredProgram->AddParameters(deferredParams, 0, 5);
567
568        ///////////////////
569
570        string aaParams[] = {"colors", "normals", "offsets"};
571        sCgAntiAliasingProgram->AddParameters(aaParams, 0, 3);
572
573        /////////////////////
574
575        string downSampleParams[] = {"colors"};
576        sCgDownSampleProgram->AddParameters(downSampleParams, 0, 1);
577
578        /////////////////////
579
580        string scaleDepthParams[] = {"colors"};
581        sCgScaleDepthProgram->AddParameters(scaleDepthParams, 0, 1);
582
583        ////////////
584
585        sCgLogLumProgram->AddParameter("colors", 0);
586
587        ////////////////
588
589       
590        string prepareSsaoParams[] =
591                {"colorsTex", "normalsTex", "diffVals", "oldTex",
592                 "oldEyePos", "modelViewProj", "oldModelViewProj",
593                 "oldbl", "oldbr", "oldtl", "oldtr", "myTex"};
594        sCgPrepareSsaoProgram->AddParameters(prepareSsaoParams, 0, 12);
595
596
597        ////////////////
598       
599        string lenseFlareParams[] =
600                {"colorsTex", "flareTex1", "flareTex2", "flareTex3", "flareTex4",
601                 "flareTex5", "vectorToLight", "distanceToLight", "sunVisiblePixels"};
602
603        sCgLenseFlareProgram->AddParameters(lenseFlareParams, 0, 9);
604
605       
606        ////////////////
607       
608        string dofParams[] = {"colorsTex", "filterOffs", "sceneRange", "zFocus"};
609
610        sCgDOFProgram->AddParameters(dofParams, 0, 4);
611
612
613        /////////
614        //-- pcf tabs for shadowing
615
616        float filterWeights[NUM_PCF_TABS];
617        PoissonDiscSampleGenerator2D poisson2(NUM_PCF_TABS, 1.0f);
618        poisson2.Generate((float *)pcfSamples);
619
620        for (int i = 0; i < NUM_PCF_TABS; ++ i)
621        {
622                filterWeights[i] = GaussianDistribution(pcfSamples[i].x, pcfSamples[i].y, 1.0f);
623        }
624
625        sCgDeferredShadowProgram->SetArray2f(8, (float *)pcfSamples, NUM_PCF_TABS);
626        sCgDeferredShadowProgram->SetArray1f(9, (float *)filterWeights, NUM_PCF_TABS);
627
628
629        /////////
630        //-- pcf tabs for depth of field
631
632        // todo matt: it is stupid to put num samples and width of kernel into constructor => change this!!!
633        PoissonDiscSampleGenerator2D poisson3(NUM_DOF_TABS, 1.0f);
634        poisson3.Generate((float *)dofSamples);
635
636        for (int i = 0; i < NUM_DOF_TABS; ++ i)
637        {
638                dofSamples[i].x *= 1.0f / mWidth;
639                dofSamples[i].y *= 1.0f / mHeight;
640        }
641
642        //float dofWeights[NUM_PCF_TABS];
643        //sCgDOFProgram->SetArray1f(2, (float *)dofWeights, NUM_DOF_TABS);
644
645        PrintGLerror("init");
646}
647
648
649void DeferredRenderer::Render(FrameBufferObject *fbo,
650                                                          DirectionalLight *light,
651                                                          ShadowMap *shadowMap
652                                                          )
653{
654        InitFrame();
655
656        /*if (shadowMap)
657                FirstPassShadow(fbo, light, shadowMap);
658        else
659                FirstPass(fbo, light);
660        */
661
662        if (mShadingMethod != 0)
663        {
664                PrepareSsao(fbo); // downsample fbo buffers
665        }
666
667        // q: use antialiasing before or after ssao?
668        //if (useAntiAliasing) AntiAliasing(fbo, light);
669
670        switch (mShadingMethod)
671        {
672        case SSAO:
673                ComputeSsao(fbo, mTempCohFactor);
674                FilterSsao(fbo);
675                CombineSsao(fbo);
676
677                break;
678        case GI:
679                ComputeGlobIllum(fbo, mTempCohFactor);
680                CombineIllum(fbo);
681                break;
682        default:
683                // do nothing: standard deferred shading
684                break;
685        }
686
687        if (shadowMap)
688                FirstPassShadow(fbo, light, shadowMap);
689        else
690                FirstPass(fbo, light);
691
692        /// depth of field
693        if (mUseDepthOfField)
694        {
695                DepthOfField(fbo);
696        }
697
698        if (mUseToneMapping)
699        {
700                float imageKey, whiteLum, middleGrey;
701
702                ComputeToneParameters(fbo, light, imageKey, whiteLum, middleGrey);
703                ToneMap(fbo, imageKey, whiteLum, middleGrey);
704        }
705
706        /// compute lense flare
707        LenseFlare(fbo, light);
708
709        const bool saveFrame = (mSavedFrameNumber != -1);
710        const bool displayAfterAA = !saveFrame;
711
712        // multisampling is difficult / costly with deferred shading
713        // at least do some edge blurring
714        if (mUseAntiAliasing) AntiAliasing(fbo, light, displayAfterAA);
715       
716        /// store the current frame
717        if (saveFrame) SaveFrame(fbo);
718
719        // if it hasn't been done yet => just output the latest buffer
720        if (!mUseAntiAliasing || !displayAfterAA)
721        {
722                Output(fbo);
723        }
724
725        glEnable(GL_LIGHTING);
726        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
727
728        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
729        glPopMatrix();
730
731        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
732        glPopMatrix();
733
734        // viewport
735        glPopAttrib();
736
737        FrameBufferObject::Release();
738        ShaderManager::GetSingleton()->DisableFragmentProfile();
739}
740
741
742static inline float SqrMag(const Sample2 &s)
743{
744        return (s.x * s.x + s.y * s.y);
745}
746
747
748static inline float SqrDist(const Sample2 &a, const Sample2 &b)
749{
750        float x = a.x - b.x;
751        float y = a.y - b.y;
752       
753        return x * x + y * y;
754}
755
756
757static inline bool lt(const Sample2 &a, const Sample2 &b)
758{
759        return SqrMag(a) < SqrMag(b);
760}
761
762
763void DeferredRenderer::SortSamples()
764{
765        static Sample2 tempSamples[NUM_SAMPLES];
766        static bool checked[NUM_SAMPLES];
767
768        for (int i = 0; i < NUM_SAMPLES; ++ i)
769                checked[i] = false;
770
771        Sample2 currentSample;
772        currentSample.x = 0; currentSample.y = 0;
773        int ns = 0; // the next sample index
774
775        for (int i = 0; i < NUM_SAMPLES; ++ i)
776        {
777                float minLen = 1e20f;
778
779                for (int j = 0; j < NUM_SAMPLES; ++ j)
780                {
781                        if (checked[j]) continue;
782
783                        Sample2 s = samples2[j];
784                        const float len = SqrDist(s, currentSample);
785
786                        if (len < minLen)
787                        {
788                                minLen = len;
789                                ns = j;
790                        }
791                }
792
793                tempSamples[i] = samples2[ns];
794                currentSample = samples2[ns];
795
796                checked[ns] = true;
797        }
798
799        for (int i = 0; i < NUM_SAMPLES; ++ i)
800                samples2[i] = tempSamples[i];
801}
802
803
804void DeferredRenderer::ComputeSsao(FrameBufferObject *fbo, float tempCohFactor)
805{
806        GLuint colorsTex, normalsTex, attribsTex;
807
808        if (0)
809        {
810                colorsTex = fbo->GetColorBuffer(colorBufferIdx)->GetTexture();
811                normalsTex = fbo->GetColorBuffer(1)->GetTexture();
812        }
813        else
814        {
815                normalsTex = mDownSampleFbo->GetColorBuffer(1)->GetTexture();
816                colorsTex = mDownSampleFbo->GetColorBuffer(0)->GetTexture();
817        }
818
819        attribsTex = fbo->GetColorBuffer(2)->GetTexture();
820
821
822        /////////
823        //-- flip flop between illumination buffers
824
825        GLuint oldSsaoTex = mIllumFbo->GetColorBuffer(2 - mIllumFboIndex)->GetTexture();
826
827        glPushAttrib(GL_VIEWPORT_BIT);
828        glViewport(0, 0, mIllumFbo->GetWidth(), mIllumFbo->GetHeight());
829
830        // read the second buffer, write to the first buffer
831        mIllumFbo->Bind();
832        glDrawBuffers(2, mrt + mIllumFboIndex);
833
834        int i = 0;
835
836        sCgSsaoProgram->SetTexture(i ++, colorsTex);
837        sCgSsaoProgram->SetTexture(i ++, normalsTex);
838        sCgSsaoProgram->SetTexture(i ++, oldSsaoTex);
839        sCgSsaoProgram->SetTexture(i ++, noiseTex2D);
840
841        sCgSsaoProgram->SetValue1f(i ++, (mUseTemporalCoherence && !mRegenerateSamples) ? tempCohFactor : 0);
842       
843
844        if (/*mUseTemporalCoherence || */mRegenerateSamples)
845        {
846                mRegenerateSamples = false;
847
848                // q: should we generate new samples or only rotate the old ones?
849                // in the first case, the sample patterns look nicer, but the kernel
850                // needs longer to converge
851                GenerateSamples(mSamplingMethod);
852
853                if (!sampleTex2D)
854                {
855                        CreateSampleTex(samples2, NUM_PRECOMPUTED_SAMPLES);
856                }
857                else
858                {
859                        UpdateSampleTex(samples2, NUM_PRECOMPUTED_SAMPLES);
860                }
861
862                //if (mSortSamples) { SortSamples(); }
863                //sCgSsaoProgram->SetArray2f(i, (float *)samples2, NUM_SAMPLES);
864                //sCgSsaoProgram->SetArray2f(i, (float *)samples2, NUM_PRECOMPUTED_SAMPLES);
865        }
866
867        sCgSsaoProgram->SetTexture(i, sampleTex2D);
868
869        ++ i;
870
871        for (int j = 0; j < 4; ++ j, ++ i)
872        {
873                sCgSsaoProgram->SetValue3f(i, mCornersView[j].x, mCornersView[j].y, mCornersView[j].z);
874        }
875
876        sCgSsaoProgram->SetMatrix(i ++, mProjViewMatrix);
877        sCgSsaoProgram->SetMatrix(i ++, mOldProjViewMatrix);
878
879        Vector3 de;
880        de.x = mOldEyePos.x - mEyePos.x;
881        de.y = mOldEyePos.y - mEyePos.y;
882        de.z = mOldEyePos.z - mEyePos.z;
883
884        sCgSsaoProgram->SetValue3f(i ++, de.x, de.y, de.z);
885
886        for (int j = 0; j < 4; ++ j, ++ i)
887        {
888                sCgSsaoProgram->SetValue3f(i, mOldCornersView[j].x, mOldCornersView[j].y, mOldCornersView[j].z);
889        }
890
891        sCgSsaoProgram->SetTexture(i ++, attribsTex);
892        sCgSsaoProgram->SetValue1f(i ++, mKernelRadius);
893        sCgSsaoProgram->SetValue1f(i ++, mSampleIntensity * mKernelRadius);
894
895        DrawQuad(sCgSsaoProgram);
896        glPopAttrib();
897
898        PrintGLerror("ssao first pass");
899}
900
901
902static void SetVertex(float x, float y, float x_offs, float y_offs)
903{
904        glMultiTexCoord2fARB(GL_TEXTURE0_ARB, x, y); // center
905        glMultiTexCoord2fARB(GL_TEXTURE1_ARB, x - x_offs, y + y_offs); // left top
906        glMultiTexCoord2fARB(GL_TEXTURE2_ARB, x + x_offs, y - y_offs); // right bottom
907        glMultiTexCoord2fARB(GL_TEXTURE3_ARB, x + x_offs, y + y_offs); // right top
908        glMultiTexCoord2fARB(GL_TEXTURE4_ARB, x - x_offs, y - y_offs); // left bottom
909
910        glMultiTexCoord4fARB(GL_TEXTURE5_ARB, x - x_offs, y, x + x_offs, y); // left right
911        glMultiTexCoord4fARB(GL_TEXTURE6_ARB, x, y + y_offs, x, y - y_offs); // top bottom
912
913        //glVertex3f(x - 0.5f, y - 0.5f, -0.5f);
914        glVertex2f(x, y);
915}
916
917
918void DeferredRenderer::AntiAliasing(FrameBufferObject *fbo,
919                                                                        DirectionalLight *light,
920                                                                        bool displayFrame)
921{
922        ColorBufferObject *colorBuffer = fbo->GetColorBuffer(colorBufferIdx);
923        GLuint colorsTex = colorBuffer->GetTexture();
924        GLuint normalsTex = fbo->GetColorBuffer(1)->GetTexture();
925
926        // read the second buffer, write to the first buffer
927        if (!displayFrame)
928        {
929                FlipFbos(fbo);
930        }
931        else
932        {
933                // end of the pipeline => just draw image to screen
934                FrameBufferObject::Release();
935        }
936
937        // the neighbouring texels
938        float xOffs = 1.0f / fbo->GetWidth();
939        float yOffs = 1.0f / fbo->GetHeight();
940
941        sCgAntiAliasingProgram->SetTexture(0, colorsTex);
942        sCgAntiAliasingProgram->SetTexture(1, normalsTex);
943
944        float offsets[16];
945        int i = 0;
946
947        offsets[i] = -xOffs; offsets[i + 1] =  yOffs; i += 2; // left top
948        offsets[i] =  xOffs; offsets[i + 1] = -yOffs; i += 2; // right bottom
949        offsets[i] =  xOffs; offsets[i + 1] =  yOffs; i += 2; // right top
950        offsets[i] = -xOffs; offsets[i + 1] = -yOffs; i += 2; // left bottom
951        offsets[i] = -xOffs; offsets[i + 1] =    .0f; i += 2; // left
952        offsets[i] =  xOffs; offsets[i + 1] =    .0f; i += 2; // right
953        offsets[i] =    .0f; offsets[i + 1] =  yOffs; i += 2; // top
954        offsets[i] =    .0f; offsets[i + 1] = -yOffs; i += 2; // bottom
955
956        sCgAntiAliasingProgram->SetArray2f(2, offsets, 8);
957
958        DrawQuad(sCgAntiAliasingProgram);
959
960        PrintGLerror("antialiasing");
961}
962
963
964void DeferredRenderer::FirstPass(FrameBufferObject *fbo, DirectionalLight *light)
965{
966        GLuint colorsTex = fbo->GetColorBuffer(colorBufferIdx)->GetTexture();
967        GLuint normalsTex = fbo->GetColorBuffer(1)->GetTexture();
968        GLuint aoTex = mTempFbo->GetColorBuffer(1)->GetTexture();
969
970        FlipFbos(fbo);
971
972        const Vector3 lightDir = -light->GetDirection();
973
974        int i = 0;
975        sCgDeferredProgram->SetTexture(i ++, colorsTex);
976        sCgDeferredProgram->SetTexture(i ++, normalsTex);
977        sCgDeferredProgram->SetValue3f(i ++, lightDir.x, lightDir.y, lightDir.z);
978        sCgDeferredProgram->SetTexture(i ++, aoTex);
979        sCgDeferredProgram->SetValue1f(i ++, float(mShadingMethod == SSAO));
980
981        DrawQuad(sCgDeferredProgram);
982
983        PrintGLerror("deferred shading");
984}
985
986
987void DeferredRenderer::ComputeGlobIllum(FrameBufferObject *fbo,
988                                                                                float tempCohFactor)
989{
990#if 0
991        GLuint colorsTex = fbo->GetColorBuffer(colorBufferIdx)->GetTexture();
992        GLuint normalsTex = fbo->GetColorBuffer(1)->GetTexture();
993#else
994        GLuint colorsTex = mDownSampleFbo->GetColorBuffer(0)->GetTexture();
995        GLuint normalsTex = mDownSampleFbo->GetColorBuffer(1)->GetTexture();
996#endif
997
998        glPushAttrib(GL_VIEWPORT_BIT);
999        glViewport(0, 0, mIllumFbo->GetWidth(), mIllumFbo->GetHeight());
1000
1001        // read the second buffer, write to the first buffer
1002        mIllumFbo->Bind();
1003        glDrawBuffers(2, mrt + mIllumFboIndex);
1004
1005        // bind the old buffers for temporal coherence
1006        GLuint oldSsaoTex = mIllumFbo->GetColorBuffer(2 - mIllumFboIndex)->GetTexture();
1007        GLuint oldIllumTex = mIllumFbo->GetColorBuffer(2 - mIllumFboIndex + 1)->GetTexture();
1008
1009        int i = 0;
1010
1011        sCgGiProgram->SetTexture(i ++, colorsTex);
1012        sCgGiProgram->SetTexture(i ++, normalsTex);
1013        sCgGiProgram->SetTexture(i ++, noiseTex2D);
1014        sCgGiProgram->SetTexture(i ++, oldSsaoTex);
1015        sCgGiProgram->SetTexture(i ++, oldIllumTex);
1016
1017        sCgGiProgram->SetValue1f(i ++,
1018                (mUseTemporalCoherence && !mRegenerateSamples) ? tempCohFactor : 0);
1019
1020        if (mUseTemporalCoherence || mRegenerateSamples)
1021        {
1022                mRegenerateSamples = false;
1023
1024                // q: should we generate new samples or only rotate the old ones?
1025                // in the first case, the sample patterns look nicer, but the kernel
1026                // needs longer to converge
1027                GenerateSamples(mSamplingMethod);
1028
1029                sCgGiProgram->SetArray2f(i ++, (float *)samples2, NUM_SAMPLES);
1030        }
1031
1032        Vector3 bl = mCornersView[0];
1033        Vector3 br = mCornersView[1];
1034        Vector3 tl = mCornersView[2];
1035        Vector3 tr = mCornersView[3];
1036
1037        sCgGiProgram->SetValue3f(i ++, bl.x, bl.y, bl.z);
1038        sCgGiProgram->SetValue3f(i ++, br.x, br.y, br.z);
1039        sCgGiProgram->SetValue3f(i ++, tl.x, tl.y, tl.z);
1040        sCgGiProgram->SetValue3f(i ++, tr.x, tr.y, tr.z);
1041
1042        sCgGiProgram->SetMatrix(i ++, mOldProjViewMatrix);
1043        sCgGiProgram->SetMatrix(i ++, mProjViewMatrix);
1044
1045
1046        DrawQuad(sCgGiProgram);
1047
1048        glPopAttrib();
1049
1050        PrintGLerror("globillum first pass");
1051}
1052
1053
1054void DeferredRenderer::CombineIllum(FrameBufferObject *fbo)
1055{
1056        GLuint colorsTex = fbo->GetColorBuffer(colorBufferIdx)->GetTexture();
1057
1058        GLuint ssaoTex = mIllumFbo->GetColorBuffer(mIllumFboIndex)->GetTexture();
1059        GLuint illumTex = mIllumFbo->GetColorBuffer(mIllumFboIndex + 1)->GetTexture();
1060
1061        FlipFbos(fbo);
1062
1063        sCgCombineIllumProgram->SetTexture(0, colorsTex);
1064        sCgCombineIllumProgram->SetTexture(1, ssaoTex);
1065        sCgCombineIllumProgram->SetTexture(2, illumTex);
1066       
1067        DrawQuad(sCgCombineIllumProgram);
1068
1069        PrintGLerror("combine");
1070}
1071
1072
1073void DeferredRenderer::FilterSsao(FrameBufferObject *fbo)
1074{
1075        GLuint colorsTex = fbo->GetColorBuffer(colorBufferIdx)->GetTexture();
1076        GLuint normalsTex = fbo->GetColorBuffer(1)->GetTexture();
1077        GLuint ssaoTex = mIllumFbo->GetColorBuffer(mIllumFboIndex)->GetTexture();
1078       
1079        mTempFbo->Bind();
1080        glDrawBuffers(1, mrt);
1081       
1082        int i = 0;
1083
1084        sCgFilterSsaoProgram->SetTexture(i ++, colorsTex);
1085        sCgFilterSsaoProgram->SetTexture(i ++, ssaoTex);
1086
1087        for (int j = 0; j < 4; ++ j, ++ i)
1088        {
1089                sCgFilterSsaoProgram->SetValue3f(i, mCornersView[j].x, mCornersView[j].y, mCornersView[j].z);
1090        }
1091
1092        sCgFilterSsaoProgram->SetValue2f(i ++, (float)mWidth, (float)mHeight);
1093        sCgFilterSsaoProgram->SetValue1f(i ++, mMaxConvergence);
1094        sCgFilterSsaoProgram->SetValue1f(i ++, mSpatialWeight);
1095
1096        DrawQuad(sCgFilterSsaoProgram);
1097        PrintGLerror("filter ssao");
1098}
1099
1100
1101void DeferredRenderer::CombineSsao(FrameBufferObject *fbo)
1102{
1103        GLuint colorsTex = fbo->GetColorBuffer(colorBufferIdx)->GetTexture();
1104        GLuint normalsTex = fbo->GetColorBuffer(1)->GetTexture();
1105        GLuint ssaoTex = mTempFbo->GetColorBuffer(0)->GetTexture();
1106       
1107        mTempFbo->Bind();
1108        glDrawBuffers(1, mrt + 1);
1109        //FlipFbos(fbo);
1110
1111        int i = 0;
1112
1113        sCgCombineSsaoProgram->SetTexture(i ++, colorsTex);
1114        sCgCombineSsaoProgram->SetTexture(i ++, ssaoTex);
1115
1116        for (int j = 0; j < 4; ++ j, ++ i)
1117        {
1118                sCgCombineSsaoProgram->SetValue3f(i, mCornersView[j].x, mCornersView[j].y, mCornersView[j].z);
1119        }
1120
1121        sCgCombineSsaoProgram->SetValue2f(i ++, mWidth, mHeight);
1122        sCgCombineSsaoProgram->SetValue1f(i ++, mMaxConvergence);
1123        sCgCombineSsaoProgram->SetValue1f(i ++, mSpatialWeight);
1124
1125        DrawQuad(sCgCombineSsaoProgram);
1126       
1127        PrintGLerror("combine ssao");
1128}
1129
1130
1131void DeferredRenderer::FirstPassShadow(FrameBufferObject *fbo,
1132                                                                           DirectionalLight *light,
1133                                                                           ShadowMap *shadowMap)
1134{
1135        GLuint colorsTex = fbo->GetColorBuffer(colorBufferIdx)->GetTexture();
1136        GLuint normalsTex = fbo->GetColorBuffer(1)->GetTexture();
1137
1138        GLuint shadowTex = shadowMap->GetDepthTexture();
1139
1140        Matrix4x4 shadowMatrix;
1141        shadowMap->GetTextureMatrix(shadowMatrix);
1142
1143
1144        FlipFbos(fbo);
1145
1146        sCgDeferredShadowProgram->SetTexture(0, colorsTex);
1147        sCgDeferredShadowProgram->SetTexture(1, normalsTex);
1148        sCgDeferredShadowProgram->SetTexture(2, shadowTex);
1149        sCgDeferredShadowProgram->SetTexture(3, noiseTex2D);
1150        sCgDeferredShadowProgram->SetMatrix(4, shadowMatrix);
1151        sCgDeferredShadowProgram->SetValue1f(5, 2.0f / shadowMap->GetSize());
1152
1153        const Vector3 lightDir = -light->GetDirection();
1154        sCgDeferredShadowProgram->SetValue3f(6, lightDir.x, lightDir.y, lightDir.z);
1155        sCgDeferredShadowProgram->SetValue3f(7, mEyePos.x, mEyePos.y, mEyePos.z);
1156
1157        DrawQuad(sCgDeferredShadowProgram);
1158
1159        PrintGLerror("deferred shading + shadows");
1160}
1161
1162
1163void DeferredRenderer::ComputeToneParameters(FrameBufferObject *fbo,
1164                                                                                         DirectionalLight *light,
1165                                                                                         float &imageKey,
1166                                                                                         float &whiteLum,
1167                                                                                         float &middleGrey)
1168{
1169        // hack: estimate value where sky burns out
1170        whiteLum = log(WHITE_LUMINANCE);
1171       
1172        ////////////////////
1173        //-- linear interpolate brightness key depending on the current sun position
1174
1175        const float minKey = 0.09f;
1176        const float maxKey = 0.36f;
1177
1178        const float lightIntensity = DotProd(-light->GetDirection(), Vector3::UNIT_Z());
1179        middleGrey = lightIntensity * maxKey + (1.0f - lightIntensity) * minKey;
1180
1181
1182        //////////
1183        //-- compute avg loglum
1184
1185        ColorBufferObject *colorBuffer = fbo->GetColorBuffer(colorBufferIdx);
1186        GLuint colorsTex = colorBuffer->GetTexture();
1187
1188        FlipFbos(fbo);
1189       
1190        sCgLogLumProgram->SetTexture(0, colorsTex);
1191        DrawQuad(sCgLogLumProgram);
1192       
1193        PrintGLerror("ToneMapParams");
1194
1195
1196        ///////////////////
1197        //-- compute avg loglum in scene using mipmapping
1198
1199        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, fbo->GetColorBuffer(colorBufferIdx)->GetTexture());
1200        glGenerateMipmapEXT(GL_TEXTURE_2D);
1201}
1202
1203
1204static void ExportData(float *data, int w, int h)
1205{
1206        startil();
1207
1208        cout << "w: " << w << " h: " << h << endl;
1209        ILstring filename = ILstring("downsample2.jpg");
1210        ilRegisterType(IL_FLOAT);
1211
1212        const int depth = 1;
1213        const int bpp = 4;
1214
1215        if (!ilTexImage(w, h, depth, bpp, IL_RGBA, IL_FLOAT, data))
1216        {
1217                cerr << "IL error " << ilGetError() << endl;
1218                stopil();
1219                return;
1220        }
1221
1222        if (!ilSaveImage(filename))
1223        {
1224                cerr << "TGA write error " << ilGetError() << endl;
1225        }
1226
1227        stopil();
1228}
1229
1230
1231void DeferredRenderer::PrepareSsao(FrameBufferObject *fbo)
1232{
1233        GLuint colorsTex = fbo->GetColorBuffer(colorBufferIdx)->GetTexture();
1234        GLuint normalsTex = fbo->GetColorBuffer(1)->GetTexture();
1235        GLuint diffVals = fbo->GetColorBuffer(2)->GetTexture();
1236
1237        // flip flop between illumination buffers
1238        GLuint oldTex = mIllumFbo->GetColorBuffer(2 - mIllumFboIndex)->GetTexture();
1239        GLuint myTex = mIllumFbo->GetColorBuffer(2 - mIllumFboIndex + 1)->GetTexture();
1240
1241        int i = 0;
1242
1243        sCgPrepareSsaoProgram->SetTexture(i ++, colorsTex);
1244        sCgPrepareSsaoProgram->SetTexture(i ++, normalsTex);
1245        sCgPrepareSsaoProgram->SetTexture(i ++, diffVals);
1246        sCgPrepareSsaoProgram->SetTexture(i ++, oldTex);
1247
1248        Vector3 de;
1249        de.x = mOldEyePos.x - mEyePos.x;
1250        de.y = mOldEyePos.y - mEyePos.y;
1251        de.z = mOldEyePos.z - mEyePos.z;
1252
1253        sCgPrepareSsaoProgram->SetValue3f(i ++, de.x, de.y, de.z);
1254
1255        sCgPrepareSsaoProgram->SetMatrix(i ++, mProjViewMatrix);
1256        sCgPrepareSsaoProgram->SetMatrix(i ++, mOldProjViewMatrix);
1257
1258
1259        for (int j = 0; j < 4; ++ j, ++ i)
1260        {
1261                sCgPrepareSsaoProgram->SetValue3f(i, mOldCornersView[j].x, mOldCornersView[j].y, mOldCornersView[j].z);
1262        }
1263
1264        sCgPrepareSsaoProgram->SetTexture(i ++, myTex);
1265
1266        glPushAttrib(GL_VIEWPORT_BIT);
1267        glViewport(0, 0, mDownSampleFbo->GetWidth(), mDownSampleFbo->GetHeight());
1268       
1269        mDownSampleFbo->Bind();
1270
1271        // prepare downsampled depth and normal texture for ssao
1272        glDrawBuffers(2, mrt);
1273
1274        DrawQuad(sCgPrepareSsaoProgram);
1275       
1276        glPopAttrib();
1277        PrintGLerror("prepareSsao");
1278}
1279
1280
1281void DeferredRenderer::DownSample(FrameBufferObject *fbo,
1282                                                                  int bufferIdx,
1283                                                                  FrameBufferObject *downSampleFbo,
1284                                                                  int downSampleBufferIdx,
1285                                                                  ShaderProgram *program)
1286{
1287        ColorBufferObject *buffer = fbo->GetColorBuffer(bufferIdx);
1288        GLuint tex = buffer->GetTexture();
1289
1290        glPushAttrib(GL_VIEWPORT_BIT);
1291        glViewport(0, 0, downSampleFbo->GetWidth(), downSampleFbo->GetHeight());
1292       
1293        downSampleFbo->Bind();
1294
1295        program->SetTexture(0, tex);
1296        glDrawBuffers(1, mrt + downSampleBufferIdx);
1297
1298        DrawQuad(program);
1299       
1300        glPopAttrib();
1301        PrintGLerror("downsample");
1302}
1303
1304
1305void DeferredRenderer::ToneMap(FrameBufferObject *fbo,
1306                                                           float imageKey,
1307                                                           float whiteLum,
1308                                                           float middleGrey)
1309{
1310        ColorBufferObject *colorBuffer = fbo->GetColorBuffer(colorBufferIdx);
1311        GLuint colorsTex = colorBuffer->GetTexture();
1312       
1313
1314        FlipFbos(fbo);
1315
1316        sCgToneProgram->SetTexture(0, colorsTex);
1317        sCgToneProgram->SetValue1f(1, imageKey);
1318        sCgToneProgram->SetValue1f(2, whiteLum);
1319        sCgToneProgram->SetValue1f(3, middleGrey);
1320
1321        DrawQuad(sCgToneProgram);
1322
1323        PrintGLerror("ToneMap");
1324}
1325
1326
1327void DeferredRenderer::Output(FrameBufferObject *fbo)
1328{
1329        glPushAttrib(GL_VIEWPORT_BIT);
1330        glViewport(0, 0, fbo->GetWidth(), fbo->GetHeight());
1331       
1332        ColorBufferObject *colorBuffer = fbo->GetColorBuffer(colorBufferIdx);
1333        GLuint colorsTex = colorBuffer->GetTexture();
1334
1335        sCgDownSampleProgram->SetTexture(0, colorsTex);
1336
1337        FrameBufferObject::Release();
1338        DrawQuad(sCgDownSampleProgram);
1339
1340        PrintGLerror("Output");
1341}
1342
1343
1344void DeferredRenderer::InitFrame()
1345{
1346        for (int i = 0; i < 4; ++ i)
1347        {
1348                mOldCornersView[i] = mCornersView[i];
1349        }
1350
1351        mOldProjViewMatrix = mProjViewMatrix;
1352        mOldEyePos = mEyePos;
1353        mEyePos = mCamera->GetPosition();
1354
1355        // hack: temporarily change far to improve precision
1356        const float oldFar = mCamera->GetFar();
1357        const float oldNear = mCamera->GetNear();
1358       
1359
1360        Matrix4x4 matViewing, matProjection;
1361
1362
1363        ///////////////////
1364
1365        // use view orientation as we assume that the eye point is always in the center
1366        // of our coordinate system, this way we have the highest precision near the eye point
1367        mCamera->GetViewOrientationMatrix(matViewing);
1368        mCamera->GetProjectionMatrix(matProjection);
1369
1370        mProjViewMatrix = matViewing * matProjection;
1371        ComputeViewVectors(mCamera, mCornersView[0], mCornersView[1], mCornersView[2], mCornersView[3]);
1372       
1373
1374        // switch roles of old and new fbo
1375        // the algorihm uses two input fbos, where the one
1376        // contais the color buffer from the last frame,
1377        // the other one will be written
1378
1379        mIllumFboIndex = 2 - mIllumFboIndex;
1380       
1381        // enable fragment shading
1382        ShaderManager::GetSingleton()->EnableFragmentProfile();
1383
1384        glDisable(GL_ALPHA_TEST);
1385        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
1386        glDisable(GL_LIGHTING);
1387        glDisable(GL_BLEND);
1388        glDisable(GL_DEPTH_TEST);
1389
1390        glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL);
1391
1392        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
1393        glPushMatrix();
1394        glLoadIdentity();
1395
1396        gluOrtho2D(0, 1, 0, 1);
1397
1398
1399        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
1400        glPushMatrix();
1401        glLoadIdentity();
1402
1403       
1404        glPushAttrib(GL_VIEWPORT_BIT);
1405        glViewport(0, 0, mWidth, mHeight);
1406
1407        // revert to old far and near plane
1408        mCamera->SetFar(oldFar);
1409        mCamera->SetNear(oldNear);
1410}
1411
1412
1413void DeferredRenderer::LenseFlare(FrameBufferObject *fbo,
1414                                                                  DirectionalLight *light                                                       
1415                                                                  )
1416{
1417        // light source visible?
1418        if (!mSunVisiblePixels) return;
1419
1420        // the sun is a large distance in the reverse light direction
1421        // => extrapolate light pos
1422        const Vector3 lightPos = light->GetDirection() * -1e3f;
1423
1424        float w;
1425        Vector3 projLightPos = mProjViewMatrix.Transform(w, lightPos, 1.0f);
1426        projLightPos /= w;
1427        projLightPos = projLightPos * 0.5f + Vector3(0.5f);
1428
1429        // vector to light from screen center in texture space
1430        Vector3 vectorToLight = projLightPos - Vector3(0.5f);
1431        vectorToLight.z = .0f;
1432
1433        const float distanceToLight = Magnitude(vectorToLight);
1434        vectorToLight /= distanceToLight;
1435        //cout << "dist " << distanceToLight << " v " << vectorToLight << endl;
1436
1437
1438        ColorBufferObject *colorBuffer = fbo->GetColorBuffer(colorBufferIdx);
1439        GLuint colorsTex = colorBuffer->GetTexture();
1440       
1441        FlipFbos(fbo);
1442
1443        int i = 0;
1444
1445        sCgLenseFlareProgram->SetTexture(i ++, colorsTex);
1446        sCgLenseFlareProgram->SetTexture(i ++, sHaloTex[0]->GetId());
1447        sCgLenseFlareProgram->SetTexture(i ++, sHaloTex[1]->GetId());
1448        sCgLenseFlareProgram->SetTexture(i ++, sHaloTex[2]->GetId());
1449        sCgLenseFlareProgram->SetTexture(i ++, sHaloTex[3]->GetId());
1450        sCgLenseFlareProgram->SetTexture(i ++, sHaloTex[4]->GetId());
1451        sCgLenseFlareProgram->SetValue2f(i ++, vectorToLight.x, vectorToLight.y);
1452        sCgLenseFlareProgram->SetValue1f(i ++, distanceToLight);
1453        sCgLenseFlareProgram->SetValue1f(i ++, (float)mSunVisiblePixels);
1454
1455        DrawQuad(sCgLenseFlareProgram);
1456
1457        PrintGLerror("LenseFlare");
1458}
1459
1460
1461void DeferredRenderer::DepthOfField(FrameBufferObject *fbo)
1462{
1463        ColorBufferObject *colorBuffer = fbo->GetColorBuffer(colorBufferIdx);
1464        GLuint colorsTex = colorBuffer->GetTexture();
1465       
1466        FlipFbos(fbo);
1467
1468        int i = 0;
1469
1470        const float zFocus = 7.0f;
1471
1472        sCgDOFProgram->SetTexture(i ++, colorsTex);
1473        sCgDOFProgram->SetArray2f(i ++, (float *)dofSamples, NUM_DOF_TABS);
1474        sCgDOFProgram->SetValue1f(i ++, min(mCamera->GetFar(), mMaxDistance) - mCamera->GetNear());
1475        sCgDOFProgram->SetValue1f(i ++, zFocus);
1476
1477        DrawQuad(sCgDOFProgram);
1478
1479        PrintGLerror("LenseFlare");
1480}
1481
1482
1483void DeferredRenderer::SaveFrame(FrameBufferObject *fbo)
1484{
1485        ColorBufferObject *colorBuffer = fbo->GetColorBuffer(colorBufferIdx);
1486        GLuint colorsTex = colorBuffer->GetTexture();
1487
1488        GLubyte *data = new GLubyte[mWidth * mHeight * 4];
1489
1490        // grab texture data
1491        glEnable(GL_TEXTURE_2D);
1492        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, colorsTex);
1493        glGetTexImage(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, data);
1494
1495        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
1496        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
1497
1498        /////////////////
1499
1500        startil();
1501
1502        static char imageName[200];
1503        sprintf(imageName, "%s_%05d.tga", mSavedFrameSuffix.c_str(), mSavedFrameNumber);
1504
1505        ILstring fileName = ILstring(imageName);
1506        ilRegisterType(IL_FLOAT);
1507
1508        const int depth = 1;
1509        const int bpp = 4;
1510
1511        if (!ilTexImage(mWidth, mHeight, depth, bpp, IL_RGBA, IL_UNSIGNED_BYTE, data))
1512        {
1513                cerr << "IL error " << ilGetError() << endl;
1514                stopil();
1515                return;
1516        }
1517
1518        ilEnable(IL_FILE_OVERWRITE);
1519
1520        if (!ilSaveImage(fileName))
1521        {
1522                cerr << "TGA write error " << ilGetError() << endl;
1523        }
1524
1525        delete [] data;
1526        stopil();
1527
1528        PrintGLerror("Store frame");
1529}
1530
1531
1532void DeferredRenderer::SetUseTemporalCoherence(bool temporal)
1533{
1534        mUseTemporalCoherence = temporal;
1535}
1536
1537
1538void DeferredRenderer::SetSamplingMethod(SAMPLING_METHOD s)
1539{
1540        if (s != mSamplingMethod)
1541        {
1542                mSamplingMethod = s;
1543                mRegenerateSamples = true;
1544        }
1545}
1546
1547
1548void DeferredRenderer::SetShadingMethod(SHADING_METHOD s)
1549{
1550        if (s != mShadingMethod)
1551        {
1552                mShadingMethod = s;
1553                mRegenerateSamples = true;
1554        }
1555}
1556
1557
1558#if TODO
1559
1560void DeferredRenderer::SetNumSamples(int numSamples)
1561{
1562        mNumSamples = numSamples;
1563}
1564
1565#endif
1566
1567
1568void DeferredRenderer::SetSampleIntensity(float sampleIntensity)
1569{
1570        mSampleIntensity = sampleIntensity;
1571        mRegenerateSamples = true;
1572}
1573
1574
1575void DeferredRenderer::SetKernelRadius(float kernelRadius)
1576{
1577        mKernelRadius = kernelRadius;
1578        mRegenerateSamples = true;
1579}
1580
1581
1582/*void DeferredRenderer::SetSortSamples(bool sortSamples)
1583{
1584        mSortSamples = sortSamples;
1585}*/
1586
1587
1588void DeferredRenderer::SetSunVisiblePixels(int pixels)
1589{
1590        mSunVisiblePixels = pixels;
1591}
1592
1593
1594void DeferredRenderer::SetMaxDistance(float maxDist)
1595{
1596        mMaxDistance = maxDist;
1597}
1598
1599
1600void DeferredRenderer::SetUseToneMapping(bool toneMapping)
1601{
1602        mUseToneMapping = toneMapping;
1603}
1604       
1605
1606void DeferredRenderer::SetUseAntiAliasing(bool antiAliasing)
1607{
1608        mUseAntiAliasing = antiAliasing;
1609}
1610
1611
1612void DeferredRenderer::SetUseDepthOfField(bool dof)
1613{
1614        mUseDepthOfField = dof;
1615}
1616
1617
1618void DeferredRenderer::SetTemporalCoherenceFactorForSsao(float factor)
1619{
1620        mTempCohFactor = factor;
1621}
1622
1623
1624void DeferredRenderer::SetSaveFrame(const string &suffix, int frameNumber)
1625{
1626        mSavedFrameSuffix = suffix;
1627        mSavedFrameNumber = frameNumber;
1628}
1629
1630
1631void DeferredRenderer::SetMaxConvergence(float c)
1632{
1633        mMaxConvergence = c;
1634}
1635
1636
1637void DeferredRenderer::SetSpatialWeight(float w)
1638{
1639        mSpatialWeight = w;
1640}
1641
1642
1643} // namespace
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.