source: GTP/trunk/App/Demos/Vis/FriendlyCulling/src/chcdemo.cpp @ 3175

Revision 3175, 52.2 KB checked in by mattausch, 16 years ago (diff)
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;
209bool useAntiAliasing = true;
210
211PerfTimer frameTimer, algTimer;
212/// the performance window
213PerformanceGraph *perfGraph = NULL;
214
215static float ssaoTempCohFactor = 255.0;
216static int sCurrentMrtSet = 0;
217
218static Matrix4x4 invTrafo = IdentityMatrix();
219
220
221//////////////
222//-- algorithm parameters
223
224/// the pixel threshold where a node is still considered invisible
225/// (should be zero for conservative visibility)
226int threshold;
227int assumedVisibleFrames = 10;
228int maxBatchSize = 50;
229int trianglesPerVirtualLeaf = INITIAL_TRIANGLES_PER_VIRTUAL_LEAVES;
230
231//////////////
232
233enum {CAMERA_PASS = 0, LIGHT_PASS = 1};
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
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                env.GetBoolParam(string("useAA"), useAntiAliasing);
381                env.GetBoolParam(string("useAdvancedShading"), useAdvancedShading);
382
383                env.GetIntParam(string("renderMethod"), renderMethod);
384
385                //env.GetStringParam(string("modelPath"), model_path);
386                //env.GetIntParam(string("numSssaoSamples"), numSsaoSamples);
387
388                cout << "assumedVisibleFrames: " << assumedVisibleFrames << endl;
389                cout << "maxBatchSize: " << maxBatchSize << endl;
390                cout << "trianglesPerVirtualLeaf: " << trianglesPerVirtualLeaf << endl;
391
392                cout << "keyForwardMotion: " << keyForwardMotion << endl;
393                cout << "keyRotation: " << keyRotation << endl;
394                cout << "winWidth: " << winWidth << endl;
395                cout << "winHeight: " << winHeight << endl;
396                cout << "useFullScreen: " << useFullScreen << endl;
397                cout << "useLODs: " << useLODs << endl;
398                cout << "camPosition: " << camPos << endl;
399                cout << "temporal coherence: " << ssaoTempCohFactor << endl;
400                cout << "shadow size: " << shadowSize << endl;
401                cout << "render method: " << renderMethod << endl;
402                cout << "use antialiasing: " << useAntiAliasing << endl;
403                cout << "use advanced shading: " << useAdvancedShading << endl;
404
405                //cout << "model path: " << model_path << endl;
406                cout << "**** end parameters ****" << endl << endl;
407        }
408
409        ///////////////////////////
410
411        camera = new PerspectiveCamera(winWidth / winHeight, fov);
412        camera->SetNear(nearDist);
413        camera->SetFar(1000);
414
415        camera->SetDirection(camDir);
416        camera->SetPosition(camPos);
417
418        visCamera = new PerspectiveCamera(winWidth / winHeight, fov);
419        visCamera->SetNear(0.0f);
420        visCamera->Yaw(.5 * M_PI);
421
422        // create a new light
423        light = new DirectionalLight(lightDir, RgbaColor(1, 1, 1, 1), RgbaColor(1, 1, 1, 1));
424        // the render queue for material sorting
425        renderQueue = new RenderQueue(&renderState);
426
427        glutInitWindowSize(winWidth, winHeight);
428        glutInit(&argc, argv);
429        glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH | GLUT_MULTISAMPLE);
430        //glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH);
431        //glutInitDisplayString("samples=2");
432
433        SceneEntity::SetUseLODs(useLODs);
434
435        if (!useFullScreen)
436        {
437                glutCreateWindow("FriendlyCulling");
438        }
439        else
440        {
441                glutGameModeString( "1024x768:32@75" );
442                glutEnterGameMode();
443        }
444
445        glutDisplayFunc(MainLoop);
446        glutKeyboardFunc(KeyBoard);
447        glutSpecialFunc(Special);
448        glutReshapeFunc(Reshape);
449        glutMouseFunc(Mouse);
450        glutIdleFunc(MainLoop);
451        glutKeyboardUpFunc(KeyUp);
452        glutSpecialUpFunc(SpecialKeyUp);
453        glutIgnoreKeyRepeat(true);
454
455        // initialise gl graphics
456        InitExtensions();
457        InitGLstate();
458
459        glEnable(GL_MULTISAMPLE_ARB);
460        glHint(GL_MULTISAMPLE_FILTER_HINT_NV, GL_NICEST);
461
462        LeftMotion(0, 0);
463        MiddleMotion(0, 0);
464
465        perfGraph = new PerformanceGraph(1000);
466
467        resourceManager = ResourceManager::GetSingleton();
468        shaderManager = ShaderManager::GetSingleton();
469
470        ///////////
471        //-- load the static scene geometry
472
473        LoadModel("city.dem", sceneEntities);
474
475
476        //////////
477        //-- load some dynamic stuff
478
479        //resourceManager->mUseNormalMapping = true;
480        resourceManager->mUseNormalMapping = false;
481
482        //LoadModel("fisch.dem", dynamicObjects);
483        LoadModel("hbuddha.dem", dynamicObjects);
484        //LoadModel("venusm.dem", dynamicObjects);
485        //LoadModel("camel.dem", dynamicObjects);
486        //LoadModel("toyplane2.dem", dynamicObjects);
487        //LoadModel("elephal.dem", dynamicObjects);
488
489        resourceManager->mUseNormalMapping = false;
490
491        buddha = dynamicObjects.back();
492       
493        const Vector3 sceneCenter(470.398f, 240.364f, 182.5f);
494       
495        Matrix4x4 transl = TranslationMatrix(sceneCenter);
496        buddha->GetTransform()->SetMatrix(transl);
497
498        for (int i = 0; i < 10; ++ i)
499        {
500                SceneEntity *ent = new SceneEntity(*buddha);
501                resourceManager->AddSceneEntity(ent);
502
503                Vector3 offs = Vector3::ZERO();
504
505                offs.x = RandomValue(.0f, 50.0f);
506                offs.y = RandomValue(.0f, 50.0f);
507
508                Vector3 newPos = sceneCenter + offs;
509
510                transl = TranslationMatrix(newPos);
511                Transform3 *transform = resourceManager->CreateTransform(transl);
512
513                ent->SetTransform(transform);
514                dynamicObjects.push_back(ent);
515        }
516
517
518        ///////////
519        //-- load the associated static bvh
520
521        const string bvh_filename = string(model_path + "city.bvh");
522
523        BvhLoader bvhLoader;
524        bvh = bvhLoader.Load(bvh_filename, sceneEntities, dynamicObjects, maxDepthForTestingChildren);
525
526        if (!bvh)
527        {
528                cerr << "loading bvh " << bvh_filename << " failed" << endl;
529                CleanUp();
530                exit(0);
531        }
532
533        /// set the depth of the bvh depending on the triangles per leaf node
534        bvh->SetVirtualLeaves(trianglesPerVirtualLeaf);
535
536        // set far plane based on scene extent
537        farDist = 10.0f * Magnitude(bvh->GetBox().Diagonal());
538        camera->SetFar(farDist);
539
540
541        //////////////////
542        //-- setup the skydome model
543
544        LoadModel("sky.dem", sceneEntities);
545        skyDome = sceneEntities.back();
546
547        /// the turbitity of the sky (from clear to hazy, use <3 for clear sky)
548        const float turbitiy = 5.0f;
549        preetham = new SkyPreetham(turbitiy, skyDome);
550
551        CreateAnimation();
552
553
554        //////////
555        //-- initialize the traversal algorithm
556
557        traverser = CreateTraverser(camera);
558       
559        // the bird-eye visualization
560        visualization = new Visualization(bvh, camera, NULL, &renderState);
561
562        // this function assign the render queue bucket ids of the materials in beforehand
563        // => probably a little less overhead for new parts of the scene that are not yet assigned
564        PrepareRenderQueue();
565        /// forward rendering is the default
566        renderState.SetRenderTechnique(FORWARD);
567        // frame time is restarted every frame
568        frameTimer.Start();
569
570        // the rendering loop
571        glutMainLoop();
572       
573        // clean up
574        CleanUp();
575       
576        return 0;
577}
578
579
580void InitFBO()
581{
582        PrintGLerror("fbo start");
583
584        // this fbo basicly stores the scene information we get from standard rendering of a frame
585        // we store diffuse colors, eye space depth and normals
586        fbo = new FrameBufferObject(texWidth, texHeight, FrameBufferObject::DEPTH_32);
587
588        // the diffuse color buffer
589        fbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGBA_FLOAT_32, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_LINEAR, ColorBufferObject::FILTER_NEAREST);
590        // the normals buffer
591        fbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGB_FLOAT_16, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_NEAREST);
592        // a rgb buffer which could hold material properties
593        //fbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGB_UBYTE, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_NEAREST);
594        // buffer holding the difference vector to the old frame
595        fbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGB_FLOAT_16, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_LINEAR);
596        // another color buffer
597        fbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGBA_FLOAT_32, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_LINEAR, ColorBufferObject::FILTER_NEAREST);
598
599        for (int i = 0; i < 4; ++ i)
600                FrameBufferObject::InitBuffer(fbo, i);
601       
602        PrintGLerror("init fbo");
603}
604
605
606bool InitFont(void)
607{
608        glEnable(GL_TEXTURE_2D);
609
610        glGenTextures(1, &fontTex);
611        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, fontTex);
612
613        if (!myfont.Create("data/fonts/verdana.glf", fontTex))
614                return false;
615
616        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
617       
618        return true;
619}
620
621
622void InitGLstate()
623{
624        glClearColor(0.4f, 0.4f, 0.4f, 1.0f);
625       
626        glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
627        glPixelStorei(GL_PACK_ALIGNMENT,1);
628       
629        glDepthFunc(GL_LESS);
630        glEnable(GL_DEPTH_TEST);
631
632        glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
633        glShadeModel(GL_SMOOTH);
634       
635        glMaterialf(GL_FRONT, GL_SHININESS, 64);
636        glEnable(GL_NORMALIZE);
637               
638        glDisable(GL_ALPHA_TEST);
639        glAlphaFunc(GL_GEQUAL, 0.5f);
640
641        glFrontFace(GL_CCW);
642        glCullFace(GL_BACK);
643        glEnable(GL_CULL_FACE);
644
645        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
646
647        GLfloat ambientColor[] = {0.2, 0.2, 0.2, 1.0};
648        GLfloat diffuseColor[] = {1.0, 0.0, 0.0, 1.0};
649        GLfloat specularColor[] = {0.0, 0.0, 0.0, 1.0};
650
651        glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, ambientColor);
652        glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, diffuseColor);
653        glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, specularColor);
654
655        glDepthFunc(GL_LESS);
656
657        if (!InitFont())
658                cerr << "font creation failed" << endl;
659        else
660                cout << "successfully created font" << endl;
661
662
663        //////////////////////////////
664
665        //GLfloat lmodel_ambient[] = {1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};
666        GLfloat lmodel_ambient[] = {0.7f, 0.7f, 0.8f, 1.0f};
667
668        glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, lmodel_ambient);
669        //glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWER, GL_TRUE);
670        glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWER, GL_FALSE);
671        glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_COLOR_CONTROL_EXT, GL_SINGLE_COLOR_EXT);
672}
673
674
675void DrawHelpMessage()
676{
677        const char *message[] =
678        {
679                "Help information",
680                "",
681                "'F1'           - shows/dismisses this message",
682                "'F2'           - shows/hides bird eye view",
683                "'F3'           - shows/hides bounds (boxes or tight bounds)",
684                "'F4',          - shows/hides parameters",
685                "'F5'           - shows/hides statistics",
686                "'F6',          - toggles between fly/walkmode",
687                "'F7',          - cycles throw render modes",
688                "'F8',          - enables/disables ambient occlusion (only deferred)",
689                "'F9',          - shows pure algorithm render time (using glFinish)",
690                "'SPACE'        - cycles through occlusion culling algorithms",
691                "",
692                "'MOUSE LEFT'        - turn left/right, move forward/backward",
693                "'MOUSE RIGHT'       - turn left/right, move forward/backward",
694                "'MOUSE MIDDLE'      - move up/down, left/right",
695                "'CURSOR UP/DOWN'    - move forward/backward",
696                "'CURSOR LEFT/RIGHT' - turn left/right",
697                "",
698                "'-'/'+'        - decreases/increases max batch size",
699                "'1'/'2'        - downward/upward motion",
700                "'3'/'4'        - decreases/increases triangles per virtual bvh leaf (sets bvh depth)",
701                "'5'/'6'        - decreases/increases assumed visible frames",
702                "",
703                "'R'            - use render queue",
704                "'B'            - use tight bounds",
705                "'M'            - use multiqueries",
706                "'O'            - use CHC optimization (geometry queries for leaves)",
707                0,
708        };
709       
710       
711        glColor4f(0.0f, 1.0f , 0.0f, 0.2f); // 20% green.
712
713        glRecti(30, 30, winWidth - 30, winHeight - 30);
714
715        glEnd();
716
717        glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
718       
719        glEnable(GL_TEXTURE_2D);
720        myfont.Begin();
721
722        int x = 40, y = 30;
723
724        for(int i = 0; message[i] != 0; ++ i)
725        {
726                if(message[i][0] == '\0')
727                {
728                        y += 15;
729                }
730                else
731                {
732                        myfont.DrawString(message[i], x, winHeight - y);
733                        y += 25;
734                }
735        }
736        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
737}
738
739
740RenderTraverser *CreateTraverser(PerspectiveCamera *cam)
741{
742        RenderTraverser *tr;
743       
744        switch (renderMode)
745        {
746        case RenderTraverser::CULL_FRUSTUM:
747                tr = new FrustumCullingTraverser();
748                break;
749        case RenderTraverser::STOP_AND_WAIT:
750                tr = new StopAndWaitTraverser();
751                break;
752        case RenderTraverser::CHC:
753                tr = new CHCTraverser();
754                break;
755        case RenderTraverser::CHCPLUSPLUS:
756                tr = new CHCPlusPlusTraverser();
757                break;
758       
759        default:
760                tr = new FrustumCullingTraverser();
761        }
762
763        tr->SetCamera(cam);
764        tr->SetHierarchy(bvh);
765        tr->SetRenderQueue(renderQueue);
766        tr->SetRenderState(&renderState);
767        tr->SetUseOptimization(useOptimization);
768        tr->SetUseRenderQueue(useRenderQueue);
769        tr->SetVisibilityThreshold(threshold);
770        tr->SetAssumedVisibleFrames(assumedVisibleFrames);
771        tr->SetMaxBatchSize(maxBatchSize);
772        tr->SetUseMultiQueries(useMultiQueries);
773        tr->SetUseTightBounds(useTightBounds);
774        tr->SetUseDepthPass((renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS) || (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED));
775        tr->SetRenderQueue(renderQueue);
776        tr->SetShowBounds(showBoundingVolumes);
777
778        bvh->ResetNodeClassifications();
779
780
781        return tr;
782}
783
784/** Setup sunlight
785*/
786void SetupLighting()
787{
788        glEnable(GL_LIGHT0);
789        glDisable(GL_LIGHT1);
790       
791        Vector3 lightDir = -light->GetDirection();
792
793
794        ///////////
795        //-- first light: sunlight
796
797        GLfloat ambient[] = {0.25f, 0.25f, 0.3f, 1.0f};
798        GLfloat diffuse[] = {1.0f, 0.95f, 0.85f, 1.0f};
799        GLfloat specular[] = {1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};
800       
801
802        const bool useHDRValues =
803                ((renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED) ||
804                 (renderMethod == RENDER_DEFERRED)) && useHDR;
805
806
807        Vector3 sunAmbient;
808        Vector3 sunDiffuse;
809
810        preetham->ComputeSunColor(lightDir, sunAmbient, sunDiffuse, !useHDRValues);
811
812        ambient[0] = sunAmbient.x;
813        ambient[1] = sunAmbient.y;
814        ambient[2] = sunAmbient.z;
815
816        diffuse[0] = sunDiffuse.x;
817        diffuse[1] = sunDiffuse.y;
818        diffuse[2] = sunDiffuse.z;
819
820        //cout << sunDiffuse << " " << sunAmbient << endl;
821
822        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambient);
823        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuse);
824        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, specular);
825
826        GLfloat position[] = {lightDir.x, lightDir.y, lightDir.z, 0.0f};
827        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position);
828}
829
830
831void SetupEyeView()
832{
833        // store matrix of last frame
834        oldViewProjMat = viewProjMat;
835
836        camera->SetupViewProjection();
837
838
839        /////////////////
840        //-- compute view projection matrix and store for later use
841
842        Matrix4x4 matViewing, matProjection;
843
844        camera->GetModelViewMatrix(matViewing);
845        camera->GetProjectionMatrix(matProjection);
846
847        viewProjMat = matViewing * matProjection;
848}
849
850
851void KeyHorizontalMotion(float shift)
852{
853        Vector3 hvec = -camera->GetDirection();
854        hvec.z = 0;
855
856        Vector3 pos = camera->GetPosition();
857        pos += hvec * shift;
858       
859        camera->SetPosition(pos);
860}
861
862
863void KeyVerticalMotion(float shift)
864{
865        Vector3 uvec = Vector3(0, 0, shift);
866
867        Vector3 pos = camera->GetPosition();
868        pos += uvec;
869       
870        camera->SetPosition(pos);
871}
872
873
874void KeyStrafe(float shift)
875{
876        Vector3 viewDir = camera->GetDirection();
877        Vector3 pos = camera->GetPosition();
878
879        // the 90 degree rotated view vector
880        // z zero so we don't move in the vertical
881        Vector3 rVec(viewDir[0], viewDir[1], 0);
882
883        Matrix4x4 rot = RotationZMatrix(M_PI * 0.5f);
884        rVec = rot * rVec;
885        pos += rVec * shift;
886
887        camera->SetPosition(pos);
888}
889
890
891/** Initialize the deferred rendering pass.
892*/
893void InitDeferredRendering()
894{
895        if (!fbo) InitFBO();
896        fbo->Bind();
897
898        // multisampling does not work with deferred shading
899        glDisable(GL_MULTISAMPLE_ARB);
900        renderState.SetRenderTechnique(DEFERRED);
901
902
903        // draw to 3 render targets
904        if (sCurrentMrtSet == 0)
905        {
906                DeferredRenderer::colorBufferIdx = 0;
907                glDrawBuffers(3, mrt);
908        }
909        else
910        {
911                DeferredRenderer::colorBufferIdx = 3;
912                glDrawBuffers(3, mrt2);
913        }
914
915        sCurrentMrtSet = 1 - sCurrentMrtSet;
916}
917
918
919/** the main rendering loop
920*/
921void MainLoop()
922{       
923#if 1
924        GPUProgramParameters *vtxParams =
925                buddha->GetShape(0)->GetMaterial()->GetTechnique(1)->GetVertexProgramParameters();
926
927        Matrix4x4 oldTrafo = buddha->GetTransform()->GetMatrix();
928        Vector3 buddhaPos = motionPath->GetCurrentPosition();
929        Matrix4x4 trafo = TranslationMatrix(buddhaPos);
930       
931        buddha->GetTransform()->SetMatrix(trafo);
932
933        /*for (int i = 0; i < 10; ++ i)
934        {
935                SceneEntity *ent = dynamicObjects[i];
936                Vector3 newPos = ent->GetWorldCenter();
937
938                if (GetOrCreateSceneQuery()->CalcIntersection(newPos))
939                {
940                        Matrix4x4 mat = TranslationMatrix(newPos - ent->GetCenter());
941                        ent->GetTransform()->SetMatrix(mat);
942                }
943        }*/
944
945        Matrix4x4 rotMatrix = RotationZMatrix(M_PI * 1e-3f);
946        dynamicObjects[1]->GetTransform()->MultMatrix(rotMatrix);
947
948
949        /////////////////////////
950        //-- update animations
951       
952        motionPath->Move(0.01f);
953
954#endif
955
956
957        /////////////
958
959        Vector3 oldPos = camera->GetPosition();
960
961        if (leftKeyPressed)
962                camera->Pitch(KeyRotationAngle());
963        if (rightKeyPressed)
964                camera->Pitch(-KeyRotationAngle());
965        if (upKeyPressed)
966                KeyHorizontalMotion(-KeyShift());
967        if (downKeyPressed)
968                KeyHorizontalMotion(KeyShift());
969        if (ascendKeyPressed)
970                KeyVerticalMotion(KeyShift());
971        if (descendKeyPressed)
972                KeyVerticalMotion(-KeyShift());
973        if (leftStrafeKeyPressed)
974                KeyStrafe(KeyShift());
975        if (rightStrafeKeyPressed)
976                KeyStrafe(-KeyShift());
977
978
979        // place view on ground
980        if (!flyMode) PlaceViewer(oldPos);
981
982        if (showAlgorithmTime)
983        {
984                glFinish();
985                algTimer.Start();
986        }
987       
988
989        if ((!shadowMap || !shadowTraverser) && (showShadowMap || renderLightView))
990        {
991                if (!shadowMap)
992                        shadowMap = new ShadowMap(light, shadowSize, bvh->GetBox(), camera);
993
994                if (!shadowTraverser)
995                        shadowTraverser = CreateTraverser(shadowMap->GetShadowCamera());
996
997        }
998       
999        // bring eye modelview matrix up-to-date
1000        SetupEyeView();
1001        // set frame related parameters for GPU programs
1002        GPUProgramParameters::InitFrame(camera, light);
1003
1004        // hack: store current rendering method and restore later
1005        int oldRenderMethod = renderMethod;
1006        // for rendering the light view, we use forward rendering
1007        if (renderLightView) renderMethod = FORWARD;
1008
1009        /// enable vbo vertex array
1010        glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
1011
1012        // render with the specified method (forward rendering, forward + depth, deferred)
1013        switch (renderMethod)
1014        {
1015        case RENDER_FORWARD:
1016       
1017                glEnable(GL_MULTISAMPLE_ARB);
1018                renderState.SetRenderTechnique(FORWARD);
1019                //glEnable(GL_LIGHTING);
1020
1021                glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
1022                glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
1023                break;
1024
1025        case RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED:
1026
1027                glDisable(GL_MULTISAMPLE_ARB);
1028                renderState.SetUseAlphaToCoverage(false);
1029                renderState.SetRenderTechnique(DEPTH_PASS);
1030
1031                if (!fbo) InitFBO();
1032                fbo->Bind();
1033
1034                glDrawBuffers(1, mrt);
1035
1036                glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
1037
1038                // the scene is rendered withouth any shading
1039                // (should be handled by render renderState)
1040                glShadeModel(GL_FLAT);
1041                break;
1042
1043        case RENDER_DEPTH_PASS:
1044
1045                glEnable(GL_MULTISAMPLE_ARB);
1046                renderState.SetRenderTechnique(DEPTH_PASS);
1047
1048                glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
1049
1050                // the scene is rendered withouth any shading
1051                // (should be handled by render renderState)
1052                glShadeModel(GL_FLAT);
1053                break;
1054       
1055        case RENDER_DEFERRED:
1056
1057                if (showShadowMap && !renderLightView)
1058                        RenderShadowMap(camera->GetFar());
1059
1060                //glPushAttrib(GL_VIEWPORT_BIT);
1061                glViewport(0, 0, texWidth, texHeight);
1062
1063                InitDeferredRendering();
1064               
1065                glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
1066                glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
1067                break;
1068        }
1069
1070        glDepthFunc(GL_LESS);
1071        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
1072        glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
1073               
1074
1075        // set proper lod levels for current frame using current eye point
1076        LODLevel::InitFrame(camera->GetPosition());
1077        // set up sunlight
1078        SetupLighting();
1079
1080
1081        if (renderLightView)
1082        {
1083                // change CHC++ set of renderState variables:
1084                // must be done for each change of camera because otherwise
1085                // the temporal coherency is broken
1086                BvhNode::SetCurrentState(LIGHT_PASS);
1087                shadowMap->RenderShadowView(shadowTraverser, viewProjMat);
1088                BvhNode::SetCurrentState(CAMERA_PASS);
1089        }
1090        else
1091        {
1092                // actually render the scene geometry using the specified algorithm
1093                traverser->RenderScene();
1094        }
1095
1096
1097        /////////
1098        //-- do the rest of the rendering
1099       
1100        // reset depth pass and render visible objects
1101        if ((renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS) ||
1102                (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED))
1103        {
1104                RenderVisibleObjects();
1105        }
1106       
1107
1108        ///////////////
1109        //-- render sky
1110
1111        // q: should we render sky after deferred shading?
1112        // this would conveniently solves some issues (e.g, skys without shadows)
1113
1114        RenderSky();
1115
1116
1117        if ((renderMethod == RENDER_DEFERRED) ||
1118                (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED))
1119        {
1120                FrameBufferObject::Release();
1121
1122                if (!deferredShader) deferredShader =
1123                        new DeferredRenderer(texWidth, texHeight, camera);
1124               
1125                DeferredRenderer::SHADING_METHOD shadingMethod;
1126
1127                if (useAdvancedShading)
1128                {
1129                        if (useGlobIllum)
1130                                shadingMethod = DeferredRenderer::GI;
1131                        else
1132                                shadingMethod = DeferredRenderer::SSAO;
1133                }
1134                else
1135                        shadingMethod = DeferredRenderer::DEFAULT;
1136
1137                deferredShader->SetShadingMethod(shadingMethod);
1138                deferredShader->SetSamplingMethod(samplingMethod);
1139                deferredShader->SetUseTemporalCoherence(useTemporalCoherence);
1140
1141                ShadowMap *sm = showShadowMap ? shadowMap : NULL;
1142                deferredShader->Render(fbo, ssaoTempCohFactor, light, useHDR, useAntiAliasing, sm);
1143        }
1144
1145
1146        renderState.SetRenderTechnique(FORWARD);
1147        renderState.Reset();
1148
1149
1150        glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
1151        glDisableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
1152       
1153        renderMethod = oldRenderMethod;
1154
1155
1156        ///////////
1157
1158
1159        if (showAlgorithmTime)
1160        {
1161                glFinish();
1162
1163                algTime = algTimer.Elapsedms();
1164                perfGraph->AddData(algTime);
1165
1166                perfGraph->Draw();
1167        }
1168        else
1169        {
1170                if (visMode) DisplayVisualization();
1171        }
1172
1173        glFlush();
1174
1175        const bool restart = true;
1176        elapsedTime = frameTimer.Elapsedms(restart);
1177
1178        DisplayStats();
1179
1180        glutSwapBuffers();
1181}
1182
1183
1184#pragma warning( disable : 4100 )
1185void KeyBoard(unsigned char c, int x, int y)
1186{
1187        switch(c)
1188        {
1189        case 27:
1190                Debug << "camPosition=" << camera->GetPosition().x << " " << camera->GetPosition().y << " " << camera->GetPosition().z << endl;
1191                Debug << "camDirection=" << camera->GetDirection().x << " " << camera->GetDirection().y << " " << camera->GetDirection().z << endl;
1192
1193                CleanUp();
1194                exit(0);
1195        case 32: // space
1196                renderMode = (renderMode + 1) % RenderTraverser::NUM_TRAVERSAL_TYPES;
1197
1198                DEL_PTR(traverser);
1199                traverser = CreateTraverser(camera);
1200
1201                if (shadowTraverser)
1202                {
1203                        // shadow traverser has to be recomputed
1204                        DEL_PTR(shadowTraverser);
1205                        shadowTraverser = CreateTraverser(shadowMap->GetShadowCamera());
1206                }
1207
1208                break;
1209        case '+':
1210                if (maxBatchSize < 10)
1211                        maxBatchSize = 10;
1212                else
1213                        maxBatchSize += 10;
1214
1215                traverser->SetMaxBatchSize(maxBatchSize);
1216                break;
1217        case '-':
1218                maxBatchSize -= 10;
1219                if (maxBatchSize < 0) maxBatchSize = 1;
1220                traverser->SetMaxBatchSize(maxBatchSize);               
1221                break;
1222        case 'M':
1223        case 'm':
1224                useMultiQueries = !useMultiQueries;
1225                traverser->SetUseMultiQueries(useMultiQueries);
1226                break;
1227        case '1':
1228                descendKeyPressed = true;
1229                break;
1230        case '2':
1231                ascendKeyPressed = true;
1232                break;
1233        case '3':
1234                if (trianglesPerVirtualLeaf >= 100)
1235                        trianglesPerVirtualLeaf -= 100;
1236                bvh->SetVirtualLeaves(trianglesPerVirtualLeaf);
1237                break;
1238        case '4':
1239                trianglesPerVirtualLeaf += 100;
1240                bvh->SetVirtualLeaves(trianglesPerVirtualLeaf);
1241                break;
1242        case '5':
1243                assumedVisibleFrames -= 1;
1244                if (assumedVisibleFrames < 1) assumedVisibleFrames = 1;
1245                traverser->SetAssumedVisibleFrames(assumedVisibleFrames);
1246                break;
1247        case '6':
1248                assumedVisibleFrames += 1;
1249                traverser->SetAssumedVisibleFrames(assumedVisibleFrames);               
1250                break;
1251        case '7':
1252                ssaoTempCohFactor *= 0.5f;
1253                break;
1254        case '8':
1255                ssaoTempCohFactor *= 2.0f;
1256                //if (ssaoTempCohFactor > 1.0f) ssaoExpFactor = 1.0f;
1257                break;
1258        case 'l':
1259        case 'L':
1260                useLODs = !useLODs;
1261                SceneEntity::SetUseLODs(useLODs);
1262                break;
1263        case 'P':
1264        case 'p':
1265                samplingMethod = DeferredRenderer::SAMPLING_METHOD((samplingMethod + 1) % 3);
1266                cout << "ssao sampling method: " << samplingMethod << endl;
1267                break;
1268        case 'Y':
1269        case 'y':
1270                showShadowMap = !showShadowMap;
1271                break;
1272        case 'g':
1273        case 'G':
1274                useGlobIllum = !useGlobIllum;
1275                break;
1276        case 't':
1277        case 'T':
1278                useTemporalCoherence = !useTemporalCoherence;
1279                break;
1280        case 'o':
1281        case 'O':
1282                useOptimization = !useOptimization;
1283                traverser->SetUseOptimization(useOptimization);
1284                break;
1285        case 'a':
1286        case 'A':
1287                leftKeyPressed = true;
1288                break;
1289        case 'd':
1290        case 'D':
1291                rightKeyPressed = true;
1292                break;
1293        case 'w':
1294        case 'W':
1295                upKeyPressed = true;
1296                break;
1297        case 's':
1298        case 'S':
1299                downKeyPressed = true;
1300                break;
1301        case 'j':
1302        case 'J':
1303                leftStrafeKeyPressed = true;
1304                break;
1305        case 'k':
1306        case 'K':
1307                rightStrafeKeyPressed = true;
1308                break;
1309        case 'r':
1310        case 'R':
1311                useRenderQueue = !useRenderQueue;
1312                traverser->SetUseRenderQueue(useRenderQueue);
1313               
1314                break;
1315        case 'b':
1316        case 'B':
1317                useTightBounds = !useTightBounds;
1318                traverser->SetUseTightBounds(useTightBounds);
1319                break;
1320        case 'v':
1321        case 'V':
1322                renderLightView = !renderLightView;
1323                break;
1324        case 'h':
1325        case 'H':
1326                useHDR = !useHDR;
1327                break;
1328        case 'i':
1329        case 'I':
1330                useAntiAliasing = !useAntiAliasing;
1331                break;
1332        default:
1333                return;
1334        }
1335
1336        glutPostRedisplay();
1337}
1338
1339
1340void SpecialKeyUp(int c, int x, int y)
1341{
1342        switch (c)
1343        {
1344        case GLUT_KEY_LEFT:
1345                leftKeyPressed = false;
1346                break;
1347        case GLUT_KEY_RIGHT:
1348                rightKeyPressed = false;
1349                break;
1350        case GLUT_KEY_UP:
1351                upKeyPressed = false;
1352                break;
1353        case GLUT_KEY_DOWN:
1354                downKeyPressed = false;
1355                break;
1356        case GLUT_ACTIVE_ALT:
1357                altKeyPressed = false;
1358                break;
1359        default:
1360                return;
1361        }
1362}
1363
1364
1365void KeyUp(unsigned char c, int x, int y)
1366{
1367        switch (c)
1368        {
1369
1370        case 'A':
1371        case 'a':
1372                leftKeyPressed = false;
1373                break;
1374        case 'D':
1375        case 'd':
1376                rightKeyPressed = false;
1377                break;
1378        case 'W':
1379        case 'w':
1380                upKeyPressed = false;
1381                break;
1382        case 'S':
1383        case 's':
1384                downKeyPressed = false;
1385                break;
1386        case '1':
1387                descendKeyPressed = false;
1388                break;
1389        case '2':
1390                ascendKeyPressed = false;
1391                break;
1392        case 'j':
1393        case 'J':
1394                leftStrafeKeyPressed = false;
1395                break;
1396        case 'k':
1397        case 'K':
1398                rightStrafeKeyPressed = false;
1399                break;
1400        default:
1401                return;
1402        }
1403        //glutPostRedisplay();
1404}
1405
1406
1407void Special(int c, int x, int y)
1408{
1409        switch(c)
1410        {
1411        case GLUT_KEY_F1:
1412                showHelp = !showHelp;
1413                break;
1414        case GLUT_KEY_F2:
1415                visMode = !visMode;
1416                break;
1417        case GLUT_KEY_F3:
1418                showBoundingVolumes = !showBoundingVolumes;
1419                traverser->SetShowBounds(showBoundingVolumes);
1420                break;
1421        case GLUT_KEY_F4:
1422                showOptions = !showOptions;
1423                break;
1424        case GLUT_KEY_F5:
1425                showStatistics = !showStatistics;
1426                break;
1427        case GLUT_KEY_F6:
1428                flyMode = !flyMode;
1429                break;
1430        case GLUT_KEY_F7:
1431
1432                renderMethod = (renderMethod + 1) % 4;
1433
1434                traverser->SetUseDepthPass(
1435                        (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS) ||
1436                        (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED)
1437                        );
1438               
1439                break;
1440        case GLUT_KEY_F8:
1441                useAdvancedShading = !useAdvancedShading;
1442
1443                break;
1444        case GLUT_KEY_F9:
1445                showAlgorithmTime = !showAlgorithmTime;
1446                break;
1447        case GLUT_KEY_F10:
1448                moveLight = !moveLight;
1449                break;
1450        case GLUT_KEY_LEFT:
1451                {
1452                        leftKeyPressed = true;
1453                        camera->Pitch(KeyRotationAngle());
1454                }
1455                break;
1456        case GLUT_KEY_RIGHT:
1457                {
1458                        rightKeyPressed = true;
1459                        camera->Pitch(-KeyRotationAngle());
1460                }
1461                break;
1462        case GLUT_KEY_UP:
1463                {
1464                        upKeyPressed = true;
1465                        KeyHorizontalMotion(KeyShift());
1466                }
1467                break;
1468        case GLUT_KEY_DOWN:
1469                {
1470                        downKeyPressed = true;
1471                        KeyHorizontalMotion(-KeyShift());
1472                }
1473                break;
1474        default:
1475                return;
1476
1477        }
1478
1479        glutPostRedisplay();
1480}
1481
1482#pragma warning( default : 4100 )
1483
1484
1485void Reshape(int w, int h)
1486{
1487        winAspectRatio = 1.0f;
1488
1489        glViewport(0, 0, w, h);
1490       
1491        winWidth = w;
1492        winHeight = h;
1493
1494        if (w) winAspectRatio = (float) w / (float) h;
1495
1496        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
1497        glLoadIdentity();
1498
1499        gluPerspective(fov, winAspectRatio, nearDist, farDist);
1500
1501        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
1502
1503        glutPostRedisplay();
1504}
1505
1506
1507void Mouse(int button, int renderState, int x, int y)
1508{
1509        if ((button == GLUT_LEFT_BUTTON) && (renderState == GLUT_DOWN))
1510        {
1511                xEyeBegin = x;
1512                yMotionBegin = y;
1513
1514                glutMotionFunc(LeftMotion);
1515        }
1516        else if ((button == GLUT_RIGHT_BUTTON) && (renderState == GLUT_DOWN))
1517        {
1518                xEyeBegin = x;
1519                yEyeBegin = y;
1520                yMotionBegin = y;
1521
1522                if (!moveLight)
1523                        glutMotionFunc(RightMotion);
1524                else
1525                        glutMotionFunc(RightMotionLight);
1526        }
1527        else if ((button == GLUT_MIDDLE_BUTTON) && (renderState == GLUT_DOWN))
1528        {
1529                horizontalMotionBegin = x;
1530                verticalMotionBegin = y;
1531                glutMotionFunc(MiddleMotion);
1532        }
1533
1534        glutPostRedisplay();
1535}
1536
1537
1538/**     rotation for left/right mouse drag
1539        motion for up/down mouse drag
1540*/
1541void LeftMotion(int x, int y)
1542{
1543        Vector3 viewDir = camera->GetDirection();
1544        Vector3 pos = camera->GetPosition();
1545
1546        // don't move in the vertical direction
1547        Vector3 horView(viewDir[0], viewDir[1], 0);
1548       
1549        float eyeXAngle = 0.2f *  M_PI * (xEyeBegin - x) / 180.0;
1550
1551        camera->Pitch(eyeXAngle);
1552
1553        pos += horView * (yMotionBegin - y) * 0.2f;
1554       
1555        camera->SetPosition(pos);
1556       
1557        xEyeBegin = x;
1558        yMotionBegin = y;
1559
1560        glutPostRedisplay();
1561}
1562
1563
1564void RightMotionLight(int x, int y)
1565{
1566        float theta = 0.2f * M_PI * (xEyeBegin - x) / 180.0f;
1567        float phi = 0.2f * M_PI * (yMotionBegin - y) / 180.0f;
1568       
1569        Vector3 lightDir = light->GetDirection();
1570
1571        Matrix4x4 roty = RotationYMatrix(theta);
1572        Matrix4x4 rotx = RotationXMatrix(phi);
1573
1574        lightDir = roty * lightDir;
1575        lightDir = rotx * lightDir;
1576
1577        // normalize to avoid accumulating errors
1578        lightDir.Normalize();
1579
1580        light->SetDirection(lightDir);
1581
1582        xEyeBegin = x;
1583        yMotionBegin = y;
1584
1585        glutPostRedisplay();
1586}
1587
1588
1589/**     rotation for left / right mouse drag
1590        motion for up / down mouse drag
1591*/
1592void RightMotion(int x, int y)
1593{
1594        float eyeXAngle = 0.2f *  M_PI * (xEyeBegin - x) / 180.0;
1595        float eyeYAngle = -0.2f *  M_PI * (yEyeBegin - y) / 180.0;
1596
1597        camera->Yaw(eyeYAngle);
1598        camera->Pitch(eyeXAngle);
1599
1600        xEyeBegin = x;
1601        yEyeBegin = y;
1602
1603        glutPostRedisplay();
1604}
1605
1606
1607/** strafe
1608*/
1609void MiddleMotion(int x, int y)
1610{
1611        Vector3 viewDir = camera->GetDirection();
1612        Vector3 pos = camera->GetPosition();
1613
1614        // the 90 degree rotated view vector
1615        // y zero so we don't move in the vertical
1616        Vector3 rVec(viewDir[0], viewDir[1], 0);
1617       
1618        Matrix4x4 rot = RotationZMatrix(M_PI * 0.5f);
1619        rVec = rot * rVec;
1620       
1621        pos -= rVec * (x - horizontalMotionBegin) * 0.1f;
1622        pos[2] += (verticalMotionBegin - y) * 0.1f;
1623
1624        camera->SetPosition(pos);
1625
1626        horizontalMotionBegin = x;
1627        verticalMotionBegin = y;
1628
1629        glutPostRedisplay();
1630}
1631
1632
1633void InitExtensions(void)
1634{
1635        GLenum err = glewInit();
1636
1637        if (GLEW_OK != err)
1638        {
1639                // problem: glewInit failed, something is seriously wrong
1640                fprintf(stderr,"Error: %s\n", glewGetErrorString(err));
1641                exit(1);
1642        }
1643        if  (!GLEW_ARB_occlusion_query)
1644        {
1645                printf("I require the GL_ARB_occlusion_query to work.\n");
1646                exit(1);
1647        }
1648}
1649
1650
1651void Begin2D()
1652{
1653        glDisable(GL_LIGHTING);
1654        glDisable(GL_DEPTH_TEST);
1655
1656        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
1657        glPushMatrix();
1658        glLoadIdentity();
1659
1660        gluOrtho2D(0, winWidth, 0, winHeight);
1661
1662        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
1663        glPushMatrix();
1664        glLoadIdentity();
1665}
1666
1667
1668void End2D()
1669{
1670        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
1671        glPopMatrix();
1672
1673        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
1674        glPopMatrix();
1675
1676        glEnable(GL_LIGHTING);
1677        glEnable(GL_DEPTH_TEST);
1678}
1679
1680
1681// displays the visualisation of culling algorithm
1682void DisplayVisualization()
1683{
1684        visualization->SetFrameId(traverser->GetCurrentFrameId());
1685       
1686        Begin2D();
1687        glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
1688        glEnable(GL_BLEND);
1689        glColor4f(0.0f ,0.0f, 0.0f, 0.5f);
1690
1691        glRecti(winWidth - winWidth / 3, winHeight - winHeight / 3, winWidth, winHeight);
1692        glDisable(GL_BLEND);
1693        End2D();
1694       
1695       
1696        AxisAlignedBox3 box = bvh->GetBox();
1697
1698        const float offs = box.Size().x * 0.3f;
1699       
1700        Vector3 vizpos = Vector3(box.Min().x, box.Min().y  - box.Size().y * 0.35f, box.Min().z + box.Size().z * 50);
1701       
1702        visCamera->SetPosition(vizpos);
1703        visCamera->ResetPitchAndYaw();
1704       
1705        glPushAttrib(GL_VIEWPORT_BIT);
1706        glViewport(winWidth - winWidth / 3, winHeight - winHeight / 3, winWidth / 3, winHeight / 3);
1707
1708        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
1709        glPushMatrix();
1710
1711        glLoadIdentity();
1712        glOrtho(-offs, offs, -offs, offs, 0.0f, box.Size().z * 100.0f);
1713
1714        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
1715        glPushMatrix();
1716
1717        visCamera->SetupCameraView();
1718
1719        Matrix4x4 rotZ = RotationZMatrix(-camera->GetPitch());
1720        glMultMatrixf((float *)rotZ.x);
1721
1722        // inverse translation in order to fix current position
1723        Vector3 pos = camera->GetPosition();
1724        glTranslatef(-pos.x, -pos.y, -pos.z);
1725
1726
1727        GLfloat position[] = {0.8f, 1.0f, 1.5f, 0.0f};
1728        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position);
1729
1730        GLfloat position1[] = {bvh->GetBox().Center().x, bvh->GetBox().Max().y, bvh->GetBox().Center().z, 1.0f};
1731        glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, position1);
1732
1733        glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
1734
1735
1736        ////////////
1737        //-- visualization of the occlusion culling
1738
1739        visualization->Render(showShadowMap);
1740
1741       
1742        // reset previous settings
1743        glPopAttrib();
1744
1745        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
1746        glPopMatrix();
1747        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
1748        glPopMatrix();
1749}
1750
1751
1752// cleanup routine after the main loop
1753void CleanUp()
1754{
1755        DEL_PTR(traverser);
1756        DEL_PTR(sceneQuery);
1757        DEL_PTR(bvh);
1758        DEL_PTR(visualization);
1759        DEL_PTR(camera);
1760        DEL_PTR(renderQueue);
1761        DEL_PTR(perfGraph);
1762        DEL_PTR(fbo);
1763        DEL_PTR(deferredShader);
1764        DEL_PTR(light);
1765        DEL_PTR(visCamera);
1766        DEL_PTR(preetham);
1767        DEL_PTR(shadowMap);
1768        DEL_PTR(shadowTraverser);
1769        DEL_PTR(motionPath);
1770
1771        ResourceManager::DelSingleton();
1772        ShaderManager::DelSingleton();
1773
1774        resourceManager = NULL;
1775        shaderManager = NULL;
1776}
1777
1778
1779// this function inserts a dezimal point after each 1000
1780void CalcDecimalPoint(string &str, int d, int len)
1781{
1782        static vector<int> numbers;
1783        numbers.clear();
1784
1785        static string shortStr;
1786        shortStr.clear();
1787
1788        static char hstr[100];
1789
1790        while (d != 0)
1791        {
1792                numbers.push_back(d % 1000);
1793                d /= 1000;
1794        }
1795
1796        // first element without leading zeros
1797        if (numbers.size() > 0)
1798        {
1799                sprintf(hstr, "%d", numbers.back());
1800                shortStr.append(hstr);
1801        }
1802       
1803        for (int i = (int)numbers.size() - 2; i >= 0; i--)
1804        {
1805                sprintf(hstr, ",%03d", numbers[i]);
1806                shortStr.append(hstr);
1807        }
1808
1809        int dif = len - (int)shortStr.size();
1810
1811        for (int i = 0; i < dif; ++ i)
1812        {
1813                str += " ";
1814        }
1815
1816        str.append(shortStr);
1817}
1818
1819
1820void DisplayStats()
1821{
1822        static char msg[9][300];
1823
1824        static double frameTime = elapsedTime;
1825        static double renderTime = algTime;
1826
1827        const float expFactor = 0.1f;
1828
1829        // if some strange render time spike happened in this frame => don't count
1830        if (elapsedTime < 500) frameTime = elapsedTime * expFactor + (1.0f - expFactor) * elapsedTime;
1831       
1832        static float rTime = 1000.0f;
1833
1834        if (showAlgorithmTime)
1835        {
1836                if (algTime < 500) renderTime = algTime * expFactor + (1.0f - expFactor) * renderTime;
1837        }
1838
1839        accumulatedTime += elapsedTime;
1840
1841        if (accumulatedTime > 500) // update every fraction of a second
1842        {       
1843                accumulatedTime = 0;
1844
1845                if (frameTime) fps = 1e3f / (float)frameTime;
1846
1847                rTime = renderTime;
1848
1849                if (renderLightView && shadowTraverser)
1850                {
1851                        renderedTriangles = shadowTraverser->GetStats().mNumRenderedTriangles;
1852                        renderedObjects = shadowTraverser->GetStats().mNumRenderedGeometry;
1853                        renderedNodes = shadowTraverser->GetStats().mNumRenderedNodes;
1854                }
1855                else if (showShadowMap && shadowTraverser)
1856                {
1857                        renderedNodes = traverser->GetStats().mNumRenderedNodes + shadowTraverser->GetStats().mNumRenderedNodes;
1858                        renderedObjects = traverser->GetStats().mNumRenderedGeometry + shadowTraverser->GetStats().mNumRenderedGeometry;
1859                        renderedTriangles = traverser->GetStats().mNumRenderedTriangles + shadowTraverser->GetStats().mNumRenderedTriangles;
1860                }
1861                else
1862                {
1863                        renderedTriangles = traverser->GetStats().mNumRenderedTriangles;
1864                        renderedObjects = traverser->GetStats().mNumRenderedGeometry;
1865                        renderedNodes = traverser->GetStats().mNumRenderedNodes;
1866                }
1867
1868                traversedNodes = traverser->GetStats().mNumTraversedNodes;
1869                frustumCulledNodes = traverser->GetStats().mNumFrustumCulledNodes;
1870                queryCulledNodes = traverser->GetStats().mNumQueryCulledNodes;
1871                issuedQueries = traverser->GetStats().mNumIssuedQueries;
1872                stateChanges = traverser->GetStats().mNumStateChanges;
1873                numBatches = traverser->GetStats().mNumBatches;
1874        }
1875
1876
1877        Begin2D();
1878
1879        glEnable(GL_BLEND);
1880        glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
1881
1882        if (showHelp)
1883        {       
1884                DrawHelpMessage();
1885        }
1886        else
1887        {
1888                if (showOptions)
1889                {
1890                        glColor4f(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.5f);
1891                        glRecti(5, winHeight - 95, winWidth * 2 / 3 - 5, winHeight - 5);
1892                }
1893
1894                if (showStatistics)
1895                {
1896                        glColor4f(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.5f);
1897                        glRecti(5, winHeight - 165, winWidth * 2 / 3 - 5, winHeight - 100);
1898                }
1899
1900                glEnable(GL_TEXTURE_2D);
1901                myfont.Begin();
1902
1903                if (showOptions)
1904                {
1905                        glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
1906                        int i = 0;
1907
1908                        static char *renderMethodStr[] =
1909                                {"forward", "depth pass + forward", "deferred shading", "depth pass + deferred"};
1910                        sprintf(msg[i ++], "multiqueries: %d, tight bounds: %d, render queue: %d",
1911                                        useMultiQueries, useTightBounds, useRenderQueue);
1912                        sprintf(msg[i ++], "render technique: %s, SSAO: %d", renderMethodStr[renderMethod], useAdvancedShading);
1913                        sprintf(msg[i ++], "triangles per virtual leaf: %5d", trianglesPerVirtualLeaf);
1914                        sprintf(msg[i ++], "assumed visible frames: %4d, max batch size: %4d",
1915                                assumedVisibleFrames, maxBatchSize);
1916
1917                        for (int j = 0; j < 4; ++ j)
1918                                myfont.DrawString(msg[j], 10.0f, winHeight - 5 - j * 20);
1919                }
1920
1921                if (showStatistics)
1922                {
1923                        glColor3f(1.0f, 1.0f, 0.0f);
1924
1925                        string objStr, totalObjStr;
1926                        string triStr, totalTriStr;
1927
1928                        int len = 10;
1929                        CalcDecimalPoint(objStr, renderedObjects, len);
1930                        CalcDecimalPoint(totalObjStr, (int)resourceManager->GetNumEntities(), len);
1931
1932                        CalcDecimalPoint(triStr, renderedTriangles, len);
1933                        CalcDecimalPoint(totalTriStr, bvh->GetBvhStats().mTriangles, len);
1934
1935                        int i = 4;
1936
1937                        if (0)
1938                        {
1939                                sprintf(msg[i ++], "rendered: %s of %s objects, %s of %s triangles",
1940                                        objStr.c_str(), totalObjStr.c_str(), triStr.c_str(), totalTriStr.c_str());
1941                        }
1942                        else
1943                        {
1944                                sprintf(msg[i ++], "rendered: %6d of %6d nodes, %s of %s triangles",
1945                                        renderedNodes, bvh->GetNumVirtualNodes(), triStr.c_str(), totalTriStr.c_str());
1946                        }
1947
1948                        sprintf(msg[i ++], "traversed: %5d, frustum culled: %5d, query culled: %5d",
1949                                traversedNodes, frustumCulledNodes, queryCulledNodes);
1950                        sprintf(msg[i ++], "issued queries: %5d, renderState changes: %5d, render batches: %5d",
1951                                issuedQueries, stateChanges, numBatches);
1952
1953                        for (int j = 4; j < 7; ++ j)
1954                                myfont.DrawString(msg[j], 10.0f, winHeight - (j + 1) * 20);
1955                }
1956
1957                glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
1958                static char *alg_str[] = {"Frustum Cull", "Stop and Wait", "CHC", "CHC ++"};
1959               
1960                if (!showAlgorithmTime)
1961                        sprintf(msg[7], "%s:  %6.1f fps", alg_str[renderMode], fps);
1962                else
1963                        sprintf(msg[7], "%s:  %6.1f ms", alg_str[renderMode], rTime);
1964               
1965                myfont.DrawString(msg[7], 1.3f, 690.0f, 760.0f);//, top_color, bottom_color);
1966               
1967                //sprintf(msg[8], "algorithm time: %6.1f ms", rTime);
1968                //myfont.DrawString(msg[8], 720.0f, 730.0f);           
1969        }
1970
1971        glDisable(GL_BLEND);
1972        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
1973
1974        End2D();
1975}       
1976
1977
1978void RenderSky()
1979{
1980        if ((renderMethod == RENDER_DEFERRED) || (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED))
1981                renderState.SetRenderTechnique(DEFERRED);
1982
1983        const bool useToneMapping =
1984                ((renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED) ||
1985                 (renderMethod == RENDER_DEFERRED)) && useHDR;
1986       
1987        preetham->RenderSkyDome(-light->GetDirection(), camera, &renderState, !useToneMapping);
1988        /// once again reset the renderState
1989        renderState.Reset();
1990}
1991
1992
1993// render visible object from depth pass
1994void RenderVisibleObjects()
1995{
1996        if (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED)
1997        {
1998                if (showShadowMap && !renderLightView)
1999                {
2000                        // usethe maximal visible distance to focus shadow map
2001                        float maxVisibleDist = min(camera->GetFar(), traverser->GetMaxVisibleDistance());
2002                        RenderShadowMap(maxVisibleDist);
2003                }
2004                // initialize deferred rendering
2005                InitDeferredRendering();
2006        }
2007        else
2008        {
2009                renderState.SetRenderTechnique(FORWARD);
2010        }
2011
2012
2013        /////////////////
2014        //-- reset gl renderState before the final visible objects pass
2015
2016        renderState.Reset();
2017
2018        glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
2019        /// switch back to smooth shading
2020        glShadeModel(GL_SMOOTH);
2021        /// reset alpha to coverage flag
2022        renderState.SetUseAlphaToCoverage(true);
2023        // clear color
2024        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
2025       
2026        // draw only objects having exactly the same depth as the current sample
2027        glDepthFunc(GL_EQUAL);
2028
2029        //cout << "visible: " << (int)traverser->GetVisibleObjects().size() << endl;
2030
2031        SceneEntityContainer::const_iterator sit,
2032                sit_end = traverser->GetVisibleObjects().end();
2033
2034        for (sit = traverser->GetVisibleObjects().begin(); sit != sit_end; ++ sit)
2035        {
2036                renderQueue->Enqueue(*sit);
2037        }
2038        /// now render out everything in one giant pass
2039        renderQueue->Apply();
2040
2041        // switch back to standard depth func
2042        glDepthFunc(GL_LESS);
2043        renderState.Reset();
2044
2045        PrintGLerror("visibleobjects");
2046}
2047
2048
2049SceneQuery *GetOrCreateSceneQuery()
2050{
2051        if (!sceneQuery)
2052                sceneQuery = new SceneQuery(bvh->GetBox(), traverser, &renderState);
2053
2054        return sceneQuery;
2055}
2056
2057
2058void PlaceViewer(const Vector3 &oldPos)
2059{
2060        Vector3 playerPos = camera->GetPosition();
2061        bool validIntersect = GetOrCreateSceneQuery()->CalcIntersection(playerPos);
2062
2063        if (validIntersect)
2064                // && ((playerPos.z - oldPos.z) < bvh->GetBox().Size(2) * 1e-1f))
2065        {
2066                camera->SetPosition(playerPos);
2067        }
2068}
2069
2070
2071void RenderShadowMap(float newfar)
2072{
2073        glDisableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
2074        renderState.SetRenderTechnique(DEPTH_PASS);
2075       
2076        // hack: disable cull face because of alpha textured balconies
2077        glDisable(GL_CULL_FACE);
2078        renderState.LockCullFaceEnabled(true);
2079
2080        /// don't use alpha to coverage for the depth map (problems with fbo rendering)
2081        renderState.SetUseAlphaToCoverage(false);
2082
2083        // change CHC++ set of renderState variables
2084        // this must be done for each change of camera because
2085        // otherwise the temporal coherency is broken
2086        BvhNode::SetCurrentState(LIGHT_PASS);
2087        // hack: temporarily change camera far plane
2088        camera->SetFar(newfar);
2089        // the scene is rendered withouth any shading   
2090        shadowMap->ComputeShadowMap(shadowTraverser, viewProjMat);
2091
2092        camera->SetFar(farDist);
2093
2094        renderState.SetUseAlphaToCoverage(true);
2095        renderState.LockCullFaceEnabled(false);
2096        glEnable(GL_CULL_FACE);
2097
2098        glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
2099        // change back renderState
2100        BvhNode::SetCurrentState(CAMERA_PASS);
2101}
2102
2103
2104/** Touch each material once in order to preload the render queue
2105        bucket id of each material
2106*/
2107void PrepareRenderQueue()
2108{
2109        for (int i = 0; i < 3; ++ i)
2110        {
2111                renderState.SetRenderTechnique(i);
2112
2113                // fill all shapes into the render queue        once so we can establish the buckets
2114                ShapeContainer::const_iterator sit, sit_end = (*resourceManager->GetShapes()).end();
2115
2116                for (sit = (*resourceManager->GetShapes()).begin(); sit != sit_end; ++ sit)
2117                {
2118                        static Transform3 dummy(IdentityMatrix());
2119                        renderQueue->Enqueue(*sit, NULL);
2120                }
2121       
2122                // just clear queue again
2123                renderQueue->Clear();
2124        }
2125}
2126
2127
2128void LoadModel(const string &model, SceneEntityContainer &entities)
2129{
2130        const string filename = string(model_path + model);
2131
2132        cout << "\nloading model " << filename << endl;
2133        if (resourceManager->Load(filename, entities))
2134                cout << "model " << filename << " successfully loaded" << endl;
2135        else
2136        {
2137                cerr << "loading model " << filename << " failed" << endl;
2138                CleanUp();
2139                exit(0);
2140        }
2141}
2142
2143
2144void CreateAnimation()
2145{
2146        const float radius = 5.0f;
2147        const Vector3 center(480.398f, 268.364f, 181.3);
2148
2149        VertexArray vertices;
2150
2151        /*for (int i = 0; i < 360; ++ i)
2152        {
2153                float angle = (float)i * M_PI / 180.0f;
2154
2155                Vector3 offs = Vector3(cos(angle) * radius, sin(angle) * radius, 0);
2156                vertices.push_back(center + offs);
2157        }*/
2158
2159        for (int i = 0; i < 5; ++ i)
2160        {
2161                Vector3 offs = Vector3(i, 0, 0);
2162                vertices.push_back(center + offs);
2163        }
2164
2165       
2166        for (int i = 0; i < 5; ++ i)
2167        {
2168                Vector3 offs = Vector3(4 -i, 0, 0);
2169                vertices.push_back(center + offs);
2170        }
2171
2172        motionPath = new MotionPath(vertices);
2173}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.