source: GTP/trunk/App/Demos/Vis/FriendlyCulling/src/chcdemo.cpp @ 3135

Revision 3135, 51.8 KB checked in by mattausch, 16 years ago (diff)

working ok (most of the aa is also there for not-ssao mode, so it is probabl a matter of correct aa)

Line 
1// chcdemo.cpp : Defines the entry point for the console application.
2//
3
4
5#include "common.h"
6
7#ifdef _CRT_SET
8        #define _CRTDBG_MAP_ALLOC
9        #include <stdlib.h>
10        #include <crtdbg.h>
11
12        // redefine new operator
13        #define DEBUG_NEW new(_NORMAL_BLOCK, __FILE__, __LINE__)
14        #define new DEBUG_NEW
15#endif
16
17#include <math.h>
18#include <time.h>
19#include "glInterface.h"
20
21
22#include "RenderTraverser.h"
23#include "SceneEntity.h"
24#include "Vector3.h"
25#include "Matrix4x4.h"
26#include "ResourceManager.h"
27#include "Bvh.h"
28#include "Camera.h"
29#include "Geometry.h"
30#include "BvhLoader.h"
31#include "FrustumCullingTraverser.h"
32#include "StopAndWaitTraverser.h"
33#include "CHCTraverser.h"
34#include "CHCPlusPlusTraverser.h"
35#include "Visualization.h"
36#include "RenderState.h"
37#include "Timer/PerfTimer.h"
38#include "SceneQuery.h"
39#include "RenderQueue.h"
40#include "Material.h"
41#include "glfont2.h"
42#include "PerformanceGraph.h"
43#include "Environment.h"
44#include "Halton.h"
45#include "Transform3.h"
46#include "SampleGenerator.h"
47#include "FrameBufferObject.h"
48#include "DeferredRenderer.h"
49#include "ShadowMapping.h"
50#include "Light.h"
51#include "SceneEntityConverter.h"
52#include "SkyPreetham.h"
53#include "Texture.h"
54#include "ShaderManager.h"
55#include "MotionPath.h"
56#include "ShaderProgram.h"
57#include "Shape.h"
58
59
60using namespace std;
61using namespace CHCDemoEngine;
62
63
64/// the environment for the program parameter
65static Environment env;
66
67
68GLuint fontTex;
69/// the fbo used for MRT
70FrameBufferObject *fbo = NULL;
71/// the renderable scene geometry
72SceneEntityContainer sceneEntities;
73SceneEntityContainer dynamicObjects;
74// traverses and renders the hierarchy
75RenderTraverser *traverser = NULL;
76/// the hierarchy
77Bvh *bvh = NULL;
78/// handles scene loading
79ResourceManager *resourceManager = NULL;
80/// handles scene loading
81ShaderManager *shaderManager = NULL;
82/// the scene camera
83PerspectiveCamera *camera = NULL;
84/// the scene camera
85PerspectiveCamera *visCamera = NULL;
86/// the visualization
87Visualization *visualization = NULL;
88/// the current render renderState
89RenderState renderState;
90/// the rendering algorithm
91int renderMode = RenderTraverser::CHCPLUSPLUS;
92/// eye near plane distance
93const float nearDist = 0.2f;
94//const float nearDist = 1.0f;
95/// eye far plane distance
96float farDist = 1e6f;
97/// the field of view
98const float fov = 50.0f;
99
100SceneQuery *sceneQuery = NULL;
101RenderQueue *renderQueue = NULL;
102/// traverses and renders the hierarchy
103RenderTraverser *shadowTraverser = NULL;
104/// the skylight + skydome model
105SkyPreetham *preetham = NULL;
106
107MotionPath *motionPath = NULL;
108
109int maxDepthForTestingChildren = 3;
110
111
112/// the technique used for rendering
113enum RenderTechnique
114{
115        FORWARD,
116        DEFERRED,
117        DEPTH_PASS
118};
119
120
121/// the used render type for this render pass
122enum RenderMethod
123{
124        RENDER_FORWARD,
125        RENDER_DEPTH_PASS,
126        RENDER_DEFERRED,
127        RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED,
128        RENDER_NUM_RENDER_TYPES
129};
130
131/// one of four possible render methods
132int renderMethod = RENDER_FORWARD;
133
134static int winWidth = 1024;
135static int winHeight = 768;
136static float winAspectRatio = 1.0f;
137
138/// these values get scaled with the frame rate
139static float keyForwardMotion = 30.0f;
140static float keyRotation = 1.5f;
141
142/// elapsed time in milliseconds
143double elapsedTime = 1000.0;
144double algTime = 1000.0;
145double accumulatedTime = 1000.0;
146float fps = 1e3f;
147
148int shadowSize = 2048;
149/// the hud font
150glfont::GLFont myfont;
151
152// rendertexture
153static int texWidth = 1024;
154static int texHeight = 768;
155
156int renderedObjects = 0;
157int renderedNodes = 0;
158int renderedTriangles = 0;
159
160int issuedQueries = 0;
161int traversedNodes = 0;
162int frustumCulledNodes = 0;
163int queryCulledNodes = 0;
164int stateChanges = 0;
165int numBatches = 0;
166
167// mouse navigation renderState
168int xEyeBegin = 0;
169int yEyeBegin = 0;
170int yMotionBegin = 0;
171int verticalMotionBegin = 0;
172int horizontalMotionBegin = 0;
173
174bool leftKeyPressed = false;
175bool rightKeyPressed = false;
176bool upKeyPressed = false;
177bool downKeyPressed = false;
178bool descendKeyPressed = false;
179bool ascendKeyPressed = false;
180bool leftStrafeKeyPressed = false;
181bool rightStrafeKeyPressed = false;
182
183bool altKeyPressed = false;
184
185bool showHelp = false;
186bool showStatistics = false;
187bool showOptions = true;
188bool showBoundingVolumes = false;
189bool visMode = false;
190
191bool useOptimization = false;
192bool useTightBounds = true;
193bool useRenderQueue = true;
194bool useMultiQueries = true;
195bool flyMode = true;
196
197bool useGlobIllum = false;
198bool useTemporalCoherence = true;
199bool showAlgorithmTime = false;
200
201bool useFullScreen = false;
202bool useLODs = true;
203bool moveLight = false;
204
205bool useAdvancedShading = false;
206bool showShadowMap = false;
207bool renderLightView = false;
208bool useHDR = true;
209
210PerfTimer frameTimer, algTimer;
211/// the performance window
212PerformanceGraph *perfGraph = NULL;
213
214static float ssaoTempCohFactor = 255.0;
215static int sCurrentMrtSet = 0;
216
217static Matrix4x4 invTrafo = IdentityMatrix();
218
219
220//////////////
221//-- algorithm parameters
222
223/// the pixel threshold where a node is still considered invisible
224/// (should be zero for conservative visibility)
225int threshold;
226int assumedVisibleFrames = 10;
227int maxBatchSize = 50;
228int trianglesPerVirtualLeaf = INITIAL_TRIANGLES_PER_VIRTUAL_LEAVES;
229
230//////////////
231
232enum {CAMERA_PASS = 0, LIGHT_PASS = 1};
233
234
235
236//DeferredRenderer::SAMPLING_METHOD samplingMethod = DeferredRenderer::SAMPLING_POISSON;
237DeferredRenderer::SAMPLING_METHOD samplingMethod = DeferredRenderer::SAMPLING_QUADRATIC;
238
239ShadowMap *shadowMap = NULL;
240DirectionalLight *light = NULL;
241DeferredRenderer *deferredShader = NULL;
242
243//SceneEntity *cube = NULL;
244SceneEntity *buddha = NULL;
245SceneEntity *skyDome = NULL;
246
247
248////////////////////
249//--- function forward declarations
250
251void InitExtensions();
252void InitGLstate();
253
254void DisplayVisualization();
255/// destroys all allocated resources
256void CleanUp();
257void SetupEyeView();
258void SetupLighting();
259void DisplayStats();
260/// draw the help screen
261void DrawHelpMessage();
262/// render the sky dome
263void RenderSky();
264/// render the objects found visible in the depth pass
265void RenderVisibleObjects();
266
267void Begin2D();
268void End2D();
269/// the main loop
270void MainLoop();
271
272void KeyBoard(unsigned char c, int x, int y);
273void Special(int c, int x, int y);
274void KeyUp(unsigned char c, int x, int y);
275void SpecialKeyUp(int c, int x, int y);
276void Reshape(int w, int h);
277void Mouse(int button, int renderState, int x, int y);
278void LeftMotion(int x, int y);
279void RightMotion(int x, int y);
280void MiddleMotion(int x, int y);
281void KeyHorizontalMotion(float shift);
282void KeyVerticalMotion(float shift);
283/// returns the string representation of a number with the decimal points
284void CalcDecimalPoint(string &str, int d);
285/// Creates the traversal method (vfc, stopandwait, chc, chc++)
286RenderTraverser *CreateTraverser(PerspectiveCamera *cam);
287/// place the viewer on the floor plane
288void PlaceViewer(const Vector3 &oldPos);
289// initialise the frame buffer objects
290void InitFBO();
291/// changes the sunlight direction
292void RightMotionLight(int x, int y);
293/// render the shader map
294void RenderShadowMap(float newfar);
295/// function that touches each material once in order to accelarate render queue
296void PrepareRenderQueue();
297/// loads the specified model
298void LoadModel(const string &model, SceneEntityContainer &entities);
299
300inline float KeyRotationAngle() { return keyRotation * elapsedTime * 1e-3f; }
301inline float KeyShift() { return keyForwardMotion * elapsedTime * 1e-3f; }
302
303void CreateAnimation();
304
305SceneQuery *GetOrCreateSceneQuery();
306
307
308// new view projection matrix of the camera
309static Matrix4x4 viewProjMat = IdentityMatrix();
310// the old view projection matrix of the camera
311static Matrix4x4 oldViewProjMat = IdentityMatrix();
312
313
314
315static void PrintGLerror(char *msg)
316{
317        GLenum errCode;
318        const GLubyte *errStr;
319       
320        if ((errCode = glGetError()) != GL_NO_ERROR)
321        {
322                errStr = gluErrorString(errCode);
323                fprintf(stderr,"OpenGL ERROR: %s: %s\n", errStr, msg);
324        }
325}
326
327
328int main(int argc, char* argv[])
329{
330#ifdef _CRT_SET
331        //Now just call this function at the start of your program and if you're
332        //compiling in debug mode (F5), any leaks will be displayed in the Output
333        //window when the program shuts down. If you're not in debug mode this will
334        //be ignored. Use it as you will!
335        //note: from GDNet Direct [3.8.04 - 3.14.04] void detectMemoryLeaks() {
336
337        _CrtSetDbgFlag(_CRTDBG_LEAK_CHECK_DF|_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF);
338        _CrtSetReportMode(_CRT_ASSERT,_CRTDBG_MODE_FILE);
339        _CrtSetReportFile(_CRT_ASSERT,_CRTDBG_FILE_STDERR);
340#endif
341
342        cout << "=== reading environment file ===" << endl << endl;
343
344        int returnCode = 0;
345
346        Vector3 camPos(.0f, .0f, .0f);
347        Vector3 camDir(.0f, 1.0f, .0f);
348        Vector3 lightDir(-0.8f, 1.0f, -0.7f);
349
350        cout << "=== reading environment file ===" << endl << endl;
351
352        const string envFileName = "default.env";
353        if (!env.Read(envFileName))
354        {
355                cerr << "loading environment " << envFileName << " failed!" << endl;
356        }
357        else
358        {
359                env.GetIntParam(string("assumedVisibleFrames"), assumedVisibleFrames);
360                env.GetIntParam(string("maxBatchSize"), maxBatchSize);
361                env.GetIntParam(string("trianglesPerVirtualLeaf"), trianglesPerVirtualLeaf);
362                env.GetIntParam(string("winWidth"), winWidth);
363                env.GetIntParam(string("winHeight"), winHeight);
364                env.GetIntParam(string("shadowSize"), shadowSize);
365                env.GetIntParam(string("maxDepthForTestingChildren"), maxDepthForTestingChildren);
366
367                env.GetFloatParam(string("keyForwardMotion"), keyForwardMotion);
368                env.GetFloatParam(string("keyRotation"), keyRotation);
369                env.GetFloatParam(string("tempCohFactor"), ssaoTempCohFactor);
370
371               
372               
373                env.GetVectorParam(string("camPosition"), camPos);
374                env.GetVectorParam(string("camDirection"), camDir);
375                env.GetVectorParam(string("lightDirection"), lightDir);
376
377                env.GetBoolParam(string("useFullScreen"), useFullScreen);
378                env.GetBoolParam(string("useLODs"), useLODs);
379                env.GetBoolParam(string("useHDR"), useHDR);
380
381
382                //env.GetStringParam(string("modelPath"), model_path);
383                //env.GetIntParam(string("numSssaoSamples"), numSsaoSamples);
384
385                cout << "assumedVisibleFrames: " << assumedVisibleFrames << endl;
386                cout << "maxBatchSize: " << maxBatchSize << endl;
387                cout << "trianglesPerVirtualLeaf: " << trianglesPerVirtualLeaf << endl;
388
389                cout << "keyForwardMotion: " << keyForwardMotion << endl;
390                cout << "keyRotation: " << keyRotation << endl;
391                cout << "winWidth: " << winWidth << endl;
392                cout << "winHeight: " << winHeight << endl;
393                cout << "useFullScreen: " << useFullScreen << endl;
394                cout << "useLODs: " << useLODs << endl;
395                cout << "camPosition: " << camPos << endl;
396                cout << "temporal coherence: " << ssaoTempCohFactor << endl;
397                cout << "shadow size: " << shadowSize << endl;
398
399                //cout << "model path: " << model_path << endl;
400                cout << "**** end parameters ****" << endl << endl;
401        }
402
403        ///////////////////////////
404
405        camera = new PerspectiveCamera(winWidth / winHeight, fov);
406        camera->SetNear(nearDist);
407        camera->SetFar(1000);
408
409        camera->SetDirection(camDir);
410        camera->SetPosition(camPos);
411
412        visCamera = new PerspectiveCamera(winWidth / winHeight, fov);
413        visCamera->SetNear(0.0f);
414        visCamera->Yaw(.5 * M_PI);
415
416        // create a new light
417        light = new DirectionalLight(lightDir, RgbaColor(1, 1, 1, 1), RgbaColor(1, 1, 1, 1));
418        // the render queue for material sorting
419        renderQueue = new RenderQueue(&renderState);
420
421        glutInitWindowSize(winWidth, winHeight);
422        glutInit(&argc, argv);
423        glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH | GLUT_MULTISAMPLE);
424        //glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH);
425        //glutInitDisplayString("samples=2");
426
427        SceneEntity::SetUseLODs(useLODs);
428
429        if (!useFullScreen)
430        {
431                glutCreateWindow("FriendlyCulling");
432        }
433        else
434        {
435                glutGameModeString( "1024x768:32@75" );
436                glutEnterGameMode();
437        }
438
439        glutDisplayFunc(MainLoop);
440        glutKeyboardFunc(KeyBoard);
441        glutSpecialFunc(Special);
442        glutReshapeFunc(Reshape);
443        glutMouseFunc(Mouse);
444        glutIdleFunc(MainLoop);
445        glutKeyboardUpFunc(KeyUp);
446        glutSpecialUpFunc(SpecialKeyUp);
447        glutIgnoreKeyRepeat(true);
448
449        // initialise gl graphics
450        InitExtensions();
451        InitGLstate();
452
453        glEnable(GL_MULTISAMPLE_ARB);
454        glHint(GL_MULTISAMPLE_FILTER_HINT_NV, GL_NICEST);
455
456        LeftMotion(0, 0);
457        MiddleMotion(0, 0);
458
459        perfGraph = new PerformanceGraph(1000);
460
461        resourceManager = ResourceManager::GetSingleton();
462        shaderManager = ShaderManager::GetSingleton();
463
464        ///////////
465        //-- load the static scene geometry
466
467        LoadModel("city.dem", sceneEntities);
468
469
470        //////////
471        //-- load some dynamic stuff
472
473        //resourceManager->mUseNormalMapping = true;
474        resourceManager->mUseNormalMapping = false;
475
476        //LoadModel("fisch.dem", dynamicObjects);
477        LoadModel("hbuddha.dem", dynamicObjects);
478
479        resourceManager->mUseNormalMapping = false;
480
481        buddha = dynamicObjects.back();
482       
483        const Vector3 sceneCenter(470.398f, 240.364f, 182.5f);
484       
485        Matrix4x4 transl = TranslationMatrix(sceneCenter);
486        buddha->GetTransform()->SetMatrix(transl);
487
488        for (int i = 0; i < 10; ++ i)
489        {
490                SceneEntity *ent = new SceneEntity(*buddha);
491                resourceManager->AddSceneEntity(ent);
492
493                Vector3 offs = Vector3::ZERO();
494
495                offs.x = RandomValue(.0f, 50.0f);
496                offs.y = RandomValue(.0f, 50.0f);
497
498                Vector3 newPos = sceneCenter + offs;
499
500                transl = TranslationMatrix(newPos);
501                Transform3 *transform = resourceManager->CreateTransform(transl);
502
503                ent->SetTransform(transform);
504                dynamicObjects.push_back(ent);
505        }
506
507
508        ///////////
509        //-- load the associated static bvh
510
511        const string bvh_filename = string(model_path + "city.bvh");
512
513        BvhLoader bvhLoader;
514        bvh = bvhLoader.Load(bvh_filename, sceneEntities, dynamicObjects, maxDepthForTestingChildren);
515
516        if (!bvh)
517        {
518                cerr << "loading bvh " << bvh_filename << " failed" << endl;
519                CleanUp();
520                exit(0);
521        }
522
523        /// set the depth of the bvh depending on the triangles per leaf node
524        bvh->SetVirtualLeaves(trianglesPerVirtualLeaf);
525
526        // set far plane based on scene extent
527        farDist = 10.0f * Magnitude(bvh->GetBox().Diagonal());
528        camera->SetFar(farDist);
529
530
531        //////////////////
532        //-- setup the skydome model
533
534        LoadModel("sky.dem", sceneEntities);
535        skyDome = sceneEntities.back();
536
537        /// the turbitity of the sky (from clear to hazy, use <3 for clear sky)
538        const float turbitiy = 5.0f;
539        preetham = new SkyPreetham(turbitiy, skyDome);
540
541        CreateAnimation();
542
543
544        //////////
545        //-- initialize the traversal algorithm
546
547        traverser = CreateTraverser(camera);
548       
549        // the bird-eye visualization
550        visualization = new Visualization(bvh, camera, NULL, &renderState);
551
552        // this function assign the render queue bucket ids of the materials in beforehand
553        // => probably a little less overhead for new parts of the scene that are not yet assigned
554        PrepareRenderQueue();
555        /// forward rendering is the default
556        renderState.SetRenderTechnique(FORWARD);
557        // frame time is restarted every frame
558        frameTimer.Start();
559
560        // the rendering loop
561        glutMainLoop();
562       
563        // clean up
564        CleanUp();
565       
566        return 0;
567}
568
569
570void InitFBO()
571{
572        PrintGLerror("fbo start");
573
574        // this fbo basicly stores the scene information we get from standard rendering of a frame
575        // we store diffuse colors, eye space depth and normals
576        fbo = new FrameBufferObject(texWidth, texHeight, FrameBufferObject::DEPTH_32);
577
578        // the diffuse color buffer
579        fbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGBA_FLOAT_32, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_LINEAR, ColorBufferObject::FILTER_NEAREST);
580        // the normals buffer
581        fbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGB_FLOAT_16, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_NEAREST);
582        // a rgb buffer which could hold material properties
583        //fbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGB_UBYTE, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_NEAREST);
584        // buffer holding the difference vector to the old frame
585        fbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGB_FLOAT_32, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_NEAREST);
586        // another color buffer
587        fbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGBA_FLOAT_32, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_LINEAR, ColorBufferObject::FILTER_NEAREST);
588
589        for (int i = 0; i < 4; ++ i)
590                FrameBufferObject::InitBuffer(fbo, i);
591       
592        PrintGLerror("init fbo");
593}
594
595
596bool InitFont(void)
597{
598        glEnable(GL_TEXTURE_2D);
599
600        glGenTextures(1, &fontTex);
601        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, fontTex);
602
603        if (!myfont.Create("data/fonts/verdana.glf", fontTex))
604                return false;
605
606        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
607       
608        return true;
609}
610
611
612void InitGLstate()
613{
614        glClearColor(0.4f, 0.4f, 0.4f, 1.0f);
615       
616        glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
617        glPixelStorei(GL_PACK_ALIGNMENT,1);
618       
619        glDepthFunc(GL_LESS);
620        glEnable(GL_DEPTH_TEST);
621
622        glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
623        glShadeModel(GL_SMOOTH);
624       
625        glMaterialf(GL_FRONT, GL_SHININESS, 64);
626        glEnable(GL_NORMALIZE);
627               
628        glDisable(GL_ALPHA_TEST);
629        glAlphaFunc(GL_GEQUAL, 0.5f);
630
631        glFrontFace(GL_CCW);
632        glCullFace(GL_BACK);
633        glEnable(GL_CULL_FACE);
634
635        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
636
637        GLfloat ambientColor[] = {0.2, 0.2, 0.2, 1.0};
638        GLfloat diffuseColor[] = {1.0, 0.0, 0.0, 1.0};
639        GLfloat specularColor[] = {0.0, 0.0, 0.0, 1.0};
640
641        glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, ambientColor);
642        glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, diffuseColor);
643        glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, specularColor);
644
645        glDepthFunc(GL_LESS);
646
647        if (!InitFont())
648                cerr << "font creation failed" << endl;
649        else
650                cout << "successfully created font" << endl;
651
652
653        //////////////////////////////
654
655        //GLfloat lmodel_ambient[] = {1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};
656        GLfloat lmodel_ambient[] = {0.7f, 0.7f, 0.8f, 1.0f};
657
658        glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, lmodel_ambient);
659        //glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWER, GL_TRUE);
660        glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWER, GL_FALSE);
661        glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_COLOR_CONTROL_EXT, GL_SINGLE_COLOR_EXT);
662}
663
664
665void DrawHelpMessage()
666{
667        const char *message[] =
668        {
669                "Help information",
670                "",
671                "'F1'           - shows/dismisses this message",
672                "'F2'           - shows/hides bird eye view",
673                "'F3'           - shows/hides bounds (boxes or tight bounds)",
674                "'F4',          - shows/hides parameters",
675                "'F5'           - shows/hides statistics",
676                "'F6',          - toggles between fly/walkmode",
677                "'F7',          - cycles throw render modes",
678                "'F8',          - enables/disables ambient occlusion (only deferred)",
679                "'F9',          - shows pure algorithm render time (using glFinish)",
680                "'SPACE'        - cycles through occlusion culling algorithms",
681                "",
682                "'MOUSE LEFT'        - turn left/right, move forward/backward",
683                "'MOUSE RIGHT'       - turn left/right, move forward/backward",
684                "'MOUSE MIDDLE'      - move up/down, left/right",
685                "'CURSOR UP/DOWN'    - move forward/backward",
686                "'CURSOR LEFT/RIGHT' - turn left/right",
687                "",
688                "'-'/'+'        - decreases/increases max batch size",
689                "'1'/'2'        - downward/upward motion",
690                "'3'/'4'        - decreases/increases triangles per virtual bvh leaf (sets bvh depth)",
691                "'5'/'6'        - decreases/increases assumed visible frames",
692                "",
693                "'R'            - use render queue",
694                "'B'            - use tight bounds",
695                "'M'            - use multiqueries",
696                "'O'            - use CHC optimization (geometry queries for leaves)",
697                0,
698        };
699       
700       
701        glColor4f(0.0f, 1.0f , 0.0f, 0.2f); // 20% green.
702
703        glRecti(30, 30, winWidth - 30, winHeight - 30);
704
705        glEnd();
706
707        glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
708       
709        glEnable(GL_TEXTURE_2D);
710        myfont.Begin();
711
712        int x = 40, y = 30;
713
714        for(int i = 0; message[i] != 0; ++ i)
715        {
716                if(message[i][0] == '\0')
717                {
718                        y += 15;
719                }
720                else
721                {
722                        myfont.DrawString(message[i], x, winHeight - y);
723                        y += 25;
724                }
725        }
726        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
727}
728
729
730RenderTraverser *CreateTraverser(PerspectiveCamera *cam)
731{
732        RenderTraverser *tr;
733       
734        switch (renderMode)
735        {
736        case RenderTraverser::CULL_FRUSTUM:
737                tr = new FrustumCullingTraverser();
738                break;
739        case RenderTraverser::STOP_AND_WAIT:
740                tr = new StopAndWaitTraverser();
741                break;
742        case RenderTraverser::CHC:
743                tr = new CHCTraverser();
744                break;
745        case RenderTraverser::CHCPLUSPLUS:
746                tr = new CHCPlusPlusTraverser();
747                break;
748       
749        default:
750                tr = new FrustumCullingTraverser();
751        }
752
753        tr->SetCamera(cam);
754        tr->SetHierarchy(bvh);
755        tr->SetRenderQueue(renderQueue);
756        tr->SetRenderState(&renderState);
757        tr->SetUseOptimization(useOptimization);
758        tr->SetUseRenderQueue(useRenderQueue);
759        tr->SetVisibilityThreshold(threshold);
760        tr->SetAssumedVisibleFrames(assumedVisibleFrames);
761        tr->SetMaxBatchSize(maxBatchSize);
762        tr->SetUseMultiQueries(useMultiQueries);
763        tr->SetUseTightBounds(useTightBounds);
764        tr->SetUseDepthPass((renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS) || (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED));
765        tr->SetRenderQueue(renderQueue);
766        tr->SetShowBounds(showBoundingVolumes);
767
768        bvh->ResetNodeClassifications();
769
770
771        return tr;
772}
773
774/** Setup sunlight
775*/
776void SetupLighting()
777{
778        glEnable(GL_LIGHT0);
779        glDisable(GL_LIGHT1);
780       
781        Vector3 lightDir = -light->GetDirection();
782
783
784        ///////////
785        //-- first light: sunlight
786
787        GLfloat ambient[] = {0.25f, 0.25f, 0.3f, 1.0f};
788        GLfloat diffuse[] = {1.0f, 0.95f, 0.85f, 1.0f};
789        GLfloat specular[] = {1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};
790       
791
792        const bool useToneMapping =
793                ((renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED) ||
794                 (renderMethod == RENDER_DEFERRED)) && useHDR;
795
796
797        Vector3 sunAmbient;
798        Vector3 sunDiffuse;
799
800        preetham->ComputeSunColor(lightDir, sunAmbient, sunDiffuse, !useToneMapping);
801
802        ambient[0] = sunAmbient.x;
803        ambient[1] = sunAmbient.y;
804        ambient[2] = sunAmbient.z;
805
806        // no tone mapping => scale
807        if (0)//!useToneMapping)
808        {
809                float maxComponent = sunDiffuse.MaxComponent();
810                sunDiffuse /= maxComponent;
811        }
812
813        diffuse[0] = sunDiffuse.x;
814        diffuse[1] = sunDiffuse.y;
815        diffuse[2] = sunDiffuse.z;
816
817        //cout << sunDiffuse << " " << sunAmbient << endl;
818
819        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambient);
820        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuse);
821        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, specular);
822
823        GLfloat position[] = {lightDir.x, lightDir.y, lightDir.z, 0.0f};
824        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position);
825}
826
827
828void SetupEyeView()
829{
830        // store matrix of last frame
831        oldViewProjMat = viewProjMat;
832
833        camera->SetupViewProjection();
834
835
836        /////////////////
837        //-- compute view projection matrix and store for later use
838
839        Matrix4x4 matViewing, matProjection;
840
841        camera->GetModelViewMatrix(matViewing);
842        camera->GetProjectionMatrix(matProjection);
843
844        viewProjMat = matViewing * matProjection;
845}
846
847
848void KeyHorizontalMotion(float shift)
849{
850        Vector3 hvec = -camera->GetDirection();
851        hvec.z = 0;
852
853        Vector3 pos = camera->GetPosition();
854        pos += hvec * shift;
855       
856        camera->SetPosition(pos);
857}
858
859
860void KeyVerticalMotion(float shift)
861{
862        Vector3 uvec = Vector3(0, 0, shift);
863
864        Vector3 pos = camera->GetPosition();
865        pos += uvec;
866       
867        camera->SetPosition(pos);
868}
869
870
871void KeyStrafe(float shift)
872{
873        Vector3 viewDir = camera->GetDirection();
874        Vector3 pos = camera->GetPosition();
875
876        // the 90 degree rotated view vector
877        // z zero so we don't move in the vertical
878        Vector3 rVec(viewDir[0], viewDir[1], 0);
879
880        Matrix4x4 rot = RotationZMatrix(M_PI * 0.5f);
881        rVec = rot * rVec;
882        pos += rVec * shift;
883
884        camera->SetPosition(pos);
885}
886
887
888/** Initialize the deferred rendering pass.
889*/
890void InitDeferredRendering()
891{
892        if (!fbo) InitFBO();
893        fbo->Bind();
894
895        // multisampling does not work with deferred shading
896        glDisable(GL_MULTISAMPLE_ARB);
897        renderState.SetRenderTechnique(DEFERRED);
898
899
900        // draw to 3 color buffers
901        // a color, normal, and positions buffer
902        if (sCurrentMrtSet == 0)
903        {
904                DeferredRenderer::colorBufferIdx = 0;
905                glDrawBuffers(3, mrt);
906        }
907        else
908        {
909                DeferredRenderer::colorBufferIdx = 3;
910                glDrawBuffers(3, mrt2);
911        }
912
913        sCurrentMrtSet = 1 - sCurrentMrtSet;
914}
915
916
917/** the main rendering loop
918*/
919void MainLoop()
920{       
921#if 1
922        GPUProgramParameters *vtxParams =
923                buddha->GetShape(0)->GetMaterial()->GetTechnique(1)->GetVertexProgramParameters();
924
925        Matrix4x4 oldTrafo = buddha->GetTransform()->GetMatrix();
926        Vector3 buddhaPos = motionPath->GetCurrentPosition();
927        Matrix4x4 trafo = TranslationMatrix(buddhaPos);
928       
929        buddha->GetTransform()->SetMatrix(trafo);
930
931        /*for (int i = 0; i < 10; ++ i)
932        {
933                SceneEntity *ent = dynamicObjects[i];
934                Vector3 newPos = ent->GetWorldCenter();
935
936                if (GetOrCreateSceneQuery()->CalcIntersection(newPos))
937                {
938                        Matrix4x4 mat = TranslationMatrix(newPos - ent->GetCenter());
939                        ent->GetTransform()->SetMatrix(mat);
940                }
941        }*/
942
943        Matrix4x4 rotMatrix = RotationZMatrix(M_PI * 1e-3f);
944        dynamicObjects[1]->GetTransform()->MultMatrix(rotMatrix);
945
946
947        /////////////////////////
948        //-- update animations
949       
950        motionPath->Move(0.01f);
951
952#endif
953
954
955        /////////////
956
957        Vector3 oldPos = camera->GetPosition();
958
959        if (leftKeyPressed)
960                camera->Pitch(KeyRotationAngle());
961        if (rightKeyPressed)
962                camera->Pitch(-KeyRotationAngle());
963        if (upKeyPressed)
964                KeyHorizontalMotion(-KeyShift());
965        if (downKeyPressed)
966                KeyHorizontalMotion(KeyShift());
967        if (ascendKeyPressed)
968                KeyVerticalMotion(KeyShift());
969        if (descendKeyPressed)
970                KeyVerticalMotion(-KeyShift());
971        if (leftStrafeKeyPressed)
972                KeyStrafe(KeyShift());
973        if (rightStrafeKeyPressed)
974                KeyStrafe(-KeyShift());
975
976
977        // place view on ground
978        if (!flyMode) PlaceViewer(oldPos);
979
980        if (showAlgorithmTime)
981        {
982                glFinish();
983                algTimer.Start();
984        }
985       
986
987        if ((!shadowMap || !shadowTraverser) && (showShadowMap || renderLightView))
988        {
989                if (!shadowMap)
990                        shadowMap = new ShadowMap(light, shadowSize, bvh->GetBox(), camera);
991
992                if (!shadowTraverser)
993                        shadowTraverser = CreateTraverser(shadowMap->GetShadowCamera());
994
995        }
996       
997        // bring eye modelview matrix up-to-date
998        SetupEyeView();
999        // set frame related parameters for GPU programs
1000        GPUProgramParameters::InitFrame(camera, light);
1001
1002        // hack: store current rendering method and restore later
1003        int oldRenderMethod = renderMethod;
1004        // for rendering the light view, we use forward rendering
1005        if (renderLightView) renderMethod = FORWARD;
1006
1007        /// enable vbo vertex array
1008        glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
1009
1010        // render with the specified method (forward rendering, forward + depth, deferred)
1011        switch (renderMethod)
1012        {
1013        case RENDER_FORWARD:
1014       
1015                glEnable(GL_MULTISAMPLE_ARB);
1016                renderState.SetRenderTechnique(FORWARD);
1017                //glEnable(GL_LIGHTING);
1018
1019                glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
1020                glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
1021                break;
1022
1023        case RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED:
1024
1025                glDisable(GL_MULTISAMPLE_ARB);
1026                renderState.SetUseAlphaToCoverage(false);
1027                renderState.SetRenderTechnique(DEPTH_PASS);
1028
1029                if (!fbo) InitFBO(); fbo->Bind();
1030
1031                glDrawBuffers(1, mrt);
1032
1033                glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
1034
1035                // the scene is rendered withouth any shading
1036                // (should be handled by render renderState)
1037                glShadeModel(GL_FLAT);
1038                break;
1039
1040        case RENDER_DEPTH_PASS:
1041
1042                glEnable(GL_MULTISAMPLE_ARB);
1043                renderState.SetRenderTechnique(DEPTH_PASS);
1044
1045                glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
1046
1047                // the scene is rendered withouth any shading
1048                // (should be handled by render renderState)
1049                glShadeModel(GL_FLAT);
1050                break;
1051       
1052        case RENDER_DEFERRED:
1053
1054                if (showShadowMap && !renderLightView)
1055                        RenderShadowMap(camera->GetFar());
1056
1057                //glPushAttrib(GL_VIEWPORT_BIT);
1058                glViewport(0, 0, texWidth, texHeight);
1059
1060                InitDeferredRendering();
1061               
1062                glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
1063                glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
1064                break;
1065        }
1066
1067        glDepthFunc(GL_LESS);
1068        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
1069        glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
1070               
1071
1072        // set proper lod levels for current frame using current eye point
1073        LODLevel::InitFrame(camera->GetPosition());
1074        // set up sunlight
1075        SetupLighting();
1076
1077
1078        if (renderLightView)
1079        {
1080                // change CHC++ set of renderState variables:
1081                // must be done for each change of camera because otherwise
1082                // the temporal coherency is broken
1083                BvhNode::SetCurrentState(LIGHT_PASS);
1084                shadowMap->RenderShadowView(shadowTraverser, viewProjMat);
1085                BvhNode::SetCurrentState(CAMERA_PASS);
1086        }
1087        else
1088        {
1089                // actually render the scene geometry using the specified algorithm
1090                traverser->RenderScene();
1091        }
1092
1093
1094        /////////
1095        //-- do the rest of the rendering
1096       
1097        // reset depth pass and render visible objects
1098        if ((renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS) ||
1099                (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED))
1100        {
1101                RenderVisibleObjects();
1102        }
1103       
1104
1105        ///////////////
1106        //-- render sky
1107
1108        // q: should we render sky after deferred shading?
1109        // this would conveniently solves some issues (e.g, skys without shadows)
1110
1111        RenderSky();
1112
1113
1114        if ((renderMethod == RENDER_DEFERRED) ||
1115                (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED))
1116        {
1117                FrameBufferObject::Release();
1118
1119                if (!deferredShader) deferredShader =
1120                        new DeferredRenderer(texWidth, texHeight, camera);
1121               
1122                DeferredRenderer::SHADING_METHOD shadingMethod;
1123
1124                if (useAdvancedShading)
1125                {
1126                        if (useGlobIllum)
1127                                shadingMethod = DeferredRenderer::GI;
1128                        else
1129                                shadingMethod = DeferredRenderer::SSAO;
1130                }
1131                else
1132                        shadingMethod = DeferredRenderer::DEFAULT;
1133
1134                deferredShader->SetShadingMethod(shadingMethod);
1135                deferredShader->SetSamplingMethod(samplingMethod);
1136                deferredShader->SetUseTemporalCoherence(useTemporalCoherence);
1137
1138                ShadowMap *sm = showShadowMap ? shadowMap : NULL;
1139                deferredShader->Render(fbo, ssaoTempCohFactor, light, useHDR, sm);
1140        }
1141
1142
1143        renderState.SetRenderTechnique(FORWARD);
1144        renderState.Reset();
1145
1146
1147        glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
1148        glDisableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
1149       
1150        renderMethod = oldRenderMethod;
1151
1152
1153        ///////////
1154
1155
1156        if (showAlgorithmTime)
1157        {
1158                glFinish();
1159
1160                algTime = algTimer.Elapsedms();
1161                perfGraph->AddData(algTime);
1162
1163                perfGraph->Draw();
1164        }
1165        else
1166        {
1167                if (visMode) DisplayVisualization();
1168        }
1169
1170        glFlush();
1171
1172        const bool restart = true;
1173        elapsedTime = frameTimer.Elapsedms(restart);
1174
1175        DisplayStats();
1176
1177        glutSwapBuffers();
1178}
1179
1180
1181#pragma warning( disable : 4100 )
1182void KeyBoard(unsigned char c, int x, int y)
1183{
1184        switch(c)
1185        {
1186        case 27:
1187                Debug << "camPosition=" << camera->GetPosition().x << " " << camera->GetPosition().y << " " << camera->GetPosition().z << endl;
1188                Debug << "camDirection=" << camera->GetDirection().x << " " << camera->GetDirection().y << " " << camera->GetDirection().z << endl;
1189
1190                CleanUp();
1191                exit(0);
1192        case 32: // space
1193                renderMode = (renderMode + 1) % RenderTraverser::NUM_TRAVERSAL_TYPES;
1194
1195                DEL_PTR(traverser);
1196                traverser = CreateTraverser(camera);
1197
1198                if (shadowTraverser)
1199                {
1200                        // shadow traverser has to be recomputed
1201                        DEL_PTR(shadowTraverser);
1202                        shadowTraverser = CreateTraverser(shadowMap->GetShadowCamera());
1203                }
1204
1205                break;
1206        case '+':
1207                if (maxBatchSize < 10)
1208                        maxBatchSize = 10;
1209                else
1210                        maxBatchSize += 10;
1211
1212                traverser->SetMaxBatchSize(maxBatchSize);
1213                break;
1214        case '-':
1215                maxBatchSize -= 10;
1216                if (maxBatchSize < 0) maxBatchSize = 1;
1217                traverser->SetMaxBatchSize(maxBatchSize);               
1218                break;
1219        case 'M':
1220        case 'm':
1221                useMultiQueries = !useMultiQueries;
1222                traverser->SetUseMultiQueries(useMultiQueries);
1223                break;
1224        case '1':
1225                descendKeyPressed = true;
1226                break;
1227        case '2':
1228                ascendKeyPressed = true;
1229                break;
1230        case '3':
1231                if (trianglesPerVirtualLeaf >= 100)
1232                        trianglesPerVirtualLeaf -= 100;
1233                bvh->SetVirtualLeaves(trianglesPerVirtualLeaf);
1234                break;
1235        case '4':
1236                trianglesPerVirtualLeaf += 100;
1237                bvh->SetVirtualLeaves(trianglesPerVirtualLeaf);
1238                break;
1239        case '5':
1240                assumedVisibleFrames -= 1;
1241                if (assumedVisibleFrames < 1) assumedVisibleFrames = 1;
1242                traverser->SetAssumedVisibleFrames(assumedVisibleFrames);
1243                break;
1244        case '6':
1245                assumedVisibleFrames += 1;
1246                traverser->SetAssumedVisibleFrames(assumedVisibleFrames);               
1247                break;
1248        case '7':
1249                ssaoTempCohFactor *= 0.5f;
1250                break;
1251        case '8':
1252                ssaoTempCohFactor *= 2.0f;
1253                //if (ssaoTempCohFactor > 1.0f) ssaoExpFactor = 1.0f;
1254                break;
1255        case '9':
1256                useLODs = !useLODs;
1257                SceneEntity::SetUseLODs(useLODs);
1258                break;
1259        case 'P':
1260        case 'p':
1261                samplingMethod = DeferredRenderer::SAMPLING_METHOD((samplingMethod + 1) % 3);
1262                cout << "ssao sampling method: " << samplingMethod << endl;
1263                break;
1264        case 'Y':
1265        case 'y':
1266                showShadowMap = !showShadowMap;
1267                break;
1268        case 'g':
1269        case 'G':
1270                useGlobIllum = !useGlobIllum;
1271                break;
1272        case 't':
1273        case 'T':
1274                useTemporalCoherence = !useTemporalCoherence;
1275                break;
1276        case 'o':
1277        case 'O':
1278                useOptimization = !useOptimization;
1279                traverser->SetUseOptimization(useOptimization);
1280                break;
1281        case 'a':
1282        case 'A':
1283                leftKeyPressed = true;
1284                break;
1285        case 'd':
1286        case 'D':
1287                rightKeyPressed = true;
1288                break;
1289        case 'w':
1290        case 'W':
1291                upKeyPressed = true;
1292                break;
1293        case 's':
1294        case 'S':
1295                downKeyPressed = true;
1296                break;
1297        case 'j':
1298        case 'J':
1299                leftStrafeKeyPressed = true;
1300                break;
1301        case 'k':
1302        case 'K':
1303                rightStrafeKeyPressed = true;
1304                break;
1305        case 'r':
1306        case 'R':
1307                useRenderQueue = !useRenderQueue;
1308                traverser->SetUseRenderQueue(useRenderQueue);
1309               
1310                break;
1311        case 'b':
1312        case 'B':
1313                useTightBounds = !useTightBounds;
1314                traverser->SetUseTightBounds(useTightBounds);
1315                break;
1316        case 'l':
1317        case 'L':
1318                renderLightView = !renderLightView;
1319                break;
1320        case 'h':
1321        case 'H':
1322                useHDR = !useHDR;
1323                break;
1324        default:
1325                return;
1326        }
1327
1328        glutPostRedisplay();
1329}
1330
1331
1332void SpecialKeyUp(int c, int x, int y)
1333{
1334        switch (c)
1335        {
1336        case GLUT_KEY_LEFT:
1337                leftKeyPressed = false;
1338                break;
1339        case GLUT_KEY_RIGHT:
1340                rightKeyPressed = false;
1341                break;
1342        case GLUT_KEY_UP:
1343                upKeyPressed = false;
1344                break;
1345        case GLUT_KEY_DOWN:
1346                downKeyPressed = false;
1347                break;
1348        case GLUT_ACTIVE_ALT:
1349                altKeyPressed = false;
1350                break;
1351        default:
1352                return;
1353        }
1354}
1355
1356
1357void KeyUp(unsigned char c, int x, int y)
1358{
1359        switch (c)
1360        {
1361
1362        case 'A':
1363        case 'a':
1364                leftKeyPressed = false;
1365                break;
1366        case 'D':
1367        case 'd':
1368                rightKeyPressed = false;
1369                break;
1370        case 'W':
1371        case 'w':
1372                upKeyPressed = false;
1373                break;
1374        case 'S':
1375        case 's':
1376                downKeyPressed = false;
1377                break;
1378        case '1':
1379                descendKeyPressed = false;
1380                break;
1381        case '2':
1382                ascendKeyPressed = false;
1383                break;
1384        case 'j':
1385        case 'J':
1386                leftStrafeKeyPressed = false;
1387                break;
1388        case 'k':
1389        case 'K':
1390                rightStrafeKeyPressed = false;
1391                break;
1392        default:
1393                return;
1394        }
1395        //glutPostRedisplay();
1396}
1397
1398
1399void Special(int c, int x, int y)
1400{
1401        switch(c)
1402        {
1403        case GLUT_KEY_F1:
1404                showHelp = !showHelp;
1405                break;
1406        case GLUT_KEY_F2:
1407                visMode = !visMode;
1408                break;
1409        case GLUT_KEY_F3:
1410                showBoundingVolumes = !showBoundingVolumes;
1411                traverser->SetShowBounds(showBoundingVolumes);
1412                break;
1413        case GLUT_KEY_F4:
1414                showOptions = !showOptions;
1415                break;
1416        case GLUT_KEY_F5:
1417                showStatistics = !showStatistics;
1418                break;
1419        case GLUT_KEY_F6:
1420                flyMode = !flyMode;
1421                break;
1422        case GLUT_KEY_F7:
1423
1424                renderMethod = (renderMethod + 1) % 4;
1425
1426                traverser->SetUseDepthPass(
1427                        (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS) ||
1428                        (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED)
1429                        );
1430               
1431                break;
1432        case GLUT_KEY_F8:
1433                useAdvancedShading = !useAdvancedShading;
1434
1435                break;
1436        case GLUT_KEY_F9:
1437                showAlgorithmTime = !showAlgorithmTime;
1438                break;
1439        case GLUT_KEY_F10:
1440                moveLight = !moveLight;
1441                break;
1442        case GLUT_KEY_LEFT:
1443                {
1444                        leftKeyPressed = true;
1445                        camera->Pitch(KeyRotationAngle());
1446                }
1447                break;
1448        case GLUT_KEY_RIGHT:
1449                {
1450                        rightKeyPressed = true;
1451                        camera->Pitch(-KeyRotationAngle());
1452                }
1453                break;
1454        case GLUT_KEY_UP:
1455                {
1456                        upKeyPressed = true;
1457                        KeyHorizontalMotion(KeyShift());
1458                }
1459                break;
1460        case GLUT_KEY_DOWN:
1461                {
1462                        downKeyPressed = true;
1463                        KeyHorizontalMotion(-KeyShift());
1464                }
1465                break;
1466        default:
1467                return;
1468
1469        }
1470
1471        glutPostRedisplay();
1472}
1473
1474#pragma warning( default : 4100 )
1475
1476
1477void Reshape(int w, int h)
1478{
1479        winAspectRatio = 1.0f;
1480
1481        glViewport(0, 0, w, h);
1482       
1483        winWidth = w;
1484        winHeight = h;
1485
1486        if (w) winAspectRatio = (float) w / (float) h;
1487
1488        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
1489        glLoadIdentity();
1490
1491        gluPerspective(fov, winAspectRatio, nearDist, farDist);
1492
1493        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
1494
1495        glutPostRedisplay();
1496}
1497
1498
1499void Mouse(int button, int renderState, int x, int y)
1500{
1501        if ((button == GLUT_LEFT_BUTTON) && (renderState == GLUT_DOWN))
1502        {
1503                xEyeBegin = x;
1504                yMotionBegin = y;
1505
1506                glutMotionFunc(LeftMotion);
1507        }
1508        else if ((button == GLUT_RIGHT_BUTTON) && (renderState == GLUT_DOWN))
1509        {
1510                xEyeBegin = x;
1511                yEyeBegin = y;
1512                yMotionBegin = y;
1513
1514                if (!moveLight)
1515                        glutMotionFunc(RightMotion);
1516                else
1517                        glutMotionFunc(RightMotionLight);
1518        }
1519        else if ((button == GLUT_MIDDLE_BUTTON) && (renderState == GLUT_DOWN))
1520        {
1521                horizontalMotionBegin = x;
1522                verticalMotionBegin = y;
1523                glutMotionFunc(MiddleMotion);
1524        }
1525
1526        glutPostRedisplay();
1527}
1528
1529
1530/**     rotation for left/right mouse drag
1531        motion for up/down mouse drag
1532*/
1533void LeftMotion(int x, int y)
1534{
1535        Vector3 viewDir = camera->GetDirection();
1536        Vector3 pos = camera->GetPosition();
1537
1538        // don't move in the vertical direction
1539        Vector3 horView(viewDir[0], viewDir[1], 0);
1540       
1541        float eyeXAngle = 0.2f *  M_PI * (xEyeBegin - x) / 180.0;
1542
1543        camera->Pitch(eyeXAngle);
1544
1545        pos += horView * (yMotionBegin - y) * 0.2f;
1546       
1547        camera->SetPosition(pos);
1548       
1549        xEyeBegin = x;
1550        yMotionBegin = y;
1551
1552        glutPostRedisplay();
1553}
1554
1555
1556void RightMotionLight(int x, int y)
1557{
1558        float theta = 0.2f * M_PI * (xEyeBegin - x) / 180.0f;
1559        float phi = 0.2f * M_PI * (yMotionBegin - y) / 180.0f;
1560       
1561        Vector3 lightDir = light->GetDirection();
1562
1563        Matrix4x4 roty = RotationYMatrix(theta);
1564        Matrix4x4 rotx = RotationXMatrix(phi);
1565
1566        lightDir = roty * lightDir;
1567        lightDir = rotx * lightDir;
1568
1569        // normalize to avoid accumulating errors
1570        lightDir.Normalize();
1571
1572        light->SetDirection(lightDir);
1573
1574        xEyeBegin = x;
1575        yMotionBegin = y;
1576
1577        glutPostRedisplay();
1578}
1579
1580
1581/**     rotation for left / right mouse drag
1582        motion for up / down mouse drag
1583*/
1584void RightMotion(int x, int y)
1585{
1586        float eyeXAngle = 0.2f *  M_PI * (xEyeBegin - x) / 180.0;
1587        float eyeYAngle = -0.2f *  M_PI * (yEyeBegin - y) / 180.0;
1588
1589        camera->Yaw(eyeYAngle);
1590        camera->Pitch(eyeXAngle);
1591
1592        xEyeBegin = x;
1593        yEyeBegin = y;
1594
1595        glutPostRedisplay();
1596}
1597
1598
1599/** strafe
1600*/
1601void MiddleMotion(int x, int y)
1602{
1603        Vector3 viewDir = camera->GetDirection();
1604        Vector3 pos = camera->GetPosition();
1605
1606        // the 90 degree rotated view vector
1607        // y zero so we don't move in the vertical
1608        Vector3 rVec(viewDir[0], viewDir[1], 0);
1609       
1610        Matrix4x4 rot = RotationZMatrix(M_PI * 0.5f);
1611        rVec = rot * rVec;
1612       
1613        pos -= rVec * (x - horizontalMotionBegin) * 0.1f;
1614        pos[2] += (verticalMotionBegin - y) * 0.1f;
1615
1616        camera->SetPosition(pos);
1617
1618        horizontalMotionBegin = x;
1619        verticalMotionBegin = y;
1620
1621        glutPostRedisplay();
1622}
1623
1624
1625void InitExtensions(void)
1626{
1627        GLenum err = glewInit();
1628
1629        if (GLEW_OK != err)
1630        {
1631                // problem: glewInit failed, something is seriously wrong
1632                fprintf(stderr,"Error: %s\n", glewGetErrorString(err));
1633                exit(1);
1634        }
1635        if  (!GLEW_ARB_occlusion_query)
1636        {
1637                printf("I require the GL_ARB_occlusion_query to work.\n");
1638                exit(1);
1639        }
1640}
1641
1642
1643void Begin2D()
1644{
1645        glDisable(GL_LIGHTING);
1646        glDisable(GL_DEPTH_TEST);
1647
1648        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
1649        glPushMatrix();
1650        glLoadIdentity();
1651
1652        gluOrtho2D(0, winWidth, 0, winHeight);
1653
1654        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
1655        glPushMatrix();
1656        glLoadIdentity();
1657}
1658
1659
1660void End2D()
1661{
1662        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
1663        glPopMatrix();
1664
1665        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
1666        glPopMatrix();
1667
1668        glEnable(GL_LIGHTING);
1669        glEnable(GL_DEPTH_TEST);
1670}
1671
1672
1673// displays the visualisation of culling algorithm
1674void DisplayVisualization()
1675{
1676        visualization->SetFrameId(traverser->GetCurrentFrameId());
1677       
1678        Begin2D();
1679        glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
1680        glEnable(GL_BLEND);
1681        glColor4f(0.0f ,0.0f, 0.0f, 0.5f);
1682
1683        glRecti(winWidth - winWidth / 3, winHeight - winHeight / 3, winWidth, winHeight);
1684        glDisable(GL_BLEND);
1685        End2D();
1686       
1687       
1688        AxisAlignedBox3 box = bvh->GetBox();
1689
1690        const float offs = box.Size().x * 0.3f;
1691       
1692        Vector3 vizpos = Vector3(box.Min().x, box.Min().y  - box.Size().y * 0.35f, box.Min().z + box.Size().z * 50);
1693       
1694        visCamera->SetPosition(vizpos);
1695        visCamera->ResetPitchAndYaw();
1696       
1697        glPushAttrib(GL_VIEWPORT_BIT);
1698        glViewport(winWidth - winWidth / 3, winHeight - winHeight / 3, winWidth / 3, winHeight / 3);
1699
1700        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
1701        glPushMatrix();
1702
1703        glLoadIdentity();
1704        glOrtho(-offs, offs, -offs, offs, 0.0f, box.Size().z * 100.0f);
1705
1706        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
1707        glPushMatrix();
1708
1709        visCamera->SetupCameraView();
1710
1711        Matrix4x4 rotZ = RotationZMatrix(-camera->GetPitch());
1712        glMultMatrixf((float *)rotZ.x);
1713
1714        // inverse translation in order to fix current position
1715        Vector3 pos = camera->GetPosition();
1716        glTranslatef(-pos.x, -pos.y, -pos.z);
1717
1718
1719        GLfloat position[] = {0.8f, 1.0f, 1.5f, 0.0f};
1720        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position);
1721
1722        GLfloat position1[] = {bvh->GetBox().Center().x, bvh->GetBox().Max().y, bvh->GetBox().Center().z, 1.0f};
1723        glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, position1);
1724
1725        glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
1726
1727
1728        ////////////
1729        //-- visualization of the occlusion culling
1730
1731        visualization->Render(showShadowMap);
1732
1733       
1734        // reset previous settings
1735        glPopAttrib();
1736
1737        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
1738        glPopMatrix();
1739        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
1740        glPopMatrix();
1741}
1742
1743
1744// cleanup routine after the main loop
1745void CleanUp()
1746{
1747        DEL_PTR(traverser);
1748        DEL_PTR(sceneQuery);
1749        DEL_PTR(bvh);
1750        DEL_PTR(visualization);
1751        DEL_PTR(camera);
1752        DEL_PTR(renderQueue);
1753        DEL_PTR(perfGraph);
1754        DEL_PTR(fbo);
1755        DEL_PTR(deferredShader);
1756        DEL_PTR(light);
1757        DEL_PTR(visCamera);
1758        DEL_PTR(preetham);
1759        DEL_PTR(shadowMap);
1760        DEL_PTR(shadowTraverser);
1761        DEL_PTR(motionPath);
1762
1763        ResourceManager::DelSingleton();
1764        ShaderManager::DelSingleton();
1765
1766        resourceManager = NULL;
1767        shaderManager = NULL;
1768}
1769
1770
1771// this function inserts a dezimal point after each 1000
1772void CalcDecimalPoint(string &str, int d, int len)
1773{
1774        static vector<int> numbers;
1775        numbers.clear();
1776
1777        static string shortStr;
1778        shortStr.clear();
1779
1780        static char hstr[100];
1781
1782        while (d != 0)
1783        {
1784                numbers.push_back(d % 1000);
1785                d /= 1000;
1786        }
1787
1788        // first element without leading zeros
1789        if (numbers.size() > 0)
1790        {
1791                sprintf(hstr, "%d", numbers.back());
1792                shortStr.append(hstr);
1793        }
1794       
1795        for (int i = (int)numbers.size() - 2; i >= 0; i--)
1796        {
1797                sprintf(hstr, ",%03d", numbers[i]);
1798                shortStr.append(hstr);
1799        }
1800
1801        int dif = len - (int)shortStr.size();
1802
1803        for (int i = 0; i < dif; ++ i)
1804        {
1805                str += " ";
1806        }
1807
1808        str.append(shortStr);
1809}
1810
1811
1812void DisplayStats()
1813{
1814        static char msg[9][300];
1815
1816        static double frameTime = elapsedTime;
1817        static double renderTime = algTime;
1818
1819        const float expFactor = 0.1f;
1820
1821        // if some strange render time spike happened in this frame => don't count
1822        if (elapsedTime < 500) frameTime = elapsedTime * expFactor + (1.0f - expFactor) * elapsedTime;
1823       
1824        static float rTime = 1000.0f;
1825
1826        if (showAlgorithmTime)
1827        {
1828                if (algTime < 500) renderTime = algTime * expFactor + (1.0f - expFactor) * renderTime;
1829        }
1830
1831        accumulatedTime += elapsedTime;
1832
1833        if (accumulatedTime > 500) // update every fraction of a second
1834        {       
1835                accumulatedTime = 0;
1836
1837                if (frameTime) fps = 1e3f / (float)frameTime;
1838
1839                rTime = renderTime;
1840
1841                if (renderLightView && shadowTraverser)
1842                {
1843                        renderedTriangles = shadowTraverser->GetStats().mNumRenderedTriangles;
1844                        renderedObjects = shadowTraverser->GetStats().mNumRenderedGeometry;
1845                        renderedNodes = shadowTraverser->GetStats().mNumRenderedNodes;
1846                }
1847                else if (showShadowMap && shadowTraverser)
1848                {
1849                        renderedNodes = traverser->GetStats().mNumRenderedNodes + shadowTraverser->GetStats().mNumRenderedNodes;
1850                        renderedObjects = traverser->GetStats().mNumRenderedGeometry + shadowTraverser->GetStats().mNumRenderedGeometry;
1851                        renderedTriangles = traverser->GetStats().mNumRenderedTriangles + shadowTraverser->GetStats().mNumRenderedTriangles;
1852                }
1853                else
1854                {
1855                        renderedTriangles = traverser->GetStats().mNumRenderedTriangles;
1856                        renderedObjects = traverser->GetStats().mNumRenderedGeometry;
1857                        renderedNodes = traverser->GetStats().mNumRenderedNodes;
1858                }
1859
1860                traversedNodes = traverser->GetStats().mNumTraversedNodes;
1861                frustumCulledNodes = traverser->GetStats().mNumFrustumCulledNodes;
1862                queryCulledNodes = traverser->GetStats().mNumQueryCulledNodes;
1863                issuedQueries = traverser->GetStats().mNumIssuedQueries;
1864                stateChanges = traverser->GetStats().mNumStateChanges;
1865                numBatches = traverser->GetStats().mNumBatches;
1866        }
1867
1868
1869        Begin2D();
1870
1871        glEnable(GL_BLEND);
1872        glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
1873
1874        if (showHelp)
1875        {       
1876                DrawHelpMessage();
1877        }
1878        else
1879        {
1880                if (showOptions)
1881                {
1882                        glColor4f(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.5f);
1883                        glRecti(5, winHeight - 95, winWidth * 2 / 3 - 5, winHeight - 5);
1884                }
1885
1886                if (showStatistics)
1887                {
1888                        glColor4f(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.5f);
1889                        glRecti(5, winHeight - 165, winWidth * 2 / 3 - 5, winHeight - 100);
1890                }
1891
1892                glEnable(GL_TEXTURE_2D);
1893                myfont.Begin();
1894
1895                if (showOptions)
1896                {
1897                        glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
1898                        int i = 0;
1899
1900                        static char *renderMethodStr[] =
1901                                {"forward", "depth pass + forward", "deferred shading", "depth pass + deferred"};
1902                        sprintf(msg[i ++], "multiqueries: %d, tight bounds: %d, render queue: %d",
1903                                        useMultiQueries, useTightBounds, useRenderQueue);
1904                        sprintf(msg[i ++], "render technique: %s, SSAO: %d", renderMethodStr[renderMethod], useAdvancedShading);
1905                        sprintf(msg[i ++], "triangles per virtual leaf: %5d", trianglesPerVirtualLeaf);
1906                        sprintf(msg[i ++], "assumed visible frames: %4d, max batch size: %4d",
1907                                assumedVisibleFrames, maxBatchSize);
1908
1909                        for (int j = 0; j < 4; ++ j)
1910                                myfont.DrawString(msg[j], 10.0f, winHeight - 5 - j * 20);
1911                }
1912
1913                if (showStatistics)
1914                {
1915                        glColor3f(1.0f, 1.0f, 0.0f);
1916
1917                        string objStr, totalObjStr;
1918                        string triStr, totalTriStr;
1919
1920                        int len = 10;
1921                        CalcDecimalPoint(objStr, renderedObjects, len);
1922                        CalcDecimalPoint(totalObjStr, (int)resourceManager->GetNumEntities(), len);
1923
1924                        CalcDecimalPoint(triStr, renderedTriangles, len);
1925                        CalcDecimalPoint(totalTriStr, bvh->GetBvhStats().mTriangles, len);
1926
1927                        int i = 4;
1928
1929                        if (0)
1930                        {
1931                                sprintf(msg[i ++], "rendered: %s of %s objects, %s of %s triangles",
1932                                        objStr.c_str(), totalObjStr.c_str(), triStr.c_str(), totalTriStr.c_str());
1933                        }
1934                        else
1935                        {
1936                                sprintf(msg[i ++], "rendered: %6d of %6d nodes, %s of %s triangles",
1937                                        renderedNodes, bvh->GetNumVirtualNodes(), triStr.c_str(), totalTriStr.c_str());
1938                        }
1939
1940                        sprintf(msg[i ++], "traversed: %5d, frustum culled: %5d, query culled: %5d",
1941                                traversedNodes, frustumCulledNodes, queryCulledNodes);
1942                        sprintf(msg[i ++], "issued queries: %5d, renderState changes: %5d, render batches: %5d",
1943                                issuedQueries, stateChanges, numBatches);
1944
1945                        for (int j = 4; j < 7; ++ j)
1946                                myfont.DrawString(msg[j], 10.0f, winHeight - (j + 1) * 20);
1947                }
1948
1949                glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
1950                static char *alg_str[] = {"Frustum Cull", "Stop and Wait", "CHC", "CHC ++"};
1951               
1952                if (!showAlgorithmTime)
1953                        sprintf(msg[7], "%s:  %6.1f fps", alg_str[renderMode], fps);
1954                else
1955                        sprintf(msg[7], "%s:  %6.1f ms", alg_str[renderMode], rTime);
1956               
1957                myfont.DrawString(msg[7], 1.3f, 690.0f, 760.0f);//, top_color, bottom_color);
1958               
1959                //sprintf(msg[8], "algorithm time: %6.1f ms", rTime);
1960                //myfont.DrawString(msg[8], 720.0f, 730.0f);           
1961        }
1962
1963        glDisable(GL_BLEND);
1964        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
1965
1966        End2D();
1967}       
1968
1969
1970void RenderSky()
1971{
1972        if ((renderMethod == RENDER_DEFERRED) || (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED))
1973                renderState.SetRenderTechnique(DEFERRED);
1974
1975        const bool useToneMapping =
1976                ((renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED) ||
1977                 (renderMethod == RENDER_DEFERRED)) && useHDR;
1978       
1979        preetham->RenderSkyDome(-light->GetDirection(), camera, &renderState, !useToneMapping);
1980        /// once again reset the renderState
1981        renderState.Reset();
1982}
1983
1984
1985// render visible object from depth pass
1986void RenderVisibleObjects()
1987{
1988        if (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED)
1989        {
1990                if (showShadowMap && !renderLightView)
1991                {
1992                        // usethe maximal visible distance to focus shadow map
1993                        float maxVisibleDist = min(camera->GetFar(), traverser->GetMaxVisibleDistance());
1994                        RenderShadowMap(maxVisibleDist);
1995                }
1996
1997                //glViewport(0, 0, texWidth, texHeight);
1998                // initialize deferred rendering
1999                InitDeferredRendering();
2000        }
2001        else
2002        {
2003                renderState.SetRenderTechnique(FORWARD);
2004        }
2005
2006
2007        /////////////////
2008        //-- reset gl renderState before the final visible objects pass
2009
2010        renderState.Reset();
2011
2012        glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
2013        /// switch back to smooth shading
2014        glShadeModel(GL_SMOOTH);
2015        /// reset alpha to coverage flag
2016        renderState.SetUseAlphaToCoverage(true);
2017        // clear color
2018        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
2019       
2020        // draw only objects having exactly the same depth as the current sample
2021        glDepthFunc(GL_EQUAL);
2022
2023        //cout << "visible: " << (int)traverser->GetVisibleObjects().size() << endl;
2024
2025        SceneEntityContainer::const_iterator sit,
2026                sit_end = traverser->GetVisibleObjects().end();
2027
2028        for (sit = traverser->GetVisibleObjects().begin(); sit != sit_end; ++ sit)
2029        {
2030                renderQueue->Enqueue(*sit);
2031        }
2032        /// now render out everything in one giant pass
2033        renderQueue->Apply();
2034
2035        // switch back to standard depth func
2036        glDepthFunc(GL_LESS);
2037        renderState.Reset();
2038
2039        PrintGLerror("visibleobjects");
2040}
2041
2042
2043SceneQuery *GetOrCreateSceneQuery()
2044{
2045        if (!sceneQuery)
2046                sceneQuery = new SceneQuery(bvh->GetBox(), traverser, &renderState);
2047
2048        return sceneQuery;
2049}
2050
2051
2052void PlaceViewer(const Vector3 &oldPos)
2053{
2054        Vector3 playerPos = camera->GetPosition();
2055        bool validIntersect = GetOrCreateSceneQuery()->CalcIntersection(playerPos);
2056
2057        if (validIntersect)
2058                // && ((playerPos.z - oldPos.z) < bvh->GetBox().Size(2) * 1e-1f))
2059        {
2060                camera->SetPosition(playerPos);
2061        }
2062}
2063
2064
2065void RenderShadowMap(float newfar)
2066{
2067        glDisableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
2068        renderState.SetRenderTechnique(DEPTH_PASS);
2069       
2070        // hack: disable cull face because of alpha textured balconies
2071        glDisable(GL_CULL_FACE);
2072        renderState.LockCullFaceEnabled(true);
2073
2074        /// don't use alpha to coverage for the depth map (problems with fbo rendering)
2075        renderState.SetUseAlphaToCoverage(false);
2076
2077        // change CHC++ set of renderState variables
2078        // this must be done for each change of camera because
2079        // otherwise the temporal coherency is broken
2080        BvhNode::SetCurrentState(LIGHT_PASS);
2081        // hack: temporarily change camera far plane
2082        camera->SetFar(newfar);
2083        // the scene is rendered withouth any shading   
2084        shadowMap->ComputeShadowMap(shadowTraverser, viewProjMat);
2085
2086        camera->SetFar(farDist);
2087
2088        renderState.SetUseAlphaToCoverage(true);
2089        renderState.LockCullFaceEnabled(false);
2090        glEnable(GL_CULL_FACE);
2091
2092        glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
2093        // change back renderState
2094        BvhNode::SetCurrentState(CAMERA_PASS);
2095}
2096
2097
2098/** Touch each material once in order to preload the render queue
2099        bucket id of each material
2100*/
2101void PrepareRenderQueue()
2102{
2103        for (int i = 0; i < 3; ++ i)
2104        {
2105                renderState.SetRenderTechnique(i);
2106
2107                // fill all shapes into the render queue        once so we can establish the buckets
2108                ShapeContainer::const_iterator sit, sit_end = (*resourceManager->GetShapes()).end();
2109
2110                for (sit = (*resourceManager->GetShapes()).begin(); sit != sit_end; ++ sit)
2111                {
2112                        static Transform3 dummy(IdentityMatrix());
2113                        renderQueue->Enqueue(*sit, NULL);
2114                }
2115       
2116                // just clear queue again
2117                renderQueue->Clear();
2118        }
2119}
2120
2121
2122void LoadModel(const string &model, SceneEntityContainer &entities)
2123{
2124        const string filename = string(model_path + model);
2125
2126        cout << "\nloading model " << filename << endl;
2127        if (resourceManager->Load(filename, entities))
2128                cout << "model " << filename << " successfully loaded" << endl;
2129        else
2130        {
2131                cerr << "loading model " << filename << " failed" << endl;
2132                CleanUp();
2133                exit(0);
2134        }
2135}
2136
2137
2138void CreateAnimation()
2139{
2140        const float radius = 5.0f;
2141        const Vector3 center(480.398f, 268.364f, 181.3);
2142
2143        VertexArray vertices;
2144
2145        /*for (int i = 0; i < 360; ++ i)
2146        {
2147                float angle = (float)i * M_PI / 180.0f;
2148
2149                Vector3 offs = Vector3(cos(angle) * radius, sin(angle) * radius, 0);
2150                vertices.push_back(center + offs);
2151        }*/
2152
2153        for (int i = 0; i < 5; ++ i)
2154        {
2155                Vector3 offs = Vector3(i, 0, 0);
2156                vertices.push_back(center + offs);
2157        }
2158
2159       
2160        for (int i = 0; i < 5; ++ i)
2161        {
2162                Vector3 offs = Vector3(4 -i, 0, 0);
2163                vertices.push_back(center + offs);
2164        }
2165
2166        motionPath = new MotionPath(vertices);
2167}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.