git.mutantstargoat.com Git - faros-demo/blob - src/main.cc

   1 #include <GL/glew.h>
   2 #include <GL/freeglut.h>
   3
   4 #include <stdlib.h>
   5 #include <stdio.h>
   6 #include <math.h>
   7 #include <assert.h>
   8
   9 #include "sdr.h"
  10 #include "geom.h"
  11 #include "seq.h"
  12 #include "ui.h"
  13
  14 #define BEAM_SHELLS 40
  15 #define BEAM_RMIN 0.01
  16 #define BEAM_RMAX 0.125
  17 #define BEAM_ENERGY 0.01
  18 #define BEAM_LEN 16.0
  19 #define BEAM_DEF_SPEED  0.1
  20 #define BEAM_HEIGHT             4.65
  21
  22 #define XLOGO_RAD       0.5
  23
  24 #define LERP(a, b, t)   ((a) + ((b) - (a)) * (t))
  25
  26 struct Camera {
  27         float x, y, z;
  28         float theta, phi;
  29         float dist;
  30 };
  31
  32 static bool init();
  33 static void cleanup();
  34
  35 static void display();
  36 static void light();
  37 static void paper_light();
  38 static void backdrop(float alpha);
  39 static void help();
  40
  41 static void idle();
  42 static void reshape(int x, int y);
  43 static void keyboard(unsigned char c, int x, int y);
  44 static void keyb_special(int key, int x, int y);
  45 static void mbutton(int bn, int state, int x, int y);
  46 static void mmotion(int x, int y);
  47
  48 int win_width, win_height;
  49 static bool freecam = true;
  50
  51 static Camera cam = {0, 0, 0, 0, 0, 10};
  52 static unsigned int sdr_beam, sdr_sky;
  53 static long start_time;
  54 static long anim_stop_time;
  55 long tmsec, prev_tmsec, anim_time;
  56 bool anim_stopped;
  57
  58 static const float sil_color[] = {0.05, 0.02, 0.1, 1.0};
  59 static const float ink_color[] = {0.05, 0.15, 0.3, 1.0};
  60 static const float beam_color[] = {0.5, 0.4, 0.2, 1.0};
  61 static const float paper_color[] = {0.9, 0.8, 0.8, 1.0};
  62
  63 static float beam_angle, beam_speed;
  64 static float beam_len;
  65 static float xlogo_alpha, xcircle;
  66 static float paper;
  67
  68 static bool show_help, show_ui = true;
  69
  70 int main(int argc, char **argv)
  71 {
  72         glutInit(&argc, argv);
  73         glutInitWindowSize(800, 600);
  74         glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH | GLUT_MULTISAMPLE);
  75
  76         glutCreateWindow("Faros (press F1 for controls help)");
  77
  78         glutDisplayFunc(display);
  79         glutIdleFunc(idle);
  80         glutReshapeFunc(reshape);
  81         glutKeyboardFunc(keyboard);
  82         glutSpecialFunc(keyb_special);
  83         glutMouseFunc(mbutton);
  84         glutMotionFunc(mmotion);
  85
  86         if(!init()) {
  87                 return 1;
  88         }
  89
  90         atexit(cleanup);
  91         glutMainLoop();
  92
  93         return 0;
  94 }
  95
  96 static bool init()
  97 {
  98         glewInit();
  99
 100         glEnable(GL_CULL_FACE);
 101         glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 102         glEnable(GL_MULTISAMPLE);
 103
 104 //      glEnable(GL_LIGHTING);
 105         glEnable(GL_LIGHT0);
 106
 107         glEnable(GL_NORMALIZE);
 108
 109         if(!init_geom()) {
 110                 return false;
 111         }
 112         if(!(sdr_beam = create_program_load("sdr/beam.v.glsl", "sdr/beam.f.glsl")))
 113                 return false;
 114
 115         if(!(sdr_sky = create_program_load("sdr/sky.v.glsl", "sdr/sky.f.glsl"))) {
 116                 return false;
 117         }
 118
 119         if(!init_seq()) {
 120                 return false;
 121         }
 122         add_seq_track("beam-speed", INTERP_SIGMOID, EXTRAP_CLAMP, BEAM_DEF_SPEED);
 123         add_seq_track("beam-len", INTERP_SIGMOID, EXTRAP_CLAMP, BEAM_LEN);
 124         add_seq_track("cam-dist", INTERP_SIGMOID, EXTRAP_CLAMP, 10);
 125         add_seq_track("cam-phi", INTERP_SIGMOID, EXTRAP_CLAMP, 0);
 126         add_seq_track("cam-theta", INTERP_SIGMOID, EXTRAP_CLAMP, 0);
 127         add_seq_track("cam-x", INTERP_SIGMOID, EXTRAP_CLAMP, 0);
 128         add_seq_track("cam-y", INTERP_SIGMOID, EXTRAP_CLAMP, 0);
 129         add_seq_track("cam-z", INTERP_SIGMOID, EXTRAP_CLAMP, 0);
 130         add_seq_track("xlogo", INTERP_SIGMOID, EXTRAP_CLAMP, 0);
 131         add_seq_track("xcircle", INTERP_SIGMOID, EXTRAP_CLAMP, 1);
 132         add_seq_track("paper", INTERP_SIGMOID, EXTRAP_CLAMP, 0);
 133         load_seq("seq");
 134
 135         freecam = seq_track_empty("cam-theta");
 136
 137         glClearColor(paper_color[0], paper_color[1], paper_color[2], 1);
 138
 139         start_time = glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME);
 140         prev_tmsec = start_time;
 141         return true;
 142 }
 143
 144 static void cleanup()
 145 {
 146         destroy_seq();
 147         destroy_geom();
 148         free_program(sdr_beam);
 149         free_program(sdr_sky);
 150 }
 151
 152 static void display()
 153 {
 154         tmsec = (long)glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME) - start_time;
 155         float dt = (tmsec - prev_tmsec) / 1000.0f;
 156         prev_tmsec = tmsec;
 157
 158         anim_time = tmsec;
 159         if(anim_stopped) {
 160                 dt = 0.0f;
 161                 anim_time = anim_stop_time - start_time;
 162         }
 163
 164         paper = get_seq_value("paper", anim_time);
 165
 166         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 167         backdrop(1.0f - paper);
 168
 169         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 170         glLoadIdentity();
 171
 172         if(!freecam) {
 173                 cam.dist = get_seq_value("cam-dist", anim_time);
 174                 cam.phi = get_seq_value("cam-phi", anim_time);
 175                 cam.theta = get_seq_value("cam-theta", anim_time);
 176                 cam.x = get_seq_value("cam-x", anim_time);
 177                 cam.y = get_seq_value("cam-y", anim_time);
 178                 cam.z = get_seq_value("cam-z", anim_time);
 179         }
 180
 181         glTranslatef(0, -2, -cam.dist);
 182         glRotatef(cam.phi, 1, 0, 0);
 183         glRotatef(cam.theta, 0, 1, 0);
 184         glTranslatef(-cam.x, -cam.y, -cam.z);
 185
 186         float color[3];
 187         color[0] = LERP(sil_color[0], ink_color[0], paper);
 188         color[1] = LERP(sil_color[1], ink_color[1], paper);
 189         color[2] = LERP(sil_color[2], ink_color[2], paper);
 190
 191         glColor3fv(color);
 192         ground();
 193         faros();
 194
 195         beam_len = get_seq_value("beam-len", anim_time);
 196         beam_speed = get_seq_value("beam-speed", anim_time);
 197         beam_angle += beam_speed * 360.0f * dt;
 198
 199         xlogo_alpha = get_seq_value("xlogo", anim_time);
 200         xcircle = get_seq_value("xcircle", anim_time);
 201
 202         if(xlogo_alpha > 0.0) {
 203                 glPushMatrix();
 204                 float beam_angle_rad = beam_angle / 180.0 * M_PI;
 205                 float xlogo_dist = beam_len;
 206                 float xlogo_pos[3] = {sin(beam_angle_rad), 0, cos(beam_angle_rad)};
 207                 glTranslatef(xlogo_pos[0] * xlogo_dist, xlogo_pos[1] * xlogo_dist + BEAM_HEIGHT, xlogo_pos[2] * xlogo_dist);
 208                 xlogo(XLOGO_RAD, color, paper_color, xlogo_alpha, xcircle);
 209                 glPopMatrix();
 210         }
 211
 212         glPushMatrix();
 213         glRotatef(beam_angle, 0, 1, 0);
 214         light();
 215         glPopMatrix();
 216
 217         paper_light();
 218
 219         if(show_ui) {
 220                 ui();
 221         }
 222
 223         if(show_help) {
 224                 help();
 225         }
 226
 227         glutSwapBuffers();
 228 }
 229
 230 static void light()
 231 {
 232         float beam_alpha = 1.0 - paper;
 233         if(beam_alpha <= 0.0f) return;
 234
 235         glPushAttrib(GL_ENABLE_BIT);
 236         glDisable(GL_CULL_FACE);
 237
 238         glPushMatrix();
 239
 240         glTranslatef(0, BEAM_HEIGHT, 0.2);
 241         bind_program(sdr_beam);
 242         set_uniform_float(sdr_beam, "beam_len", beam_len);
 243
 244         glEnable(GL_BLEND);
 245         glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE);
 246         glDepthMask(0);
 247
 248         for(int i=0; i<BEAM_SHELLS; i++) {
 249                 float t = (float)i / (float)(BEAM_SHELLS - 1);
 250                 float rad = BEAM_RMIN + (BEAM_RMAX - BEAM_RMIN) * t;
 251                 t += 0.00001;
 252                 float alpha = BEAM_ENERGY / (t * t);
 253
 254                 if(i == 0) continue;
 255                 glColor4f(beam_color[0], beam_color[1], beam_color[2], alpha * beam_alpha);
 256
 257                 glutSolidCylinder(rad, beam_len, 12, 1);
 258         }
 259
 260         glDepthMask(1);
 261
 262         bind_program(0);
 263
 264         glPopMatrix();
 265
 266         glPopAttrib();
 267 }
 268
 269 static void paper_light()
 270 {
 271         glPushAttrib(GL_ENABLE_BIT);
 272         glDisable(GL_CULL_FACE);
 273
 274         glEnable(GL_BLEND);
 275         glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 276
 277         glPushMatrix();
 278         glRotatef(beam_angle, 0, 1, 0);
 279         glTranslatef(0, BEAM_HEIGHT, 0.3);
 280
 281         float rad = BEAM_RMIN + (BEAM_RMAX - BEAM_RMIN) * 0.6f;
 282         float maxdist = beam_len - 0.6f;
 283         float end_rad = XLOGO_RAD * 0.4;
 284
 285         glLineWidth(3);
 286         glBegin(GL_LINES);
 287         glColor4f(ink_color[0], ink_color[1], ink_color[2], paper);
 288
 289         glVertex3f(0, rad, 0);
 290         glVertex3f(0, end_rad, maxdist);
 291         glVertex3f(0, -rad, 0);
 292         glVertex3f(0, -end_rad, maxdist);
 293         glEnd();
 294
 295         glPopMatrix();
 296         glPopAttrib();
 297 }
 298
 299 static void backdrop(float alpha)
 300 {
 301         glPushAttrib(GL_ENABLE_BIT);
 302         glEnable(GL_BLEND);
 303         glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 304
 305         glFrontFace(GL_CW);
 306         bind_program(sdr_sky);
 307         set_uniform_float(sdr_sky, "alpha", alpha);
 308         glutSolidSphere(200, 16, 32);
 309         bind_program(0);
 310         glFrontFace(GL_CCW);
 311
 312         glPopAttrib();
 313 }
 314
 315 static void help()
 316 {
 317         static const char *help_lines[] = {
 318                 "Camera control",
 319                 "   LMB drag ....... rotate",
 320                 "   MMB drag ....... pan",
 321                 "   RMB drag/wheel . zoom",
 322                 "   c .............. toggle free/animated camera",
 323                 "   v .............. print current view parameters",
 324                 "",
 325                 "Animation control",
 326                 "   <space> ........ pause time",
 327                 "   <backspace> .... restart time",
 328                 "   +/- ............ change beam rotation speed and set keyframe",
 329                 "   0 .............. clear beam rotation keyframes",
 330                 "   [/] ............ change beam length and set keyframe",
 331                 "   \\ .............. clear beam length keyframes",
 332                 "   <enter> ........ record automatic beam stop transition",
 333                 "   K .............. set camera keyframe",
 334                 "   <shift>-L ...... clear all camera keyframes",
 335                 "   X/Z ............ toggle X logo/circle and set keyframe",
 336                 "   <shift>-X/Z .... clear logo/circle keyframes",
 337                 "   P .............. toggle paper",
 338                 "   <shift>-P ...... clear paper keyframes",
 339                 "   ~ .............. dump all animation keyframes to seq_dump",
 340                 0
 341         };
 342
 343         glPushAttrib(GL_ENABLE_BIT);
 344         glDisable(GL_DEPTH_TEST);
 345
 346         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 347         glPushMatrix();
 348         glLoadIdentity();
 349         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 350         glPushMatrix();
 351         glLoadIdentity();
 352         glOrtho(0, win_width, win_height, 0, -1, 1);
 353
 354         glEnable(GL_BLEND);
 355         glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 356         glBegin(GL_QUADS);
 357         glColor4f(0, 0, 0, 0.5);
 358         glVertex2f(0, 0);
 359         glVertex2f(0, win_height);
 360         glVertex2f(win_width, win_height);
 361         glVertex2f(win_width, 0);
 362         glEnd();
 363         glDisable(GL_BLEND);
 364
 365         int xpos = 20;
 366         int ypos = 30;
 367         for(int i=0; help_lines[i]; i++) {
 368                 glColor3f(0.05, 0.05, 0.05);
 369                 glRasterPos2i(xpos + 1, ypos + 2);
 370                 const char *s = help_lines[i];
 371                 while(*s) {
 372                         glutBitmapCharacter(GLUT_BITMAP_9_BY_15, *s++);
 373                 }
 374                 glColor3f(0.7, 1, 0.6);
 375                 glRasterPos2i(xpos, ypos);
 376                 s = help_lines[i];
 377                 while(*s) {
 378                         glutBitmapCharacter(GLUT_BITMAP_9_BY_15, *s++);
 379                 }
 380
 381                 ypos += 25;
 382         }
 383
 384         glPopMatrix();
 385         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 386         glPopMatrix();
 387
 388         glPopAttrib();
 389 }
 390
 391 static void idle()
 392 {
 393         glutPostRedisplay();
 394 }
 395
 396 static void reshape(int x, int y)
 397 {
 398         win_width = x;
 399         win_height = y;
 400         glViewport(0, 0, x, y);
 401
 402         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 403         glLoadIdentity();
 404
 405         gluPerspective(50, (float)x / (float)y, 0.5, 500);
 406 }
 407
 408 static void keyboard(unsigned char c, int x, int y)
 409 {
 410         int idx;
 411         static Camera orig_cam;
 412         long anim_time = anim_stopped ? anim_stop_time - start_time : tmsec;
 413
 414         switch(c) {
 415         case 27:
 416                 exit(0);
 417
 418         case '\b':
 419                 start_time = glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME);
 420                 prev_tmsec = 0;
 421                 anim_stop_time = anim_stopped ? start_time : 0;
 422                 beam_angle = 0;
 423                 break;
 424
 425         case ' ':
 426                 if(anim_stopped) {
 427                         long msec = glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME);
 428                         start_time += msec - anim_stop_time;
 429                         prev_tmsec = msec - start_time;
 430                         anim_stop_time = 0;
 431                         anim_stopped = false;
 432                 } else {
 433                         anim_stop_time = glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME);
 434                         anim_stopped = true;
 435                 }
 436                 break;
 437
 438         case '=':
 439                 beam_speed = get_seq_value("beam-speed", anim_time);
 440                 set_seq_value("beam-speed", anim_time, beam_speed + 0.1);
 441                 break;
 442
 443         case '-':
 444                 beam_speed = get_seq_value("beam-speed", anim_time) - 0.1;
 445                 if(beam_speed < 0) beam_speed = 0;
 446                 set_seq_value("beam-speed", anim_time, beam_speed);
 447                 break;
 448
 449         case '0':
 450                 clear_seq_track("beam-speed");
 451                 break;
 452
 453         case '[':
 454                 beam_len = get_seq_value("beam-len", anim_time) - 0.5;
 455                 if(beam_len < 0) beam_len = 0;
 456                 set_seq_value("beam-len", anim_time, beam_len);
 457                 break;
 458
 459         case ']':
 460                 beam_len = get_seq_value("beam-len", anim_time);
 461                 set_seq_value("beam-len", anim_time, beam_len + 0.5);
 462                 break;
 463
 464         case '\\':
 465                 clear_seq_track("beam-len");
 466                 break;
 467
 468         case '\r':
 469         case '\n':
 470                 idx = find_seq_track("beam-speed");
 471                 assert(idx >= 0);
 472                 set_seq_value(idx, anim_time, beam_speed);
 473                 set_seq_value(idx, anim_time + 2000, 0);
 474                 break;
 475
 476         case 'c':
 477                 freecam = !freecam;
 478                 printf("camera mode: %s\n", freecam ? "free" : "animated");
 479                 if(!freecam) {
 480                         orig_cam = cam;
 481                 } else {
 482                         cam = orig_cam;
 483                 }
 484                 break;
 485
 486         case 'v':
 487                 printf("current view\n");
 488                 printf(" pos: %f %f %f\n", cam.x, cam.y, cam.z);
 489                 printf(" theta: %f, phi: %f\n", cam.theta, cam.phi);
 490                 printf(" dist: %f\n", cam.dist);
 491                 break;
 492
 493         case 'L':
 494                 printf("clearing camera keyframes\n");
 495                 clear_seq_track("cam-x");
 496                 clear_seq_track("cam-y");
 497                 clear_seq_track("cam-z");
 498                 clear_seq_track("cam-theta");
 499                 clear_seq_track("cam-phi");
 500                 clear_seq_track("cam-dist");
 501                 break;
 502
 503         case 'k':
 504                 printf("setting camera keyframe for time: %ld\n", anim_time);
 505                 set_seq_value("cam-x", anim_time, cam.x);
 506                 set_seq_value("cam-y", anim_time, cam.y);
 507                 set_seq_value("cam-z", anim_time, cam.z);
 508                 set_seq_value("cam-theta", anim_time, cam.theta);
 509                 set_seq_value("cam-phi", anim_time, cam.phi);
 510                 set_seq_value("cam-dist", anim_time, cam.dist);
 511                 break;
 512
 513         case 'x':
 514                 set_seq_value("xlogo", anim_time, xlogo_alpha < 0.5 ? 1.0 : 0.0);
 515                 break;
 516
 517         case 'X':
 518                 printf("clearing logo keyframes\n");
 519                 clear_seq_track("xlogo");
 520                 break;
 521
 522         case 'z':
 523                 set_seq_value("xcircle", anim_time, xcircle < 0.5 ? 1.0 : 0.0);
 524                 break;
 525
 526         case 'Z':
 527                 printf("clearing circle keyframes\n");
 528                 clear_seq_track("xcircle");
 529                 break;
 530
 531
 532         case 'p':
 533                 set_seq_value("paper", anim_time, paper < 0.5 ? 1.0 : 0.0);
 534                 break;
 535
 536         case 'P':
 537                 printf("clearing paper keyframes\n");
 538                 clear_seq_track("paper");
 539                 break;
 540
 541         case '`':
 542                 printf("dumping animation data to: seq_dump\n");
 543                 if(!dump_seq("seq_dump")) {
 544                         fprintf(stderr, "dump failed\n");
 545                 }
 546                 break;
 547
 548         default:
 549                 break;
 550         }
 551 }
 552
 553 static void keyb_special(int key, int x, int y)
 554 {
 555         switch(key) {
 556         case GLUT_KEY_F1:
 557                 show_help = !show_help;
 558                 break;
 559
 560         case GLUT_KEY_F5:
 561                 show_ui = !show_ui;
 562                 break;
 563
 564         default:
 565                 break;
 566         }
 567 }
 568
 569 static int prev_x, prev_y;
 570 static bool bst[8];
 571 static void mbutton(int bn, int state, int x, int y)
 572 {
 573         int button = bn - GLUT_LEFT_BUTTON;
 574         bool pressed = state == GLUT_DOWN;
 575         bst[button] = pressed;
 576
 577         prev_x = x;
 578         prev_y = y;
 579
 580         if(pressed) {
 581                 switch(bn) {
 582                 case 3:
 583                         cam.dist -= 0.5;
 584                         if(cam.dist < 0) cam.dist = 0;
 585                         break;
 586
 587                 case 4:
 588                         cam.dist += 0.5;
 589                         break;
 590
 591                 default:
 592                         break;
 593                 }
 594         }
 595 }
 596
 597 static void mmotion(int x, int y)
 598 {
 599         int dx = x - prev_x;
 600         int dy = y - prev_y;
 601
 602         prev_x = x;
 603         prev_y = y;
 604
 605         if (dx == 0 && dy == 0)
 606                 return;
 607
 608         if (bst[0]) {
 609                 cam.theta += dx * 0.5;
 610                 cam.phi += dy * 0.5;
 611
 612                 if (cam.phi < -90)
 613                         cam.phi = -90;
 614
 615                 if (cam.phi > 90)
 616                         cam.phi = 90;
 617         }
 618
 619         if (bst[2]) {
 620                 cam.dist += dy * 0.1;
 621
 622                 if (cam.dist < 0)
 623                         cam.dist = 0;
 624         }
 625
 626         if(bst[1]) {
 627                 float theta = cam.theta / 180.0f * M_PI;
 628                 float phi = cam.phi / 180.0f * M_PI;
 629
 630                 float pan_u[3], pan_v[3];
 631
 632                 pan_u[0] = cos(theta);
 633                 pan_u[1] = 0;
 634                 pan_u[2] = sin(theta);
 635
 636                 pan_v[0] = sin(phi) * sin(theta);
 637                 pan_v[1] = cos(phi);
 638                 pan_v[2] = -sin(phi) * cos(theta);
 639
 640                 float pan_x = -dx * 0.002 * cam.dist;
 641                 float pan_y = dy * 0.002 * cam.dist;
 642
 643                 cam.x += pan_u[0] * pan_x + pan_v[0] * pan_y;
 644                 cam.y += pan_u[1] * pan_x + pan_v[1] * pan_y;
 645                 cam.z += pan_u[2] * pan_x + pan_v[2] * pan_y;
 646         }
 647 }