source: GTP/trunk/App/Demos/Vis/FriendlyCulling/src/irradiance.cpp @ 3037

Revision 3037, 48.2 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#include <Cg/cg.h>
22#include <Cg/cgGL.h>
23
24
25#include "RenderTraverser.h"
26#include "SceneEntity.h"
27#include "Vector3.h"
28#include "Matrix4x4.h"
29#include "ResourceManager.h"
30#include "Bvh.h"
31#include "Camera.h"
32#include "Geometry.h"
33#include "BvhLoader.h"
34#include "FrustumCullingTraverser.h"
35#include "StopAndWaitTraverser.h"
36#include "CHCTraverser.h"
37#include "CHCPlusPlusTraverser.h"
38#include "Visualization.h"
39#include "RenderState.h"
40#include "Timer/PerfTimer.h"
41#include "SceneQuery.h"
42#include "RenderQueue.h"
43#include "Material.h"
44#include "glfont2.h"
45#include "PerformanceGraph.h"
46#include "Environment.h"
47#include "Halton.h"
48#include "Transform3.h"
49#include "SampleGenerator.h"
50#include "FrameBufferObject.h"
51#include "DeferredRenderer.h"
52#include "ShadowMapping.h"
53#include "Light.h"
54#include "SceneEntityConverter.h"
55#include "ObjConverter.h"
56#include "SkyPreetham.h"
57#include "Texture.h"
58#include "EntityMerger.h"
59
60using namespace std;
61using namespace CHCDemoEngine;
62
63
64static Environment env;
65
66#define MAX_DEPTH_CONST 10.0f
67
68// fbo
69FrameBufferObject *fbo = NULL;
70
71GLuint fontTex;
72
73/// the renderable scene geometry
74SceneEntityContainer sceneEntities;
75
76// traverses and renders the hierarchy
77RenderTraverser *traverser = NULL;
78/// the hierarchy
79Bvh *bvh = NULL;
80/// handles scene loading
81ResourceManager *loader = NULL;
82/// the scene camera
83Camera *camera = NULL;
84/// the scene camera
85Camera *visCamera = NULL;
86/// the visualization
87Visualization *visualization = NULL;
88/// the current render state
89RenderState state;
90/// the rendering algorithm
91int renderMode = RenderTraverser::CHCPLUSPLUS;
92// eye near plane distance
93float nearDist = 0.2f;
94float farDist = 1e6f;
95/// the field of view
96float fov = 50.0f;
97/// the pixel threshold where a node is still considered invisible
98int threshold;
99
100int assumedVisibleFrames = 10;
101int maxBatchSize = 50;
102
103int trianglesPerVirtualLeaf = INITIAL_TRIANGLES_PER_VIRTUAL_LEAVES;
104
105SceneQuery *sceneQuery = NULL;
106RenderQueue *renderQueue = NULL;
107
108// traverses and renders the hierarchy
109RenderTraverser *shadowTraverser = NULL;
110
111SkyPreetham *preetham = NULL;
112
113
114/// the used render type for this render pass
115enum RenderMethod
116{
117        RENDER_FIXED,
118        RENDER_DEPTH_PASS,
119        RENDER_DEFERRED,
120        RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED,
121        RENDER_NUM_RENDER_TYPES
122};
123
124/// one of four possible render methods
125int renderMethod = RENDER_FIXED;
126
127
128/// these values get scaled with the frame rate
129static float keyForwardMotion = 30.0f;
130static float keyRotation = 1.5f;
131
132/// elapsed time in milliseconds
133double elapsedTime = 1000.0f;
134double algTime = 1000.0f;
135
136static int winWidth = 1024;
137static int winHeight = 768;
138
139int shadowSize = 2048;
140
141static float winAspectRatio = 1.0f;
142
143double accumulatedTime = 1000;
144float fps = 1e3f;
145
146glfont::GLFont myfont;
147
148// rendertexture
149static int texWidth = 1024;
150static int texHeight = 768;
151
152int renderedObjects = 0;
153int renderedNodes = 0;
154int renderedTriangles = 0;
155
156int issuedQueries = 0;
157int traversedNodes = 0;
158int frustumCulledNodes = 0;
159int queryCulledNodes = 0;
160int stateChanges = 0;
161int numBatches = 0;
162
163
164// mouse navigation state
165int xEyeBegin = 0;
166int yEyeBegin = 0;
167int yMotionBegin = 0;
168int verticalMotionBegin = 0;
169int horizontalMotionBegin = 0;
170
171
172bool leftKeyPressed = false;
173bool rightKeyPressed = false;
174bool upKeyPressed = false;
175bool downKeyPressed = false;
176bool descendKeyPressed = false;
177bool ascendKeyPressed = false;
178
179bool showHelp = false;
180bool showStatistics = false;
181bool showOptions = true;
182bool showBoundingVolumes = false;
183bool visMode = false;
184
185bool useOptimization = false;
186bool useTightBounds = true;
187bool useRenderQueue = true;
188bool useMultiQueries = true;
189bool flyMode = true;
190
191bool useGlobIllum = false;
192bool useTemporalCoherence = true;
193bool showAlgorithmTime = false;
194
195bool useFullScreen = false;
196bool useLODs = true;
197bool moveLight = false;
198
199bool useAdvancedShading = false;
200bool showShadowMap = false;
201bool renderLightView = false;
202
203bool altKeyPressed = false;
204
205bool useHDR = true;
206
207static float ssaoTempCohFactor = 255.0;
208
209
210PerfTimer frameTimer, algTimer;
211
212static int sCurrentMrtSet = 0;
213
214PerformanceGraph *perfGraph = NULL;
215
216
217//DeferredRenderer::SAMPLING_METHOD samplingMethod = DeferredRenderer::SAMPLING_POISSON;
218DeferredRenderer::SAMPLING_METHOD samplingMethod = DeferredRenderer::SAMPLING_QUADRATIC;
219
220ShadowMap *shadowMap = NULL;
221DirectionalLight *light = NULL;
222DeferredRenderer *ssaoShader = NULL;
223
224SceneEntity *cube = NULL;
225SceneEntity *aeroplane = NULL;
226SceneEntity *skyDome = NULL;
227
228
229
230// function forward declarations
231void InitExtensions();
232void DisplayVisualization();
233void InitGLstate();
234void InitRenderTexture();
235void InitCg();
236void CleanUp();
237void SetupEyeView();
238void UpdateEyeMtx();
239void SetupLighting();
240void DisplayStats();
241void Output(int x, int y, const char *string);
242void DrawHelpMessage();
243void RenderSky();
244void RenderVisibleObjects();
245
246void Begin2D();
247void End2D();
248void KeyBoard(unsigned char c, int x, int y);
249void DrawStatistics();
250void Display();
251void Special(int c, int x, int y);
252void KeyUp(unsigned char c, int x, int y);
253void SpecialKeyUp(int c, int x, int y);
254void Reshape(int w, int h);
255void Mouse(int button, int state, int x, int y);
256void LeftMotion(int x, int y);
257void RightMotion(int x, int y);
258void MiddleMotion(int x, int y);
259void CalcDecimalPoint(string &str, int d);
260
261RenderTraverser *CreateTraverser(Camera *cam);
262
263void KeyHorizontalMotion(float shift);
264void KeyVerticalMotion(float shift);
265
266void PlaceViewer(const Vector3 &oldPos);
267
268inline float KeyRotationAngle() { return keyRotation * elapsedTime * 1e-3f; }
269inline float KeyShift() { return keyForwardMotion * elapsedTime * 1e-3f; }
270// initialise the frame buffer objects
271void InitFBO();
272
273void RightMotionLight(int x, int y);
274
275void RenderShadowMap(float newfar);
276
277
278
279/////////
280//-- cg stuff
281
282static CGcontext sCgContext = NULL;
283
284static CGparameter sEyePosParamTex;
285static CGparameter sEyePosParam;
286
287static Matrix4x4 viewProjMat = IdentityMatrix();
288static Matrix4x4 oldViewProjMat = IdentityMatrix();
289
290
291
292static void cgErrorCallback()
293{
294        CGerror lastError = cgGetError();
295
296        if(lastError)
297        {
298                printf("%s\n\n", cgGetErrorString(lastError));
299                printf("%s\n", cgGetLastListing(sCgContext));
300               
301                printf("Cg error, exiting...\n");
302
303                exit(0);
304        }
305}
306
307
308static void PrintGLerror(char *msg)
309{
310        GLenum errCode;
311        const GLubyte *errStr;
312       
313        if ((errCode = glGetError()) != GL_NO_ERROR)
314        {
315                errStr = gluErrorString(errCode);
316                fprintf(stderr,"OpenGL ERROR: %s: %s\n", errStr, msg);
317        }
318}
319
320
321int main(int argc, char* argv[])
322{
323/*
324#ifdef _CRT_SET
325
326        //Now just call this function at the start of your program and if you're
327        //compiling in debug mode (F5), any leaks will be displayed in the Output
328        //window when the program shuts down. If you're not in debug mode this will
329        //be ignored. Use it as you will!
330        //note: from GDNet Direct [3.8.04 - 3.14.04] void detectMemoryLeaks() {
331
332        _CrtSetDbgFlag(_CRTDBG_LEAK_CHECK_DF|_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF);
333        _CrtSetReportMode(_CRT_ASSERT,_CRTDBG_MODE_FILE);
334        _CrtSetReportFile(_CRT_ASSERT,_CRTDBG_FILE_STDERR);
335#endif
336*/
337        cout << "=== reading environment file ===" << endl << endl;
338
339        int returnCode = 0;
340
341        Vector3 camPos(.0f, .0f, .0f);
342        Vector3 camDir(.0f, 1.0f, .0f);
343        Vector3 lightDir(-0.8f, 1.0f, -0.7f);
344
345        cout << "=== reading environment file ===" << endl << endl;
346
347        const string envFileName = "default.env";
348        if (!env.Read(envFileName))
349        {
350                cerr << "loading environment " << envFileName << " failed!" << endl;
351        }
352        else
353        {
354                env.GetIntParam(string("assumedVisibleFrames"), assumedVisibleFrames);
355                env.GetIntParam(string("maxBatchSize"), maxBatchSize);
356                env.GetIntParam(string("trianglesPerVirtualLeaf"), trianglesPerVirtualLeaf);
357
358                env.GetFloatParam(string("keyForwardMotion"), keyForwardMotion);
359                env.GetFloatParam(string("keyRotation"), keyRotation);
360
361                env.GetIntParam(string("winWidth"), winWidth);
362                env.GetIntParam(string("winHeight"), winHeight);
363
364                env.GetBoolParam(string("useFullScreen"), useFullScreen);
365                env.GetFloatParam(string("tempCohFactor"), ssaoTempCohFactor);
366                env.GetVectorParam(string("camPosition"), camPos);
367                env.GetVectorParam(string("camDirection"), camDir);
368                env.GetVectorParam(string("lightDirection"), lightDir);
369
370                env.GetBoolParam(string("useLODs"), useLODs);
371                env.GetIntParam(string("shadowSize"), shadowSize);
372
373                env.GetBoolParam(string("useHDR"), useHDR);
374
375                //env.GetStringParam(string("modelPath"), model_path);
376                //env.GetIntParam(string("numSssaoSamples"), numSsaoSamples);
377
378                cout << "assumedVisibleFrames: " << assumedVisibleFrames << endl;
379                cout << "maxBatchSize: " << maxBatchSize << endl;
380                cout << "trianglesPerVirtualLeaf: " << trianglesPerVirtualLeaf << endl;
381
382                cout << "keyForwardMotion: " << keyForwardMotion << endl;
383                cout << "keyRotation: " << keyRotation << endl;
384                cout << "winWidth: " << winWidth << endl;
385                cout << "winHeight: " << winHeight << endl;
386                cout << "useFullScreen: " << useFullScreen << endl;
387                cout << "useLODs: " << useLODs << endl;
388                cout << "camPosition: " << camPos << endl;
389                cout << "temporal coherence: " << ssaoTempCohFactor << endl;
390                cout << "shadow size: " << shadowSize << endl;
391
392                //cout << "model path: " << model_path << endl;
393
394                cout << "**** end parameters ****" << endl << endl;
395        }
396
397        ///////////////////////////
398
399        camera = new Camera(winWidth, winHeight, fov);
400        camera->SetNear(nearDist);
401        camera->SetFar(1000);
402
403        camera->SetDirection(camDir);
404        camera->SetPosition(camPos);
405
406        visCamera = new Camera(winWidth, winHeight, fov);
407        visCamera->SetNear(0.0f);
408        visCamera->Yaw(.5 * M_PI);
409
410        // create a new light
411        light = new DirectionalLight(lightDir, RgbaColor(1, 1, 1, 1), RgbaColor(1, 1, 1, 1));
412
413
414        renderQueue = new RenderQueue(&state, camera);
415
416        glutInitWindowSize(winWidth, winHeight);
417        glutInit(&argc, argv);
418        glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH | GLUT_MULTISAMPLE);
419        //glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH);
420        //glutInitDisplayString("samples=2");
421
422        SceneEntity::SetUseLODs(useLODs);
423
424        if (!useFullScreen)
425        {
426                glutCreateWindow("FriendlyCulling");
427        }
428        else
429        {
430                glutGameModeString( "1024x768:32@75" );
431                glutEnterGameMode();
432        }
433
434        glutDisplayFunc(Display);
435        glutKeyboardFunc(KeyBoard);
436        glutSpecialFunc(Special);
437        glutReshapeFunc(Reshape);
438        glutMouseFunc(Mouse);
439        glutIdleFunc(Display);
440        glutKeyboardUpFunc(KeyUp);
441        glutSpecialUpFunc(SpecialKeyUp);
442        glutIgnoreKeyRepeat(true);
443
444        // initialise gl graphics
445        InitExtensions();
446        InitGLstate();
447
448        glEnable(GL_MULTISAMPLE_ARB);
449        glHint(GL_MULTISAMPLE_FILTER_HINT_NV, GL_NICEST);
450
451        LeftMotion(0, 0);
452        MiddleMotion(0, 0);
453
454        // init cg shader programs
455        InitCg();
456
457        perfGraph = new PerformanceGraph(1000);
458
459        loader = ResourceManager::GetSingleton();
460
461        const string filename = string(model_path + "city.dem");
462       
463        if (loader->Load(filename, sceneEntities))
464                cout << "model " << filename << " loaded" << endl;
465        else
466        {
467                cerr << "loading model " << filename << " failed" << endl;
468                CleanUp();
469                exit(0);
470        }
471       
472
473        const string bvh_filename = string(model_path + "city.bvh");
474        BvhLoader bvhLoader;
475        bvh = bvhLoader.Load(bvh_filename, sceneEntities);
476
477        if (!bvh)
478        {
479                cerr << "loading bvh " << bvh_filename << " failed" << endl;
480                CleanUp();
481                exit(0);
482        }
483
484        // set far plane based on scene extent
485        farDist = 10.0f * Magnitude(bvh->GetBox().Diagonal());
486        bvh->SetVirtualLeaves(trianglesPerVirtualLeaf);
487
488        camera->SetFar(Magnitude(bvh->GetBox().Diagonal()));
489       
490        Vector3 cubeCenter(470.398f, 240.364f, 182.5f);
491       
492        Matrix4x4 transl = TranslationMatrix(cubeCenter);
493
494        SceneEntityContainer dummy;
495       
496        string skyDomeStr(model_path + "sky.dem");
497
498        if (loader->Load(skyDomeStr, sceneEntities))
499        {
500                cout << "successfully loaded " << sceneEntities.size() << " scene entities" << endl;
501        }
502        else
503        {
504                cerr << "loading file " << skyDomeStr << " failed" << endl;
505
506                CleanUp();
507                exit(0);
508        }
509
510        skyDome = sceneEntities.back();
511
512        //InitCg();
513
514        const float turbitiy = 5.0f;
515        preetham = new SkyPreetham(turbitiy, skyDome);
516
517        // initialize the render traverser
518        traverser = CreateTraverser(camera);
519
520        visualization = new Visualization(bvh, camera, NULL, &state);
521       
522        state.SetRenderPassType(RenderState::FIXED);
523
524        // frame time is restarted every frame
525        frameTimer.Start();
526
527        // the rendering loop
528        glutMainLoop();
529
530        // clean up
531        CleanUp();
532       
533        return 0;
534}
535
536
537void InitCg(void)
538{
539        // setup cg
540        cgSetErrorCallback(cgErrorCallback);
541
542        // create context.
543        sCgContext = cgCreateContext();
544
545        // get the optimal profile
546        RenderState::sCgFragmentProfile = cgGLGetLatestProfile(CG_GL_FRAGMENT);
547        cgGLSetOptimalOptions(RenderState::sCgFragmentProfile);
548
549        RenderState::sCgVertexProfile = cgGLGetLatestProfile(CG_GL_VERTEX);
550        cgGLSetOptimalOptions(RenderState::sCgVertexProfile);
551
552        // set textures to auto load
553        cgGLSetManageTextureParameters(sCgContext, false);
554
555        RenderState::sCgMrtVertexProgram =
556                new ShaderProgram(sCgContext, "src/shaders/mrt.cg", RenderState::sCgVertexProfile, "vtx");
557
558        if (!RenderState::sCgMrtVertexProgram->IsValid())
559                cerr << "fragment program failed to load" << endl;
560
561        RenderState::sCgMrtFragmentTexProgram =
562                new ShaderProgram(sCgContext, "src/shaders/mrt.cg", RenderState::sCgFragmentProfile, "fragtex");
563
564       
565        if (!RenderState::sCgMrtFragmentTexProgram->IsValid())
566                cerr << "fragment tex program failed to load" << endl;
567
568        RenderState::sCgMrtFragmentTexProgram->AddParameter("tex", 0);
569
570        RenderState::sCgMrtFragmentProgram =
571                new ShaderProgram(sCgContext, "src/shaders/mrt.cg", RenderState::sCgFragmentProfile, "frag");
572
573        if (!RenderState::sCgMrtFragmentProgram->IsValid())
574                cerr << "fragment program failed to load" << endl;
575       
576
577        PrintGLerror("init");
578
579        DeferredRenderer::InitCG(sCgContext);
580        SkyPreetham::InitCG(sCgContext);
581
582        cout << "cg initialization successful" << endl;
583}
584
585
586void InitFBO()
587{
588        PrintGLerror("fbo start");
589
590        // this fbo basicly stores the scene information we get from standard rendering of a frame
591        // we store colors, normals, positions (for the ssao)
592        fbo = new FrameBufferObject(texWidth, texHeight, FrameBufferObject::DEPTH_32);
593        //fbo = new FrameBufferObject(texWidth, texHeight, FrameBufferObject::DEPTH_24);
594
595        // the diffuse color buffer
596        fbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGBA_FLOAT_32, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_LINEAR, ColorBufferObject::FILTER_NEAREST);
597        // the normals buffer
598        fbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGB_FLOAT_16, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_NEAREST);
599        // the positions buffer
600        //fbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGBA_FLOAT_32, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_NEAREST);
601        fbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGB_UBYTE, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_NEAREST);
602        // another color buffer
603        fbo->AddColorBuffer(ColorBufferObject::RGBA_FLOAT_32, ColorBufferObject::WRAP_CLAMP_TO_EDGE, ColorBufferObject::FILTER_LINEAR, ColorBufferObject::FILTER_NEAREST);
604
605        PrintGLerror("fbo");
606}
607
608
609bool InitFont(void)
610{
611        glEnable(GL_TEXTURE_2D);
612
613        glGenTextures(1, &fontTex);
614        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, fontTex);
615
616        if (!myfont.Create("data/fonts/verdana.glf", fontTex))
617                return false;
618
619        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
620       
621        return true;
622}
623
624
625void InitGLstate()
626{
627        glClearColor(0.4f, 0.4f, 0.4f, 1.0f);
628       
629        glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
630        glPixelStorei(GL_PACK_ALIGNMENT,1);
631       
632        glDepthFunc(GL_LESS);
633        glEnable(GL_DEPTH_TEST);
634
635        glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
636        glShadeModel(GL_SMOOTH);
637       
638        glMaterialf(GL_FRONT, GL_SHININESS, 64);
639        glEnable(GL_NORMALIZE);
640               
641        glDisable(GL_ALPHA_TEST);
642        glAlphaFunc(GL_GEQUAL, 0.5f);
643
644        glFrontFace(GL_CCW);
645        glCullFace(GL_BACK);
646        glEnable(GL_CULL_FACE);
647
648        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
649
650        GLfloat ambientColor[] = {0.2, 0.2, 0.2, 1.0};
651        GLfloat diffuseColor[] = {1.0, 0.0, 0.0, 1.0};
652        GLfloat specularColor[] = {0.0, 0.0, 0.0, 1.0};
653
654        glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, ambientColor);
655        glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, diffuseColor);
656        glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, specularColor);
657
658        glDepthFunc(GL_LESS);
659
660        if (!InitFont())
661                cerr << "font creation failed" << endl;
662        else
663                cout << "successfully created font" << endl;
664
665
666        //////////////////////////////
667
668        //GLfloat lmodel_ambient[] = {1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};
669        GLfloat lmodel_ambient[] = {0.7f, 0.7f, 0.8f, 1.0f};
670
671        glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, lmodel_ambient);
672        //glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWER, GL_TRUE);
673        glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWER, GL_FALSE);
674        glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_COLOR_CONTROL_EXT, GL_SINGLE_COLOR_EXT);
675}
676
677
678void DrawHelpMessage()
679{
680        const char *message[] =
681        {
682                "Help information",
683                "",
684                "'F1'           - shows/dismisses this message",
685                "'F2'           - shows/hides bird eye view",
686                "'F3'           - shows/hides bounds (boxes or tight bounds)",
687                "'F4',          - shows/hides parameters",
688                "'F5'           - shows/hides statistics",
689                "'F6',          - toggles between fly/walkmode",
690                "'F7',          - cycles throw render modes",
691                "'F8',          - enables/disables ambient occlusion (only deferred)",
692                "'F9',          - shows pure algorithm render time (using glFinish)",
693                "'SPACE'        - cycles through occlusion culling algorithms",
694                "",
695                "'MOUSE LEFT'        - turn left/right, move forward/backward",
696                "'MOUSE RIGHT'       - turn left/right, move forward/backward",
697                "'MOUSE MIDDLE'      - move up/down, left/right",
698                "'CURSOR UP/DOWN'    - move forward/backward",
699                "'CURSOR LEFT/RIGHT' - turn left/right",
700                "",
701                "'-'/'+'        - decreases/increases max batch size",
702                "'1'/'2'        - downward/upward motion",
703                "'3'/'4'        - decreases/increases triangles per virtual bvh leaf (sets bvh depth)",
704                "'5'/'6'        - decreases/increases assumed visible frames",
705                "",
706                "'R'            - use render queue",
707                "'B'            - use tight bounds",
708                "'M'            - use multiqueries",
709                "'O'            - use CHC optimization (geometry queries for leaves)",
710                0,
711        };
712       
713       
714        glColor4f(0.0f, 1.0f , 0.0f, 0.2f); // 20% green.
715
716        glRecti(30, 30, winWidth - 30, winHeight - 30);
717
718        glEnd();
719
720        glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
721       
722        glEnable(GL_TEXTURE_2D);
723        myfont.Begin();
724
725        int x = 40, y = 30;
726
727        for(int i = 0; message[i] != 0; ++ i)
728        {
729                if(message[i][0] == '\0')
730                {
731                        y += 15;
732                }
733                else
734                {
735                        myfont.DrawString(message[i], x, winHeight - y);
736                        y += 25;
737                }
738        }
739        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
740}
741
742
743RenderTraverser *CreateTraverser(Camera *cam)
744{
745        RenderTraverser *tr;
746       
747        bvh->ResetNodeClassifications();
748
749        switch (renderMode)
750        {
751        case RenderTraverser::CULL_FRUSTUM:
752                tr = new FrustumCullingTraverser();
753                break;
754        case RenderTraverser::STOP_AND_WAIT:
755                tr = new StopAndWaitTraverser();
756                break;
757        case RenderTraverser::CHC:
758                tr = new CHCTraverser();
759                break;
760        case RenderTraverser::CHCPLUSPLUS:
761                tr = new CHCPlusPlusTraverser();
762                break;
763       
764        default:
765                tr = new FrustumCullingTraverser();
766        }
767
768        tr->SetCamera(cam);
769        tr->SetHierarchy(bvh);
770        tr->SetRenderQueue(renderQueue);
771        tr->SetRenderState(&state);
772        tr->SetUseOptimization(useOptimization);
773        tr->SetUseRenderQueue(useRenderQueue);
774        tr->SetVisibilityThreshold(threshold);
775        tr->SetAssumedVisibleFrames(assumedVisibleFrames);
776        tr->SetMaxBatchSize(maxBatchSize);
777        tr->SetUseMultiQueries(useMultiQueries);
778        tr->SetUseTightBounds(useTightBounds);
779        tr->SetUseDepthPass((renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS) || (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED));
780        tr->SetRenderQueue(renderQueue);
781
782        return tr;
783}
784
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 useToneMapping = ((renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED) || (renderMethod == RENDER_DEFERRED)) && useHDR;
803
804        Vector3 sunAmbient;
805        Vector3 sunDiffuse;
806
807        preetham->ComputeSunColor(lightDir, sunAmbient, sunDiffuse, !useToneMapping);
808
809        ambient[0] = sunAmbient.x;
810        ambient[1] = sunAmbient.y;
811        ambient[2] = sunAmbient.z;
812
813        // no tone mapping => scale
814        if (!useToneMapping)
815        {
816                const float maxComponent = sunDiffuse.MaxComponent();
817                sunDiffuse /= maxComponent;
818        }
819
820        diffuse[0] = sunDiffuse.x;
821        diffuse[1] = sunDiffuse.y;
822        diffuse[2] = sunDiffuse.z;
823
824        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambient);
825        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuse);
826        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, specular);
827
828        GLfloat position[] = {lightDir.x, lightDir.y, lightDir.z, 0.0f};
829        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position);
830}
831
832
833void SetupEyeView()
834{
835        // store matrix of last frame
836        oldViewProjMat = viewProjMat;
837
838        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
839        glLoadIdentity();
840        gluPerspective(fov, winAspectRatio, nearDist, farDist);
841
842        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
843       
844        // set up the camera view
845        camera->SetupCameraView();
846
847               
848        /////////////////
849
850        Matrix4x4 matViewing, matProjection;
851
852        camera->GetModelViewMatrix(matViewing);
853        camera->GetProjectionMatrix(matProjection);
854
855        // store matrix for later use
856        viewProjMat = matViewing * matProjection;
857}
858
859
860void KeyHorizontalMotion(float shift)
861{
862        Vector3 hvec = -camera->GetDirection();
863        hvec.z = 0;
864
865        Vector3 pos = camera->GetPosition();
866        pos += hvec * shift;
867       
868        camera->SetPosition(pos);
869}
870
871
872void KeyVerticalMotion(float shift)
873{
874        Vector3 uvec = Vector3(0, 0, shift);
875
876        Vector3 pos = camera->GetPosition();
877        pos += uvec;
878       
879        camera->SetPosition(pos);
880}
881
882
883static void ComputeViewVectors(Vector3 &tl, Vector3 &tr, Vector3 &bl, Vector3 &br)
884{
885        Vector3 ftl, ftr, fbl, fbr, ntl, ntr, nbl, nbr;
886
887        camera->ComputePoints(ftl, ftr, fbl, fbr, ntl, ntr, nbl, nbr);
888
889        bl = Normalize(nbl - fbl);
890        br = Normalize(nbr - fbr);
891        tl = Normalize(ntl - ftl);
892        tr = Normalize(ntr - ftr);
893}
894
895
896void InitDeferredRendering()
897{
898        if (!fbo) InitFBO();
899        fbo->Bind();
900
901        // multisampling does not work with deferred shading
902        glDisable(GL_MULTISAMPLE_ARB);
903
904        state.SetRenderPassType(RenderState::DEFERRED);
905
906        cgGLEnableProfile(RenderState::sCgVertexProfile);
907        RenderState::sCgMrtVertexProgram->Bind();
908
909        cgGLEnableProfile(RenderState::sCgFragmentProfile);
910        RenderState::sCgMrtFragmentProgram->Bind();
911
912        const Vector3 pos = camera->GetPosition();
913
914
915        // draw to 3 color buffers
916        // a color, normal, and positions buffer
917        if (sCurrentMrtSet == 0)
918        {
919                DeferredRenderer::colorBufferIdx = 0;
920                glDrawBuffers(2, mrt);
921        }
922        else
923        {
924                DeferredRenderer::colorBufferIdx = 3;
925                glDrawBuffers(2, mrt2);
926        }
927
928        sCurrentMrtSet = 1 - sCurrentMrtSet;
929}
930
931
932// the main rendering loop
933void Display()
934{       
935        Vector3 oldPos = camera->GetPosition();
936
937        if (leftKeyPressed)
938                camera->Pitch(KeyRotationAngle());
939        if (rightKeyPressed)
940                camera->Pitch(-KeyRotationAngle());
941        if (upKeyPressed)
942                KeyHorizontalMotion(-KeyShift());
943        if (downKeyPressed)
944                KeyHorizontalMotion(KeyShift());
945        if (ascendKeyPressed)
946                KeyVerticalMotion(KeyShift());
947        if (descendKeyPressed)
948                KeyVerticalMotion(-KeyShift());
949
950        // place view on ground
951        if (!flyMode) PlaceViewer(oldPos);
952
953        if (showAlgorithmTime)
954        {
955                glFinish();
956                algTimer.Start();
957        }
958       
959
960
961        if ((!shadowMap || !shadowTraverser) && (showShadowMap || renderLightView))
962        {
963                if (!shadowMap)
964                        shadowMap = new ShadowMap(light, shadowSize, bvh->GetBox(), camera);
965
966                if (!shadowTraverser)
967                        shadowTraverser = CreateTraverser(shadowMap->GetShadowCamera());
968
969        }
970       
971        // bring eye modelview matrix up-to-date
972        SetupEyeView();
973
974        // hack
975        int oldRenderMethod = renderMethod;
976
977        if (renderLightView)
978                renderMethod = RenderState::FIXED;
979
980        glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
981
982
983        // render with the specified method (forward rendering, forward + depth, deferred)
984        switch (renderMethod)
985        {
986        case RENDER_FIXED:
987       
988                glEnable(GL_MULTISAMPLE_ARB);
989               
990                state.SetRenderPassType(RenderState::FIXED);
991                glEnable(GL_LIGHTING);
992
993                cgGLDisableProfile(RenderState::sCgFragmentProfile);
994                cgGLDisableProfile(RenderState::sCgVertexProfile);
995
996                glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
997
998                glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
999
1000                break;
1001
1002        case RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED:
1003
1004                glDisable(GL_MULTISAMPLE_ARB);
1005                state.SetUseAlphaToCoverage(false);
1006
1007                state.SetRenderPassType(RenderState::DEPTH_PASS);
1008
1009                if (!fbo) InitFBO(); fbo->Bind();
1010
1011                glDrawBuffers(1, mrt);
1012
1013                cgGLDisableProfile(RenderState::sCgFragmentProfile);
1014                cgGLDisableProfile(RenderState::sCgVertexProfile);
1015
1016                glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
1017
1018                // the scene is rendered withouth any shading   
1019                glShadeModel(GL_FLAT);
1020                glDisable(GL_LIGHTING);
1021                glColorMask(GL_FALSE, GL_FALSE, GL_FALSE, GL_FALSE);
1022
1023
1024                break;
1025
1026        case RENDER_DEPTH_PASS:
1027
1028                glEnable(GL_MULTISAMPLE_ARB);
1029
1030                cgGLDisableProfile(RenderState::sCgFragmentProfile);
1031                cgGLDisableProfile(RenderState::sCgVertexProfile);
1032
1033                state.SetRenderPassType(RenderState::DEPTH_PASS);
1034
1035                // the scene is rendered withouth any shading   
1036                glShadeModel(GL_FLAT);
1037                glDisable(GL_LIGHTING);
1038       
1039                glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
1040                glColorMask(GL_FALSE, GL_FALSE, GL_FALSE, GL_FALSE);
1041
1042
1043                break;
1044       
1045        case RenderState::DEFERRED:
1046
1047                if (showShadowMap && !renderLightView)
1048                        RenderShadowMap(camera->GetFar());
1049
1050                //glPushAttrib(GL_VIEWPORT_BIT);
1051                glViewport(0, 0, texWidth, texHeight);
1052
1053                InitDeferredRendering();
1054               
1055                glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
1056                glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
1057
1058                break;
1059        }
1060
1061        glDepthFunc(GL_LESS);
1062
1063        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
1064        glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
1065               
1066
1067        // reset lod levels for current frame
1068        LODLevel::InitFrame(camera->GetPosition());
1069
1070        // set up lights
1071        SetupLighting();
1072
1073
1074        if (renderLightView)
1075        {
1076                // change CHC++ set of state variables (must be done for each change of camera because
1077                // otherwise the temporal coherency is broken
1078                BvhNode::SetCurrentState(1);
1079                shadowMap->RenderShadowView(shadowTraverser, viewProjMat);
1080                BvhNode::SetCurrentState(0);
1081        }
1082        else
1083        {
1084                // actually render the scene geometry using the specified algorithm
1085                traverser->RenderScene();
1086        }
1087
1088
1089        /////////
1090        //-- do the rest of the rendering
1091       
1092        // reset depth pass and render visible objects
1093        if ((renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS) ||
1094                (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED))
1095        {
1096                RenderVisibleObjects();
1097        }
1098       
1099
1100        ///////////////
1101        //-- render sky
1102
1103        // q: should we render sky after deferred shading?
1104        // this would conveniently solves some issues (e.g, skys without shadows)
1105
1106        RenderSky();
1107
1108
1109        if ((renderMethod == RENDER_DEFERRED) ||
1110                (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED))
1111        {
1112                FrameBufferObject::Release();
1113
1114                cgGLDisableProfile(RenderState::sCgVertexProfile);
1115                cgGLDisableProfile(RenderState::sCgFragmentProfile);
1116
1117                if (!ssaoShader) ssaoShader =
1118                        new DeferredRenderer(texWidth, texHeight, camera, farDist / MAX_DEPTH_CONST);
1119               
1120                DeferredRenderer::SHADING_METHOD shadingMethod;
1121
1122                if (useAdvancedShading)
1123                {
1124                        if (useGlobIllum)
1125                                shadingMethod = DeferredRenderer::GI;
1126                        else
1127                                shadingMethod = DeferredRenderer::SSAO;
1128                }
1129                else
1130                        shadingMethod = DeferredRenderer::DEFAULT;
1131
1132
1133                ssaoShader->SetShadingMethod(shadingMethod);
1134                ssaoShader->SetSamplingMethod(samplingMethod);
1135                ssaoShader->SetUseTemporalCoherence(useTemporalCoherence);
1136
1137                ShadowMap *sm = showShadowMap ? shadowMap : NULL;
1138                ssaoShader->Render(fbo, oldViewProjMat, viewProjMat, ssaoTempCohFactor, light, useHDR, sm);
1139        }
1140
1141
1142        state.SetRenderPassType(RenderState::FIXED);
1143        state.Reset();
1144
1145
1146        glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
1147        glDisableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
1148       
1149        renderMethod = oldRenderMethod;
1150
1151
1152        ///////////
1153
1154
1155        if (showAlgorithmTime)
1156        {
1157                glFinish();
1158
1159                algTime = algTimer.Elapsedms();
1160                perfGraph->AddData(algTime);
1161
1162                perfGraph->Draw();
1163        }
1164        else
1165        {
1166                if (visMode) DisplayVisualization();
1167        }
1168
1169        glFlush();
1170
1171        const bool restart = true;
1172        elapsedTime = frameTimer.Elapsedms(restart);
1173
1174        DisplayStats();
1175
1176        glutSwapBuffers();
1177}
1178
1179
1180#pragma warning( disable : 4100 )
1181void KeyBoard(unsigned char c, int x, int y)
1182{
1183        switch(c)
1184        {
1185        case 27:
1186                CleanUp();
1187                exit(0);
1188                break;
1189        case 32: // space
1190                renderMode = (renderMode + 1) % RenderTraverser::NUM_TRAVERSAL_TYPES;
1191
1192                DEL_PTR(traverser);
1193                traverser = CreateTraverser(camera);
1194
1195                if (shadowTraverser)
1196                {
1197                        // shadow traverser has to be recomputed
1198                        DEL_PTR(shadowTraverser);
1199                        shadowTraverser = CreateTraverser(shadowMap->GetShadowCamera());
1200                }
1201
1202                break;
1203        case '+':
1204                if (maxBatchSize < 10)
1205                        maxBatchSize = 10;
1206                else
1207                        maxBatchSize += 10;
1208
1209                traverser->SetMaxBatchSize(maxBatchSize);
1210                break;
1211        case '-':
1212                maxBatchSize -= 10;
1213                if (maxBatchSize < 0) maxBatchSize = 1;
1214                traverser->SetMaxBatchSize(maxBatchSize);               
1215                break;
1216        case 'M':
1217        case 'm':
1218                useMultiQueries = !useMultiQueries;
1219                traverser->SetUseMultiQueries(useMultiQueries);
1220                break;
1221        case '1':
1222                descendKeyPressed = true;
1223                break;
1224        case '2':
1225                ascendKeyPressed = true;
1226                break;
1227        case '3':
1228                if (trianglesPerVirtualLeaf >= 100)
1229                        trianglesPerVirtualLeaf -= 100;
1230                bvh->SetVirtualLeaves(trianglesPerVirtualLeaf);
1231                break;
1232        case '4':
1233                trianglesPerVirtualLeaf += 100;
1234                bvh->SetVirtualLeaves(trianglesPerVirtualLeaf);
1235                break;
1236        case '5':
1237                assumedVisibleFrames -= 1;
1238                if (assumedVisibleFrames < 1) assumedVisibleFrames = 1;
1239                traverser->SetAssumedVisibleFrames(assumedVisibleFrames);
1240                break;
1241        case '6':
1242                assumedVisibleFrames += 1;
1243                traverser->SetAssumedVisibleFrames(assumedVisibleFrames);               
1244                break;
1245        case '7':
1246                ssaoTempCohFactor *= 0.5f;
1247                break;
1248        case '8':
1249                ssaoTempCohFactor *= 2.0f;
1250                //if (ssaoTempCohFactor > 1.0f) ssaoExpFactor = 1.0f;
1251                break;
1252        case '9':
1253                useLODs = !useLODs;
1254                SceneEntity::SetUseLODs(useLODs);
1255                break;
1256        case 'P':
1257        case 'p':
1258                samplingMethod = DeferredRenderer::SAMPLING_METHOD((samplingMethod + 1) % 3);
1259                cout << "ssao sampling method: " << samplingMethod << endl;
1260                break;
1261        case 'Y':
1262        case 'y':
1263                showShadowMap = !showShadowMap;
1264                break;
1265        case 'g':
1266        case 'G':
1267                useGlobIllum = !useGlobIllum;
1268                break;
1269        case 't':
1270        case 'T':
1271                useTemporalCoherence = !useTemporalCoherence;
1272                break;
1273        case 'o':
1274        case 'O':
1275                useOptimization = !useOptimization;
1276                traverser->SetUseOptimization(useOptimization);
1277                break;
1278        case 'a':
1279        case 'A':
1280                leftKeyPressed = true;
1281                break;
1282        case 'd':
1283        case 'D':
1284                rightKeyPressed = true;
1285                break;
1286        case 'w':
1287        case 'W':
1288                upKeyPressed = true;
1289                break;
1290        case 's':
1291        case 'S':
1292                downKeyPressed = true;
1293                break;
1294        case 'r':
1295        case 'R':
1296                useRenderQueue = !useRenderQueue;
1297                traverser->SetUseRenderQueue(useRenderQueue);
1298               
1299                break;
1300        case 'b':
1301        case 'B':
1302                useTightBounds = !useTightBounds;
1303                traverser->SetUseTightBounds(useTightBounds);
1304                break;
1305        case 'l':
1306        case 'L':
1307                renderLightView = !renderLightView;
1308                break;
1309        case 'h':
1310        case 'H':
1311                useHDR = !useHDR;
1312                break;
1313        default:
1314                return;
1315        }
1316
1317        glutPostRedisplay();
1318}
1319
1320
1321void SpecialKeyUp(int c, int x, int y)
1322{
1323        switch (c)
1324        {
1325        case GLUT_KEY_LEFT:
1326                leftKeyPressed = false;
1327                break;
1328        case GLUT_KEY_RIGHT:
1329                rightKeyPressed = false;
1330                break;
1331        case GLUT_KEY_UP:
1332                upKeyPressed = false;
1333                break;
1334        case GLUT_KEY_DOWN:
1335                downKeyPressed = false;
1336                break;
1337        case GLUT_ACTIVE_ALT:
1338                altKeyPressed = false;
1339                break;
1340        default:
1341                return;
1342        }
1343}
1344
1345
1346void KeyUp(unsigned char c, int x, int y)
1347{
1348        switch (c)
1349        {
1350
1351        case 'A':
1352        case 'a':
1353                leftKeyPressed = false;
1354                break;
1355        case 'D':
1356        case 'd':
1357                rightKeyPressed = false;
1358                break;
1359        case 'W':
1360        case 'w':
1361                upKeyPressed = false;
1362                break;
1363        case 'S':
1364        case 's':
1365                downKeyPressed = false;
1366                break;
1367        case '1':
1368                descendKeyPressed = false;
1369                break;
1370        case '2':
1371                ascendKeyPressed = false;
1372                break;
1373       
1374        default:
1375                return;
1376        }
1377        //glutPostRedisplay();
1378}
1379
1380
1381void Special(int c, int x, int y)
1382{
1383        switch(c)
1384        {
1385        case GLUT_KEY_F1:
1386                showHelp = !showHelp;
1387                break;
1388        case GLUT_KEY_F2:
1389                visMode = !visMode;
1390                break;
1391        case GLUT_KEY_F3:
1392                showBoundingVolumes = !showBoundingVolumes;
1393                traverser->SetShowBounds(showBoundingVolumes);
1394                break;
1395        case GLUT_KEY_F4:
1396                showOptions = !showOptions;
1397                break;
1398        case GLUT_KEY_F5:
1399                showStatistics = !showStatistics;
1400                break;
1401        case GLUT_KEY_F6:
1402                flyMode = !flyMode;
1403                break;
1404        case GLUT_KEY_F7:
1405
1406                renderMethod = (renderMethod + 1) % 4;
1407
1408                traverser->SetUseDepthPass(
1409                        (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS) ||
1410                        (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED)
1411                        );
1412               
1413                break;
1414        case GLUT_KEY_F8:
1415                useAdvancedShading = !useAdvancedShading;
1416
1417                break;
1418        case GLUT_KEY_F9:
1419                showAlgorithmTime = !showAlgorithmTime;
1420                break;
1421        case GLUT_KEY_F10:
1422                moveLight = !moveLight;
1423                break;
1424        case GLUT_KEY_LEFT:
1425                {
1426                        leftKeyPressed = true;
1427                        camera->Pitch(KeyRotationAngle());
1428                }
1429                break;
1430        case GLUT_KEY_RIGHT:
1431                {
1432                        rightKeyPressed = true;
1433                        camera->Pitch(-KeyRotationAngle());
1434                }
1435                break;
1436        case GLUT_KEY_UP:
1437                {
1438                        upKeyPressed = true;
1439                        KeyHorizontalMotion(KeyShift());
1440                }
1441                break;
1442        case GLUT_KEY_DOWN:
1443                {
1444                        downKeyPressed = true;
1445                        KeyHorizontalMotion(-KeyShift());
1446                }
1447                break;
1448        default:
1449                return;
1450
1451        }
1452
1453        glutPostRedisplay();
1454}
1455
1456#pragma warning( default : 4100 )
1457
1458
1459void Reshape(int w, int h)
1460{
1461        winAspectRatio = 1.0f;
1462
1463        glViewport(0, 0, w, h);
1464       
1465        winWidth = w;
1466        winHeight = h;
1467
1468        if (w) winAspectRatio = (float) w / (float) h;
1469
1470        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
1471        glLoadIdentity();
1472
1473        gluPerspective(fov, winAspectRatio, nearDist, farDist);
1474
1475        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
1476
1477        glutPostRedisplay();
1478}
1479
1480
1481void Mouse(int button, int state, int x, int y)
1482{
1483        if ((button == GLUT_LEFT_BUTTON) && (state == GLUT_DOWN))
1484        {
1485                xEyeBegin = x;
1486                yMotionBegin = y;
1487
1488                glutMotionFunc(LeftMotion);
1489        }
1490        else if ((button == GLUT_RIGHT_BUTTON) && (state == GLUT_DOWN))
1491        {
1492                xEyeBegin = x;
1493                yEyeBegin = y;
1494                yMotionBegin = y;
1495
1496                if (!moveLight)
1497                        glutMotionFunc(RightMotion);
1498                else
1499                        glutMotionFunc(RightMotionLight);
1500        }
1501        else if ((button == GLUT_MIDDLE_BUTTON) && (state == GLUT_DOWN))
1502        {
1503                horizontalMotionBegin = x;
1504                verticalMotionBegin = y;
1505                glutMotionFunc(MiddleMotion);
1506        }
1507
1508        glutPostRedisplay();
1509}
1510
1511
1512/**     rotation for left/right mouse drag
1513        motion for up/down mouse drag
1514*/
1515void LeftMotion(int x, int y)
1516{
1517        Vector3 viewDir = camera->GetDirection();
1518        Vector3 pos = camera->GetPosition();
1519
1520        // don't move in the vertical direction
1521        Vector3 horView(viewDir[0], viewDir[1], 0);
1522       
1523        float eyeXAngle = 0.2f *  M_PI * (xEyeBegin - x) / 180.0;
1524
1525        camera->Pitch(eyeXAngle);
1526
1527        pos += horView * (yMotionBegin - y) * 0.2f;
1528       
1529        camera->SetPosition(pos);
1530       
1531        xEyeBegin = x;
1532        yMotionBegin = y;
1533
1534        glutPostRedisplay();
1535}
1536
1537
1538void RightMotionLight(int x, int y)
1539{
1540        float theta = 0.2f * M_PI * (xEyeBegin - x) / 180.0f;
1541        float phi = 0.2f * M_PI * (yMotionBegin - y) / 180.0f;
1542       
1543        Vector3 lightDir = light->GetDirection();
1544
1545        Matrix4x4 roty = RotationYMatrix(theta);
1546        Matrix4x4 rotx = RotationXMatrix(phi);
1547
1548        lightDir = roty * lightDir;
1549        lightDir = rotx * lightDir;
1550
1551        // normalize to avoid accumulating errors
1552        lightDir.Normalize();
1553
1554        light->SetDirection(lightDir);
1555
1556        xEyeBegin = x;
1557        yMotionBegin = y;
1558
1559        glutPostRedisplay();
1560}
1561
1562
1563/**     rotation for left / right mouse drag
1564        motion for up / down mouse drag
1565*/
1566void RightMotion(int x, int y)
1567{
1568        float eyeXAngle = 0.2f *  M_PI * (xEyeBegin - x) / 180.0;
1569        float eyeYAngle = -0.2f *  M_PI * (yEyeBegin - y) / 180.0;
1570
1571        camera->Yaw(eyeYAngle);
1572        camera->Pitch(eyeXAngle);
1573
1574        xEyeBegin = x;
1575        yEyeBegin = y;
1576
1577        glutPostRedisplay();
1578}
1579
1580
1581// strafe
1582void MiddleMotion(int x, int y)
1583{
1584        Vector3 viewDir = camera->GetDirection();
1585        Vector3 pos = camera->GetPosition();
1586
1587        // the 90 degree rotated view vector
1588        // y zero so we don't move in the vertical
1589        Vector3 rVec(viewDir[0], viewDir[1], 0);
1590       
1591        Matrix4x4 rot = RotationZMatrix(M_PI * 0.5f);
1592        rVec = rot * rVec;
1593       
1594        pos -= rVec * (x - horizontalMotionBegin) * 0.1f;
1595        pos[2] += (verticalMotionBegin - y) * 0.1f;
1596
1597        camera->SetPosition(pos);
1598
1599        horizontalMotionBegin = x;
1600        verticalMotionBegin = y;
1601
1602        glutPostRedisplay();
1603}
1604
1605
1606void InitExtensions(void)
1607{
1608        GLenum err = glewInit();
1609
1610        if (GLEW_OK != err)
1611        {
1612                // problem: glewInit failed, something is seriously wrong
1613                fprintf(stderr,"Error: %s\n", glewGetErrorString(err));
1614                exit(1);
1615        }
1616        if  (!GLEW_ARB_occlusion_query)
1617        {
1618                printf("I require the GL_ARB_occlusion_query to work.\n");
1619                exit(1);
1620        }
1621}
1622
1623
1624void Begin2D()
1625{
1626        glDisable(GL_LIGHTING);
1627        glDisable(GL_DEPTH_TEST);
1628
1629        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
1630        glPushMatrix();
1631        glLoadIdentity();
1632
1633        gluOrtho2D(0, winWidth, 0, winHeight);
1634
1635        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
1636        glPushMatrix();
1637        glLoadIdentity();
1638}
1639
1640
1641void End2D()
1642{
1643        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
1644        glPopMatrix();
1645
1646        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
1647        glPopMatrix();
1648
1649        glEnable(GL_LIGHTING);
1650        glEnable(GL_DEPTH_TEST);
1651}
1652
1653
1654// displays the visualisation of culling algorithm
1655void DisplayVisualization()
1656{
1657        visualization->SetFrameId(traverser->GetCurrentFrameId());
1658       
1659        Begin2D();
1660        glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
1661        glEnable(GL_BLEND);
1662        glColor4f(0.0f ,0.0f, 0.0f, 0.5f);
1663
1664        glRecti(winWidth - winWidth / 3, winHeight - winHeight / 3, winWidth, winHeight);
1665        glDisable(GL_BLEND);
1666        End2D();
1667       
1668       
1669        AxisAlignedBox3 box = bvh->GetBox();
1670
1671        const float offs = box.Size().x * 0.3f;
1672       
1673        Vector3 vizpos = Vector3(box.Min().x, box.Min().y  - box.Size().y * 0.35f, box.Min().z + box.Size().z * 50);
1674       
1675        visCamera->SetPosition(vizpos);
1676        visCamera->ResetPitchAndYaw();
1677       
1678        glPushAttrib(GL_VIEWPORT_BIT);
1679        glViewport(winWidth - winWidth / 3, winHeight - winHeight / 3, winWidth / 3, winHeight / 3);
1680
1681        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
1682        glPushMatrix();
1683
1684        glLoadIdentity();
1685       
1686        glOrtho(-offs, offs, -offs, offs, 0.0f, box.Size().z * 100.0f);
1687
1688        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
1689        glPushMatrix();
1690
1691        visCamera->SetupCameraView();
1692
1693        Matrix4x4 rotZ = RotationZMatrix(-camera->GetPitch());
1694        glMultMatrixf((float *)rotZ.x);
1695
1696        // inverse translation in order to fix current position
1697        Vector3 pos = camera->GetPosition();
1698        glTranslatef(-pos.x, -pos.y, -pos.z);
1699
1700
1701        GLfloat position[] = {0.8f, 1.0f, 1.5f, 0.0f};
1702        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position);
1703
1704        GLfloat position1[] = {bvh->GetBox().Center().x, bvh->GetBox().Max().y, bvh->GetBox().Center().z, 1.0f};
1705        glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, position1);
1706
1707        glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
1708
1709
1710        ////////////
1711        //-- visualization of the occlusion culling
1712
1713        visualization->Render();
1714
1715       
1716        // reset previous settings
1717        glPopAttrib();
1718
1719        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
1720        glPopMatrix();
1721        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
1722        glPopMatrix();
1723}
1724
1725
1726// cleanup routine after the main loop
1727void CleanUp()
1728{
1729        DEL_PTR(traverser);
1730        DEL_PTR(sceneQuery);
1731        DEL_PTR(bvh);
1732        DEL_PTR(visualization);
1733        DEL_PTR(camera);
1734        DEL_PTR(renderQueue);
1735        DEL_PTR(perfGraph);
1736        DEL_PTR(fbo);
1737        DEL_PTR(ssaoShader);
1738        DEL_PTR(light);
1739        DEL_PTR(visCamera);
1740        DEL_PTR(preetham);
1741        DEL_PTR(shadowMap);
1742        DEL_PTR(shadowTraverser);
1743        DEL_PTR(RenderState::sCgMrtFragmentProgram);
1744        DEL_PTR(RenderState::sCgMrtFragmentTexProgram);
1745        DEL_PTR(RenderState::sCgMrtVertexProgram);
1746       
1747        ResourceManager::DelSingleton();
1748        loader = NULL;
1749
1750        DeferredRenderer::ReleaseCG();
1751        SkyPreetham::ReleaseCG();
1752
1753        if (sCgContext)
1754                cgDestroyContext(sCgContext);
1755}
1756
1757
1758// this function inserts a dezimal point after each 1000
1759void CalcDecimalPoint(string &str, int d, int len)
1760{
1761        static vector<int> numbers;
1762        numbers.clear();
1763
1764        static string shortStr;
1765        shortStr.clear();
1766
1767        static char hstr[100];
1768
1769        while (d != 0)
1770        {
1771                numbers.push_back(d % 1000);
1772                d /= 1000;
1773        }
1774
1775        // first element without leading zeros
1776        if (numbers.size() > 0)
1777        {
1778                sprintf(hstr, "%d", numbers.back());
1779                shortStr.append(hstr);
1780        }
1781       
1782        for (int i = (int)numbers.size() - 2; i >= 0; i--)
1783        {
1784                sprintf(hstr, ",%03d", numbers[i]);
1785                shortStr.append(hstr);
1786        }
1787
1788        int dif = len - (int)shortStr.size();
1789
1790        for (int i = 0; i < dif; ++ i)
1791        {
1792                str += " ";
1793        }
1794
1795        str.append(shortStr);
1796}
1797
1798
1799void DisplayStats()
1800{
1801        static char msg[9][300];
1802
1803        static double frameTime = elapsedTime;
1804        static double renderTime = algTime;
1805
1806        const float expFactor = 0.1f;
1807
1808        // if some strange render time spike happened in this frame => don't count
1809        if (elapsedTime < 500) frameTime = elapsedTime * expFactor + (1.0f - expFactor) * elapsedTime;
1810       
1811        static float rTime = 1000.0f;
1812
1813        if (showAlgorithmTime)
1814        {
1815                if (algTime < 500) renderTime = algTime * expFactor + (1.0f - expFactor) * renderTime;
1816        }
1817
1818        accumulatedTime += elapsedTime;
1819
1820        if (accumulatedTime > 500) // update every fraction of a second
1821        {       
1822                accumulatedTime = 0;
1823
1824                if (frameTime) fps = 1e3f / (float)frameTime;
1825
1826                rTime = renderTime;
1827
1828                if (renderLightView && shadowTraverser)
1829                {
1830                        renderedTriangles = shadowTraverser->GetStats().mNumRenderedTriangles;
1831                        renderedObjects = shadowTraverser->GetStats().mNumRenderedGeometry;
1832                        renderedNodes = shadowTraverser->GetStats().mNumRenderedNodes;
1833                }
1834                else if (showShadowMap && shadowTraverser)
1835                {
1836                        renderedNodes = traverser->GetStats().mNumRenderedNodes + shadowTraverser->GetStats().mNumRenderedNodes;
1837                        renderedObjects = traverser->GetStats().mNumRenderedGeometry + shadowTraverser->GetStats().mNumRenderedGeometry;
1838                        renderedTriangles = traverser->GetStats().mNumRenderedTriangles + shadowTraverser->GetStats().mNumRenderedTriangles;
1839                }
1840                else
1841                {
1842                        renderedTriangles = traverser->GetStats().mNumRenderedTriangles;
1843                        renderedObjects = traverser->GetStats().mNumRenderedGeometry;
1844                        renderedNodes = traverser->GetStats().mNumRenderedNodes;
1845                }
1846
1847                traversedNodes = traverser->GetStats().mNumTraversedNodes;
1848                frustumCulledNodes = traverser->GetStats().mNumFrustumCulledNodes;
1849                queryCulledNodes = traverser->GetStats().mNumQueryCulledNodes;
1850                issuedQueries = traverser->GetStats().mNumIssuedQueries;
1851                stateChanges = traverser->GetStats().mNumStateChanges;
1852                numBatches = traverser->GetStats().mNumBatches;
1853        }
1854
1855
1856        Begin2D();
1857
1858        glEnable(GL_BLEND);
1859        glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
1860
1861        if (showHelp)
1862        {       
1863                DrawHelpMessage();
1864        }
1865        else
1866        {
1867                if (showOptions)
1868                {
1869                        glColor4f(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.5f);
1870                        glRecti(5, winHeight - 95, winWidth * 2 / 3 - 5, winHeight - 5);
1871                }
1872
1873                if (showStatistics)
1874                {
1875                        glColor4f(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.5f);
1876                        glRecti(5, winHeight - 165, winWidth * 2 / 3 - 5, winHeight - 100);
1877                }
1878
1879                glEnable(GL_TEXTURE_2D);
1880
1881                myfont.Begin();
1882
1883                if (showOptions)
1884                {
1885                        glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
1886
1887                        int i = 0;
1888
1889                        static char *renderMethodStr[] = {"forward", "depth pass + forward", "deferred shading", "depth pass + deferred"};
1890       
1891                        sprintf(msg[i ++], "multiqueries: %d, tight bounds: %d, render queue: %d",
1892                                                        useMultiQueries, useTightBounds, useRenderQueue);
1893
1894                        sprintf(msg[i ++], "render technique: %s, SSAO: %d", renderMethodStr[renderMethod], useAdvancedShading);
1895
1896                        sprintf(msg[i ++], "triangles per virtual leaf: %5d", trianglesPerVirtualLeaf);
1897
1898                        sprintf(msg[i ++], "assumed visible frames: %4d, max batch size: %4d",
1899                                assumedVisibleFrames, maxBatchSize);
1900
1901                        for (int j = 0; j < 4; ++ j)
1902                                myfont.DrawString(msg[j], 10.0f, winHeight - 5 - j * 20);
1903                }
1904
1905                if (showStatistics)
1906                {
1907                        glColor3f(1.0f, 1.0f, 0.0f);
1908
1909                        string objStr, totalObjStr;
1910                        string triStr, totalTriStr;
1911
1912                        int len = 10;
1913                        CalcDecimalPoint(objStr, renderedObjects, len);
1914                        CalcDecimalPoint(totalObjStr, (int)loader->GetNumEntities(), len);
1915
1916                        CalcDecimalPoint(triStr, renderedTriangles, len);
1917                        CalcDecimalPoint(totalTriStr, bvh->GetBvhStats().mTriangles, len);
1918
1919                        int i = 4;
1920
1921                        if (0)
1922                        {
1923                                sprintf(msg[i ++], "rendered: %s of %s objects, %s of %s triangles",
1924                                        objStr.c_str(), totalObjStr.c_str(), triStr.c_str(), totalTriStr.c_str());
1925                        }
1926                        else
1927                        {
1928                                sprintf(msg[i ++], "rendered: %6d of %6d nodes, %s of %s triangles",
1929                                        renderedNodes, bvh->GetNumVirtualNodes(), triStr.c_str(), totalTriStr.c_str());
1930                        }
1931
1932                        sprintf(msg[i ++], "traversed: %5d, frustum culled: %5d, query culled: %5d",
1933                                traversedNodes, frustumCulledNodes, queryCulledNodes);
1934
1935                        sprintf(msg[i ++], "issued queries: %5d, state changes: %5d, render batches: %5d",
1936                                issuedQueries, stateChanges, numBatches);
1937
1938                        for (int j = 4; j < 7; ++ j)
1939                                myfont.DrawString(msg[j], 10.0f, winHeight - (j + 1) * 20);
1940                }
1941
1942                glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
1943                static char *alg_str[] = {"Frustum Cull", "Stop and Wait", "CHC", "CHC ++"};
1944               
1945                if (!showAlgorithmTime)
1946                                sprintf(msg[7], "%s:  %6.1f fps", alg_str[renderMode], fps);
1947                else
1948                        sprintf(msg[7], "%s:  %6.1f ms", alg_str[renderMode], rTime);
1949               
1950                myfont.DrawString(msg[7], 1.3f, 690.0f, 760.0f);//, top_color, bottom_color);
1951               
1952                //sprintf(msg[8], "algorithm time: %6.1f ms", rTime);
1953                //myfont.DrawString(msg[8], 720.0f, 730.0f);           
1954        }
1955
1956        glDisable(GL_BLEND);
1957        glDisable(GL_TEXTURE_2D);
1958
1959        End2D();
1960}       
1961
1962
1963void RenderSky()
1964{
1965        cgGLEnableProfile(RenderState::sCgVertexProfile);
1966
1967        if ((renderMethod == RENDER_DEFERRED) || (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED))
1968                state.SetRenderPassType(RenderState::DEFERRED);
1969
1970        const bool useToneMapping =
1971                ((renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED) ||
1972                 (renderMethod == RENDER_DEFERRED)) && useHDR;
1973
1974        preetham->RenderSkyDome(-light->GetDirection(), camera, &state, !useToneMapping);
1975
1976        cgGLDisableProfile(RenderState::sCgVertexProfile);
1977        cgGLDisableProfile(RenderState::sCgFragmentProfile);
1978}
1979
1980
1981// render visible object from depth pass
1982void RenderVisibleObjects()
1983{
1984        if (renderMethod == RENDER_DEPTH_PASS_DEFERRED)
1985        {
1986                if (showShadowMap && !renderLightView)
1987                {
1988                        float minVisibleDist = min(camera->GetFar(), traverser->GetMaxVisibleDistance());
1989                        RenderShadowMap(minVisibleDist);
1990                }
1991
1992                glDisable(GL_LIGHTING);
1993                glViewport(0, 0, texWidth, texHeight);
1994
1995                InitDeferredRendering();
1996        }
1997        else
1998        {
1999                glEnable(GL_LIGHTING);
2000                state.SetRenderPassType(RenderState::FIXED);
2001        }
2002
2003        glShadeModel(GL_SMOOTH);
2004        glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
2005
2006        // draw all objects that have exactly the same depth as the current sample
2007        glDepthFunc(GL_LEQUAL);
2008        glColorMask(GL_TRUE, GL_TRUE, GL_TRUE, GL_TRUE);
2009
2010        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
2011
2012        state.SetUseAlphaToCoverage(true);
2013        state.Reset();
2014
2015        //cout << "visible: " << (int)traverser->GetVisibleObjects().size() << endl;
2016
2017        SceneEntityContainer::const_iterator sit,
2018                sit_end = traverser->GetVisibleObjects().end();
2019
2020        for (sit = traverser->GetVisibleObjects().begin(); sit != sit_end; ++ sit)
2021        {
2022                renderQueue->Enqueue(*sit);
2023        }
2024
2025        renderQueue->Apply();
2026
2027        glDepthFunc(GL_LESS);
2028        state.Reset();
2029
2030        PrintGLerror("visibleobjects");
2031}
2032
2033
2034void PlaceViewer(const Vector3 &oldPos)
2035{
2036        if (!sceneQuery)
2037                sceneQuery = new SceneQuery(bvh->GetBox(), traverser);
2038
2039        Vector3 playerPos = camera->GetPosition();
2040        bool validIntersect = sceneQuery->CalcIntersection(playerPos);
2041
2042        if (validIntersect)
2043                // && ((playerPos.z - oldPos.z) < bvh->GetBox().Size(2) * 1e-1f))
2044        {
2045                camera->SetPosition(playerPos);
2046        }
2047}
2048
2049
2050void RenderShadowMap(float newfar)
2051{
2052        cgGLDisableProfile(RenderState::sCgFragmentProfile);
2053        cgGLDisableProfile(RenderState::sCgVertexProfile);
2054
2055        glDisableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
2056
2057        state.SetRenderPassType(RenderState::DEPTH_PASS);
2058        state.LockCullFaceEnabled(true);
2059        state.SetUseAlphaToCoverage(false);
2060
2061        // change CHC++ set of state variables
2062        // this must be done for each change of camera because
2063        // otherwise the temporal coherency is broken
2064        BvhNode::SetCurrentState(1);
2065
2066        // hack: temporarily change camera far plane
2067        camera->SetFar(newfar);
2068        glDisable(GL_CULL_FACE);
2069       
2070        // the scene is rendered withouth any shading   
2071        shadowMap->ComputeShadowMap(shadowTraverser, viewProjMat);
2072
2073        glEnable(GL_CULL_FACE);
2074        camera->SetFar(farDist);
2075
2076        state.SetUseAlphaToCoverage(true);
2077        state.LockCullFaceEnabled(false);
2078
2079        glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
2080
2081        // change back state
2082        BvhNode::SetCurrentState(0);
2083}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.