git.mutantstargoat.com Git - freeglut/blob - progs/demos/shapes/shapes.c

   1 /*! \file    shapes.c
   2     \ingroup demos
   3
   4     This program is a test harness for the various shapes
   5     in OpenGLUT.  It may also be useful to see which
   6     parameters control what behavior in the OpenGLUT
   7     objects.
   8
   9     Spinning wireframe and solid-shaded shapes are
  10     displayed.  Some parameters can be adjusted.
  11
  12    Keys:
  13       -    <tt>Esc &nbsp;</tt> Quit
  14       -    <tt>q Q &nbsp;</tt> Quit
  15       -    <tt>i I &nbsp;</tt> Show info
  16       -    <tt>p P &nbsp;</tt> Toggle perspective or orthographic projection
  17       -    <tt>r R &nbsp;</tt> Toggle fixed or animated rotation around model X-axis
  18       -    <tt>s S &nbsp;</tt> Toggle toggle fixed function or shader render path
  19       -    <tt>n N &nbsp;</tt> Toggle visualization of object's normal vectors
  20       -    <tt>= + &nbsp;</tt> Increase \a slices
  21       -    <tt>- _ &nbsp;</tt> Decreate \a slices
  22       -    <tt>, < &nbsp;</tt> Decreate \a stacks
  23       -    <tt>. > &nbsp;</tt> Increase \a stacks
  24       -    <tt>9 ( &nbsp;</tt> Decreate \a depth  (Sierpinski Sponge)
  25       -    <tt>0 ) &nbsp;</tt> Increase \a depth  (Sierpinski Sponge)
  26       -    <tt>up&nbsp; &nbsp;</tt> Increase "outer radius"
  27       -    <tt>down&nbsp;</tt> Decrease "outer radius"
  28       -    <tt>left&nbsp;</tt> Decrease "inner radius"
  29       -    <tt>right</tt> Increase "inner radius"
  30       -    <tt>PgUp&nbsp;</tt> Next shape-drawing function
  31       -    <tt>PgDn&nbsp;</tt> Prev shape-drawing function
  32
  33     \author  Written by Nigel Stewart November 2003
  34
  35     \author  Portions Copyright (C) 2004, the OpenGLUT project contributors. <br>
  36              OpenGLUT branched from freeglut in February, 2004.
  37
  38     \image   html openglut_shapes.png OpenGLUT Geometric Shapes Demonstration
  39     \include demos/shapes/shapes.c
  40 */
  41
  42 #include <GL/freeglut.h>
  43
  44 #include <stdarg.h>
  45 #include <stdio.h>
  46 #include <stdlib.h>
  47
  48 #include "glmatrix.h"
  49
  50 #ifdef _MSC_VER
  51 /* DUMP MEMORY LEAKS */
  52 #include <crtdbg.h>
  53 #endif
  54
  55 /* report GL errors, if any, to stderr */
  56 void checkError(const char *functionName)
  57 {
  58     GLenum error;
  59     while (( error = glGetError() ) != GL_NO_ERROR) {
  60         fprintf (stderr, "GL error 0x%X detected in %s\n", error, functionName);
  61     }
  62 }
  63
  64 /*
  65  * OpenGL 2+ shader mode needs some function and macro definitions,
  66  * avoiding a dependency on additional libraries like GLEW or the
  67  * GL/glext.h header
  68  */
  69 #ifndef GL_FRAGMENT_SHADER
  70 #define GL_FRAGMENT_SHADER 0x8B30
  71 #endif
  72
  73 #ifndef GL_VERTEX_SHADER
  74 #define GL_VERTEX_SHADER 0x8B31
  75 #endif
  76
  77 #ifndef GL_COMPILE_STATUS
  78 #define GL_COMPILE_STATUS 0x8B81
  79 #endif
  80
  81 #ifndef GL_LINK_STATUS
  82 #define GL_LINK_STATUS 0x8B82
  83 #endif
  84
  85 #ifndef GL_INFO_LOG_LENGTH
  86 #define GL_INFO_LOG_LENGTH 0x8B84
  87 #endif
  88
  89 typedef ptrdiff_t ourGLsizeiptr;
  90 typedef char ourGLchar;
  91
  92 #ifndef APIENTRY
  93 #define APIENTRY
  94 #endif
  95
  96 #ifndef GL_VERSION_2_0
  97 typedef GLuint (APIENTRY *PFNGLCREATESHADERPROC) (GLenum type);
  98 typedef void (APIENTRY *PFNGLSHADERSOURCEPROC) (GLuint shader, GLsizei count, const ourGLchar **string, const GLint *length);
  99 typedef void (APIENTRY *PFNGLCOMPILESHADERPROC) (GLuint shader);
 100 typedef GLuint (APIENTRY *PFNGLCREATEPROGRAMPROC) (void);
 101 typedef void (APIENTRY *PFNGLATTACHSHADERPROC) (GLuint program, GLuint shader);
 102 typedef void (APIENTRY *PFNGLLINKPROGRAMPROC) (GLuint program);
 103 typedef void (APIENTRY *PFNGLUSEPROGRAMPROC) (GLuint program);
 104 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETSHADERIVPROC) (GLuint shader, GLenum pname, GLint *params);
 105 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC) (GLuint shader, GLsizei bufSize, GLsizei *length, ourGLchar *infoLog);
 106 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETPROGRAMIVPROC) (GLenum target, GLenum pname, GLint *params);
 107 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC) (GLuint program, GLsizei bufSize, GLsizei *length, ourGLchar *infoLog);
 108 typedef GLint (APIENTRY *PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC) (GLuint program, const ourGLchar *name);
 109 typedef GLint (APIENTRY *PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC) (GLuint program, const ourGLchar *name);
 110 typedef void (APIENTRY *PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC) (GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
 111 typedef void (APIENTRY *PFNGLUNIFORMMATRIX3FVPROC) (GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
 112 #endif
 113
 114 PFNGLCREATESHADERPROC gl_CreateShader;
 115 PFNGLSHADERSOURCEPROC gl_ShaderSource;
 116 PFNGLCOMPILESHADERPROC gl_CompileShader;
 117 PFNGLCREATEPROGRAMPROC gl_CreateProgram;
 118 PFNGLATTACHSHADERPROC gl_AttachShader;
 119 PFNGLLINKPROGRAMPROC gl_LinkProgram;
 120 PFNGLUSEPROGRAMPROC gl_UseProgram;
 121 PFNGLGETSHADERIVPROC gl_GetShaderiv;
 122 PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC gl_GetShaderInfoLog;
 123 PFNGLGETPROGRAMIVPROC gl_GetProgramiv;
 124 PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC gl_GetProgramInfoLog;
 125 PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC gl_GetAttribLocation;
 126 PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC gl_GetUniformLocation;
 127 PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC gl_UniformMatrix4fv;
 128 PFNGLUNIFORMMATRIX3FVPROC gl_UniformMatrix3fv;
 129
 130 void initExtensionEntries(void)
 131 {
 132     gl_CreateShader = (PFNGLCREATESHADERPROC) glutGetProcAddress ("glCreateShader");
 133     gl_ShaderSource = (PFNGLSHADERSOURCEPROC) glutGetProcAddress ("glShaderSource");
 134     gl_CompileShader = (PFNGLCOMPILESHADERPROC) glutGetProcAddress ("glCompileShader");
 135     gl_CreateProgram = (PFNGLCREATEPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glCreateProgram");
 136     gl_AttachShader = (PFNGLATTACHSHADERPROC) glutGetProcAddress ("glAttachShader");
 137     gl_LinkProgram = (PFNGLLINKPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glLinkProgram");
 138     gl_UseProgram = (PFNGLUSEPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glUseProgram");
 139     gl_GetShaderiv = (PFNGLGETSHADERIVPROC) glutGetProcAddress ("glGetShaderiv");
 140     gl_GetShaderInfoLog = (PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC) glutGetProcAddress ("glGetShaderInfoLog");
 141     gl_GetProgramiv = (PFNGLGETPROGRAMIVPROC) glutGetProcAddress ("glGetProgramiv");
 142     gl_GetProgramInfoLog = (PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC) glutGetProcAddress ("glGetProgramInfoLog");
 143     gl_GetAttribLocation = (PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC) glutGetProcAddress ("glGetAttribLocation");
 144     gl_GetUniformLocation = (PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC) glutGetProcAddress ("glGetUniformLocation");
 145     gl_UniformMatrix4fv = (PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC) glutGetProcAddress ("glUniformMatrix4fv");
 146     gl_UniformMatrix3fv = (PFNGLUNIFORMMATRIX3FVPROC) glutGetProcAddress ("glUniformMatrix3fv");
 147     if (!gl_CreateShader || !gl_ShaderSource || !gl_CompileShader || !gl_CreateProgram || !gl_AttachShader || !gl_LinkProgram || !gl_UseProgram || !gl_GetShaderiv || !gl_GetShaderInfoLog || !gl_GetProgramiv || !gl_GetProgramInfoLog || !gl_GetAttribLocation || !gl_GetUniformLocation || !gl_UniformMatrix4fv || !gl_UniformMatrix3fv)
 148     {
 149         fprintf (stderr, "glCreateShader, glShaderSource, glCompileShader, glCreateProgram, glAttachShader, glLinkProgram, glUseProgram, glGetShaderiv, glGetShaderInfoLog, glGetProgramiv, glGetProgramInfoLog, glGetAttribLocation, glGetUniformLocation, glUniformMatrix4fv or gl_UniformMatrix3fv not found");
 150         exit(1);
 151     }
 152 }
 153
 154 const ourGLchar *vertexShaderSource[] = {
 155     "/**",
 156     " * From the OpenGL Programming wikibook: http://en.wikibooks.org/wiki/GLSL_Programming/GLUT/Smooth_Specular_Highlights",
 157     " * This file is in the public domain.",
 158     " * Contributors: Sylvain Beucler",
 159     " */",
 160     "attribute vec3 fg_coord;",
 161     "attribute vec3 fg_normal;",
 162     "varying vec4 position;  /* position of the vertex (and fragment) in world space */",
 163     "varying vec3 varyingNormalDirection;  /* surface normal vector in world space */",
 164     "uniform mat4 m, p;      /* don't need v, as always identity in our demo */",
 165     "uniform mat3 m_3x3_inv_transp;",
 166     " ",
 167     "void main()",
 168     "{",
 169     "  vec4 fg_coord4 = vec4(fg_coord, 1.0);",
 170     "  position = m * fg_coord4;",
 171     "  varyingNormalDirection = normalize(m_3x3_inv_transp * fg_normal);",
 172     " ",
 173     "  mat4 mvp = p*m;   /* normally p*v*m */",
 174     "  gl_Position = mvp * fg_coord4;",
 175     "}"
 176 };
 177
 178 const ourGLchar *fragmentShaderSource[] = {
 179     "/**",
 180     " * From the OpenGL Programming wikibook: http://en.wikibooks.org/wiki/GLSL_Programming/GLUT/Smooth_Specular_Highlights",
 181     " * This file is in the public domain.",
 182     " * Contributors: Martin Kraus, Sylvain Beucler",
 183     " */",
 184     "varying vec4 position;  /* position of the vertex (and fragment) in world space */",
 185     "varying vec3 varyingNormalDirection;  /* surface normal vector in world space */",
 186     "/* uniform mat4 v_inv;   // in this demo, the view matrix is always an identity matrix */",
 187     " ",
 188     "struct lightSource",
 189     "{",
 190     "  vec4 position;",
 191     "  vec4 diffuse;",
 192     "  vec4 specular;",
 193     "  float constantAttenuation, linearAttenuation, quadraticAttenuation;",
 194     "  float spotCutoff, spotExponent;",
 195     "  vec3 spotDirection;",
 196     "};",
 197     "lightSource light0 = lightSource(",
 198     "  vec4(2.0, 5.0, 5.0, 0.0),",
 199     "  vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0),",
 200     "  vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0),",
 201     "    0.0, 1.0, 0.0,",
 202     "  180.0, 0.0,",
 203     "  vec3(0.0, 0.0, 0.0)",
 204     ");",
 205     "vec4 scene_ambient = vec4(0.2, 0.2, 0.2, 1.0);",
 206     " ",
 207     "struct material",
 208     "{",
 209     "  vec4 ambient;",
 210     "  vec4 diffuse;",
 211     "  vec4 specular;",
 212     "  float shininess;",
 213     "};",
 214     "material frontMaterial = material(",
 215     "  vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0),",
 216     "  vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0),",
 217     "  vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0),",
 218     "  100.0",
 219     ");",
 220     " ",
 221     "void main()",
 222     "{",
 223     "  vec3 normalDirection = normalize(varyingNormalDirection);",
 224     "  /* vec3 viewDirection = normalize(vec3(v_inv * vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0) - position)); */",
 225     "  vec3 viewDirection = normalize(vec3(vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0) - position));    /* in this demo, the view matrix is always an identity matrix */",
 226     "  vec3 lightDirection;",
 227     "  float attenuation;",
 228     " ",
 229     "  if (0.0 == light0.position.w) /* directional light? */",
 230     "    {",
 231     "      attenuation = 1.0; /* no attenuation */",
 232     "      lightDirection = normalize(vec3(light0.position));",
 233     "    } ",
 234     "  else /* point light or spotlight (or other kind of light) */",
 235     "    {",
 236     "      vec3 positionToLightSource = vec3(light0.position - position);",
 237     "      float distance = length(positionToLightSource);",
 238     "      lightDirection = normalize(positionToLightSource);",
 239     "      attenuation = 1.0 / (light0.constantAttenuation",
 240     "                           + light0.linearAttenuation * distance",
 241     "                           + light0.quadraticAttenuation * distance * distance);",
 242     " ",
 243     "      if (light0.spotCutoff <= 90.0) /* spotlight? */",
 244     "        {",
 245     "          float clampedCosine = max(0.0, dot(-lightDirection, light0.spotDirection));",
 246     "          if (clampedCosine < cos(radians(light0.spotCutoff))) /* outside of spotlight cone? */",
 247     "            {",
 248     "              attenuation = 0.0;",
 249     "            }",
 250     "          else",
 251     "            {",
 252     "              attenuation = attenuation * pow(clampedCosine, light0.spotExponent);   ",
 253     "            }",
 254     "        }",
 255     "    }",
 256     " ",
 257     "  vec3 ambientLighting = vec3(scene_ambient) * vec3(frontMaterial.ambient);",
 258     " ",
 259     "  vec3 diffuseReflection = attenuation ",
 260     "    * vec3(light0.diffuse) * vec3(frontMaterial.diffuse)",
 261     "    * max(0.0, dot(normalDirection, lightDirection));",
 262     " ",
 263     "  vec3 specularReflection;",
 264     "  if (dot(normalDirection, lightDirection) < 0.0) /* light source on the wrong side? */",
 265     "    {",
 266     "      specularReflection = vec3(0.0, 0.0, 0.0); /* no specular reflection */",
 267     "    }",
 268     "  else /* light source on the right side */",
 269     "    {",
 270     "      specularReflection = attenuation * vec3(light0.specular) * vec3(frontMaterial.specular) ",
 271     "        * pow(max(0.0, dot(reflect(-lightDirection, normalDirection), viewDirection)), frontMaterial.shininess);",
 272     "    }",
 273     " ",
 274     "  gl_FragColor = vec4(ambientLighting + diffuseReflection + specularReflection, 1.0);",
 275     "}"
 276 };
 277
 278 GLint getAttribOrUniformLocation(const char* name, GLuint program, GLboolean isAttrib)
 279 {
 280     if (isAttrib)
 281     {
 282         GLint attrib = gl_GetAttribLocation(program, name);
 283         if (attrib == -1)
 284         {
 285             fprintf(stderr, "Warning: Could not bind attrib %s\n", name);
 286         }
 287
 288         return attrib;
 289     }
 290     else
 291     {
 292         GLint uniform = gl_GetUniformLocation(program, name);
 293         if (uniform == -1)
 294         {
 295             fprintf(stderr, "Warning: Could not bind uniform %s\n", name);
 296         }
 297
 298         return uniform;
 299     }
 300     checkError ("getAttribOrUniformLocation");
 301 }
 302
 303 GLuint program;
 304 GLint attribute_fg_coord = -1, attribute_fg_normal = -1;
 305 GLint uniform_m = -1, uniform_p = -1, uniform_m_3x3_inv_transp = -1;
 306 GLint shaderReady = 0;  /* Set to 1 when all initialization went well, to -1 when shader somehow unusable. */
 307
 308
 309
 310 void compileAndCheck(GLuint shader)
 311 {
 312     GLint status;
 313     gl_CompileShader (shader);
 314     gl_GetShaderiv (shader, GL_COMPILE_STATUS, &status);
 315     if (status == GL_FALSE) {
 316         GLint infoLogLength;
 317         ourGLchar *infoLog;
 318         gl_GetShaderiv (shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
 319         infoLog = (ourGLchar*) malloc (infoLogLength);
 320         gl_GetShaderInfoLog (shader, infoLogLength, NULL, infoLog);
 321         fprintf (stderr, "compile log: %s\n", infoLog);
 322         free (infoLog);
 323     }
 324     checkError ("compileAndCheck");
 325 }
 326
 327 GLuint compileShaderSource(GLenum type, GLsizei count, const ourGLchar **string)
 328 {
 329     GLuint shader = gl_CreateShader (type);
 330     gl_ShaderSource (shader, count, string, NULL);
 331
 332     checkError ("compileShaderSource");
 333
 334     compileAndCheck (shader);
 335     return shader;
 336 }
 337
 338 void linkAndCheck(GLuint program)
 339 {
 340     GLint status;
 341     gl_LinkProgram (program);
 342     gl_GetProgramiv (program, GL_LINK_STATUS, &status);
 343     if (status == GL_FALSE) {
 344         GLint infoLogLength;
 345         ourGLchar *infoLog;
 346         gl_GetProgramiv (program, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
 347         infoLog = (ourGLchar*) malloc (infoLogLength);
 348         gl_GetProgramInfoLog (program, infoLogLength, NULL, infoLog);
 349         fprintf (stderr, "link log: %s\n", infoLog);
 350         free (infoLog);
 351     }
 352     checkError ("linkAndCheck");
 353 }
 354
 355 void createProgram(GLuint vertexShader, GLuint fragmentShader)
 356 {
 357     program = gl_CreateProgram ();
 358     if (vertexShader != 0) {
 359         gl_AttachShader (program, vertexShader);
 360     }
 361     if (fragmentShader != 0) {
 362         gl_AttachShader (program, fragmentShader);
 363     }
 364
 365     checkError ("createProgram");
 366
 367     linkAndCheck (program);
 368 }
 369
 370 void initShader(void)
 371 {
 372     const GLsizei vertexShaderLines = sizeof(vertexShaderSource) / sizeof(ourGLchar*);
 373     GLuint vertexShader =
 374         compileShaderSource (GL_VERTEX_SHADER, vertexShaderLines, vertexShaderSource);
 375
 376     const GLsizei fragmentShaderLines = sizeof(fragmentShaderSource) / sizeof(ourGLchar*);
 377     GLuint fragmentShader =
 378         compileShaderSource (GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderLines, fragmentShaderSource);
 379
 380     checkError ("initShader - 1");
 381
 382     createProgram (vertexShader, fragmentShader);
 383
 384     gl_UseProgram (program);
 385
 386     attribute_fg_coord      = getAttribOrUniformLocation("fg_coord"         , program, GL_TRUE);
 387     attribute_fg_normal     = getAttribOrUniformLocation("fg_normal"        , program, GL_TRUE);
 388     uniform_m               = getAttribOrUniformLocation("m"                , program, GL_FALSE);
 389     uniform_p               = getAttribOrUniformLocation("p"                , program, GL_FALSE);
 390     uniform_m_3x3_inv_transp= getAttribOrUniformLocation("m_3x3_inv_transp" , program, GL_FALSE);
 391
 392     gl_UseProgram (0);
 393
 394     if (attribute_fg_coord==-1 || attribute_fg_normal==-1 ||
 395         uniform_m==-1 || uniform_p==-1 || uniform_m_3x3_inv_transp==-1)
 396         shaderReady = -1;
 397     else
 398         shaderReady = 1;
 399
 400     checkError ("initShader - 2");
 401 }
 402
 403 /*
 404  * This macro is only intended to be used on arrays, of course.
 405  */
 406 #define NUMBEROF(x) ((sizeof(x))/(sizeof(x[0])))
 407
 408 /*
 409  * These global variables control which object is drawn,
 410  * and how it is drawn.  No object uses all of these
 411  * variables.
 412  */
 413 static int function_index;
 414 static int slices = 16;
 415 static int stacks = 16;
 416 static double irad = .25;
 417 static double orad = 1.0;   /* doubles as size for objects other than Torus */
 418 static int depth = 4;
 419 static double offset[ 3 ] = { 0, 0, 0 };
 420 static GLboolean show_info = GL_TRUE;
 421 static float ar;
 422 static GLboolean persProject = GL_TRUE;
 423 static GLboolean animateXRot = GL_FALSE;
 424 static GLboolean useShader   = GL_FALSE;
 425 static GLboolean visNormals  = GL_FALSE;
 426
 427 /*
 428  * Enum to tell drawSizeInfo what to draw for each object
 429  */
 430 #define GEO_NO_SIZE 0
 431 #define GEO_SIZE 1
 432 #define GEO_SCALE 2
 433 #define GEO_INNER_OUTER_RAD 4
 434 #define GEO_RAD 8
 435 #define GEO_BASE_HEIGHT 16
 436 #define GEO_RAD_HEIGHT 32
 437
 438 /*
 439  * These one-liners draw particular objects, fetching appropriate
 440  * information from the above globals.  They are just thin wrappers
 441  * for the FreeGLUT objects.
 442  */
 443 static void drawSolidTetrahedron(void)         { glutSolidTetrahedron ();                        }
 444 static void drawWireTetrahedron(void)          { glutWireTetrahedron ();                         }
 445 static void drawSolidCube(void)                { glutSolidCube(orad);                            }  /* orad doubles as size input */
 446 static void drawWireCube(void)                 { glutWireCube(orad);                             }  /* orad doubles as size input */
 447 static void drawSolidOctahedron(void)          { glutSolidOctahedron ();                         }
 448 static void drawWireOctahedron(void)           { glutWireOctahedron ();                          }
 449 static void drawSolidDodecahedron(void)        { glutSolidDodecahedron ();                       }
 450 static void drawWireDodecahedron(void)         { glutWireDodecahedron ();                        }
 451 static void drawSolidRhombicDodecahedron(void) { glutSolidRhombicDodecahedron ();                }
 452 static void drawWireRhombicDodecahedron(void)  { glutWireRhombicDodecahedron ();                 }
 453 static void drawSolidIcosahedron(void)         { glutSolidIcosahedron ();                        }
 454 static void drawWireIcosahedron(void)          { glutWireIcosahedron ();                         }
 455 static void drawSolidSierpinskiSponge(void)    { glutSolidSierpinskiSponge (depth, offset, orad);}  /* orad doubles as size input */
 456 static void drawWireSierpinskiSponge(void)     { glutWireSierpinskiSponge (depth, offset, orad); }  /* orad doubles as size input */
 457 static void drawSolidTorus(void)               { glutSolidTorus(irad,orad,slices,stacks);        }
 458 static void drawWireTorus(void)                { glutWireTorus (irad,orad,slices,stacks);        }
 459 static void drawSolidSphere(void)              { glutSolidSphere(orad,slices,stacks);            }  /* orad doubles as size input */
 460 static void drawWireSphere(void)               { glutWireSphere(orad,slices,stacks);             }  /* orad doubles as size input */
 461 static void drawSolidCone(void)                { glutSolidCone(irad,orad,slices,stacks);         }  /* irad doubles as base input, and orad as height input */
 462 static void drawWireCone(void)                 { glutWireCone(irad,orad,slices,stacks);          }  /* irad doubles as base input, and orad as height input */
 463 static void drawSolidCylinder(void)            { glutSolidCylinder(irad,orad,slices,stacks);     }  /* irad doubles as radius input, and orad as height input */
 464 static void drawWireCylinder(void)             { glutWireCylinder(irad,orad,slices,stacks);      }  /* irad doubles as radius input, and orad as height input */
 465 /* per Glut manpage, it should be noted that the teapot is rendered
 466  * with clockwise winding for front facing polygons...
 467  * Same for the teacup and teaspoon
 468  */
 469 static void drawSolidTeapot(void)
 470 {   glFrontFace(GL_CW);    glutSolidTeapot(orad);   glFrontFace(GL_CCW);    /* orad doubles as size input */}
 471 static void drawWireTeapot(void)
 472 {   glFrontFace(GL_CW);    glutWireTeapot(orad);    glFrontFace(GL_CCW);    /* orad doubles as size input */}
 473 static void drawSolidTeacup(void)
 474 {   glFrontFace(GL_CW);    glutSolidTeacup(orad);   glFrontFace(GL_CCW);    /* orad doubles as size input */}
 475 static void drawWireTeacup(void)
 476 {   glFrontFace(GL_CW);    glutWireTeacup(orad);    glFrontFace(GL_CCW);    /* orad doubles as size input */}
 477 static void drawSolidTeaspoon(void)
 478 {   glFrontFace(GL_CW);    glutSolidTeaspoon(orad); glFrontFace(GL_CCW);    /* orad doubles as size input */}
 479 static void drawWireTeaspoon(void)
 480 {   glFrontFace(GL_CW);    glutWireTeaspoon(orad);  glFrontFace(GL_CCW);    /* orad doubles as size input */}
 481
 482 #define RADIUSFAC    0.70710678118654752440084436210485f
 483
 484 static void drawSolidCuboctahedron(void)
 485 {
 486   GLfloat radius = RADIUSFAC*(GLfloat)orad; /* orad doubles as size */
 487   glBegin( GL_TRIANGLES );
 488     glNormal3d( 0.577350269189, 0.577350269189, 0.577350269189); glVertex3d( radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0, radius, radius ); glVertex3d( radius, 0.0, radius );
 489     glNormal3d( 0.577350269189, 0.577350269189,-0.577350269189); glVertex3d( radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( radius, 0.0,-radius ); glVertex3d( 0.0, radius,-radius );
 490     glNormal3d( 0.577350269189,-0.577350269189, 0.577350269189); glVertex3d( radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( radius, 0.0, radius ); glVertex3d( 0.0,-radius, radius );
 491     glNormal3d( 0.577350269189,-0.577350269189,-0.577350269189); glVertex3d( radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0,-radius,-radius ); glVertex3d( radius, 0.0,-radius );
 492     glNormal3d(-0.577350269189, 0.577350269189, 0.577350269189); glVertex3d(-radius, radius, 0.0 ); glVertex3d(-radius, 0.0, radius ); glVertex3d( 0.0, radius, radius );
 493     glNormal3d(-0.577350269189, 0.577350269189,-0.577350269189); glVertex3d(-radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0, radius,-radius ); glVertex3d(-radius, 0.0,-radius );
 494     glNormal3d(-0.577350269189,-0.577350269189, 0.577350269189); glVertex3d(-radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0,-radius, radius ); glVertex3d(-radius, 0.0, radius );
 495     glNormal3d(-0.577350269189,-0.577350269189,-0.577350269189); glVertex3d(-radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d(-radius, 0.0,-radius ); glVertex3d( 0.0,-radius,-radius );
 496   glEnd();
 497
 498   glBegin( GL_QUADS );
 499     glNormal3d( 1.0, 0.0, 0.0 ); glVertex3d( radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( radius, 0.0, radius ); glVertex3d( radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( radius, 0.0,-radius );
 500     glNormal3d(-1.0, 0.0, 0.0 ); glVertex3d(-radius, radius, 0.0 ); glVertex3d(-radius, 0.0,-radius ); glVertex3d(-radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d(-radius, 0.0, radius );
 501     glNormal3d( 0.0, 1.0, 0.0 ); glVertex3d( radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0, radius,-radius ); glVertex3d(-radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0, radius, radius );
 502     glNormal3d( 0.0,-1.0, 0.0 ); glVertex3d( radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0,-radius, radius ); glVertex3d(-radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0,-radius,-radius );
 503     glNormal3d( 0.0, 0.0, 1.0 ); glVertex3d( radius, 0.0, radius ); glVertex3d( 0.0, radius, radius ); glVertex3d(-radius, 0.0, radius ); glVertex3d( 0.0,-radius, radius );
 504     glNormal3d( 0.0, 0.0,-1.0 ); glVertex3d( radius, 0.0,-radius ); glVertex3d( 0.0,-radius,-radius ); glVertex3d(-radius, 0.0,-radius ); glVertex3d( 0.0, radius,-radius );
 505   glEnd();
 506 }
 507
 508 static void drawWireCuboctahedron(void)
 509 {
 510   GLfloat radius = RADIUSFAC*(GLfloat)orad; /* orad doubles as size */
 511   glBegin( GL_LINE_LOOP );
 512     glNormal3d( 1.0, 0.0, 0.0 ); glVertex3d( radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( radius, 0.0, radius ); glVertex3d( radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( radius, 0.0,-radius );
 513   glEnd();
 514   glBegin( GL_LINE_LOOP );
 515     glNormal3d(-1.0, 0.0, 0.0 ); glVertex3d(-radius, radius, 0.0 ); glVertex3d(-radius, 0.0,-radius ); glVertex3d(-radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d(-radius, 0.0, radius );
 516   glEnd();
 517   glBegin( GL_LINE_LOOP );
 518     glNormal3d( 0.0, 1.0, 0.0 ); glVertex3d( radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0, radius,-radius ); glVertex3d(-radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0, radius, radius );
 519   glEnd();
 520   glBegin( GL_LINE_LOOP );
 521     glNormal3d( 0.0,-1.0, 0.0 ); glVertex3d( radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0,-radius, radius ); glVertex3d(-radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0,-radius,-radius );
 522   glEnd();
 523   glBegin( GL_LINE_LOOP );
 524     glNormal3d( 0.0, 0.0, 1.0 ); glVertex3d( radius, 0.0, radius ); glVertex3d( 0.0, radius, radius ); glVertex3d(-radius, 0.0, radius ); glVertex3d( 0.0,-radius, radius );
 525   glEnd();
 526   glBegin( GL_LINE_LOOP );
 527     glNormal3d( 0.0, 0.0,-1.0 ); glVertex3d( radius, 0.0,-radius ); glVertex3d( 0.0,-radius,-radius ); glVertex3d(-radius, 0.0,-radius ); glVertex3d( 0.0, radius,-radius );
 528   glEnd();
 529 }
 530
 531 #undef RADIUSFAC
 532
 533 /*
 534  * This structure defines an entry in our function-table.
 535  */
 536 typedef struct
 537 {
 538     const char * const name;
 539     void (*solid) (void);
 540     void (*wire)  (void);
 541     int drawSizeInfoFlag;
 542 } entry;
 543
 544 #define ENTRY(e,f) {#e, drawSolid##e, drawWire##e,f}
 545 static const entry table [] =
 546 {
 547     ENTRY (Tetrahedron,GEO_NO_SIZE),
 548     ENTRY (Cube,GEO_SIZE),
 549     ENTRY (Octahedron,GEO_NO_SIZE),
 550     ENTRY (Dodecahedron,GEO_NO_SIZE),
 551     ENTRY (RhombicDodecahedron,GEO_NO_SIZE),
 552     ENTRY (Icosahedron,GEO_NO_SIZE),
 553     ENTRY (SierpinskiSponge,GEO_SCALE),
 554     ENTRY (Teapot,GEO_SIZE),
 555     ENTRY (Teacup,GEO_SIZE),
 556     ENTRY (Teaspoon,GEO_SIZE),
 557     ENTRY (Torus,GEO_INNER_OUTER_RAD),
 558     ENTRY (Sphere,GEO_RAD),
 559     ENTRY (Cone,GEO_BASE_HEIGHT),
 560     ENTRY (Cylinder,GEO_RAD_HEIGHT),
 561     ENTRY (Cuboctahedron,GEO_SIZE)   /* This one doesn't work when in shader mode and is then skipped */
 562 };
 563 #undef ENTRY
 564
 565 /*!
 566     Does printf()-like work using freeglut
 567     glutBitmapString().  Uses a fixed font.  Prints
 568     at the indicated row/column position.
 569
 570     Limitation: Cannot address pixels.
 571     Limitation: Renders in screen coords, not model coords.
 572 */
 573 static void shapesPrintf (int row, int col, const char *fmt, ...)
 574 {
 575     static char buf[256];
 576     int viewport[4];
 577     void *font = GLUT_BITMAP_9_BY_15;
 578     va_list args;
 579
 580     va_start(args, fmt);
 581 #if defined(WIN32) && !defined(__CYGWIN__)
 582     (void) _vsnprintf (buf, sizeof(buf), fmt, args);
 583 #else
 584     (void) vsnprintf (buf, sizeof(buf), fmt, args);
 585 #endif
 586     va_end(args);
 587
 588     glGetIntegerv(GL_VIEWPORT,viewport);
 589
 590     glPushMatrix();
 591     glLoadIdentity();
 592
 593     glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 594     glPushMatrix();
 595     glLoadIdentity();
 596
 597         glOrtho(0,viewport[2],0,viewport[3],-1,1);
 598
 599         glRasterPos2i
 600         (
 601               glutBitmapWidth(font, ' ') * col,
 602             - glutBitmapHeight(font) * row + viewport[3]
 603         );
 604         glutBitmapString (font, (unsigned char*)buf);
 605
 606     glPopMatrix();
 607     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 608     glPopMatrix();
 609 }
 610
 611 /* Print info about the about the current shape and render state on the screen */
 612 static void DrawSizeInfo(int *row)
 613 {
 614     switch (table [function_index].drawSizeInfoFlag)
 615     {
 616     case GEO_NO_SIZE:
 617         break;
 618     case GEO_SIZE:
 619         shapesPrintf ((*row)++, 1, "Size  Up  Down : %f", orad);
 620         break;
 621     case GEO_SCALE:
 622         shapesPrintf ((*row)++, 1, "Scale  Up  Down : %f", orad);
 623         break;
 624     case GEO_INNER_OUTER_RAD:
 625         shapesPrintf ((*row)++, 1, "Inner radius Left Right: %f", irad);
 626         shapesPrintf ((*row)++, 1, "Outer radius  Up  Down : %f", orad);
 627         break;
 628     case GEO_RAD:
 629         shapesPrintf ((*row)++, 1, "Radius  Up  Down : %f", orad);
 630         break;
 631     case GEO_BASE_HEIGHT:
 632         shapesPrintf ((*row)++, 1, "Base   Left Right: %f", irad);
 633         shapesPrintf ((*row)++, 1, "Height  Up  Down : %f", orad);
 634         break;
 635     case GEO_RAD_HEIGHT:
 636         shapesPrintf ((*row)++, 1, "Radius Left Right: %f", irad);
 637         shapesPrintf ((*row)++, 1, "Height  Up  Down : %f", orad);
 638         break;
 639     }
 640 }
 641
 642 static void drawInfo()
 643 {
 644     int row = 1;
 645     shapesPrintf (row++, 1, "Shape PgUp PgDn: %s", table [function_index].name);
 646     shapesPrintf (row++, 1, "Slices +-: %d   Stacks <>: %d", slices, stacks);
 647     shapesPrintf (row++, 1, "nSides +-: %d   nRings <>: %d", slices, stacks);
 648     shapesPrintf (row++, 1, "Depth  (): %d", depth);
 649     DrawSizeInfo(&row);
 650     if (persProject)
 651         shapesPrintf (row++, 1, "Perspective projection (p)");
 652     else
 653         shapesPrintf (row++, 1, "Orthographic projection (p)");
 654     if (useShader)
 655         shapesPrintf (row++, 1, "Using shader (s)");
 656     else
 657         shapesPrintf (row++, 1, "Using fixed function pipeline (s)");
 658     if (animateXRot)
 659         shapesPrintf (row++, 1, "2D rotation (r)");
 660     else
 661         shapesPrintf (row++, 1, "1D rotation (r)");
 662     shapesPrintf (row++, 1, "visualizing normals: %i (n)",visNormals);
 663 }
 664
 665 /* GLUT callback Handlers */
 666 static void
 667 resize(int width, int height)
 668 {
 669     ar = (float) width / (float) height;
 670
 671     glViewport(0, 0, width, height);
 672 }
 673
 674 static void display(void)
 675 {
 676     const double t = glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME) / 1000.0;
 677     const double a = t*89.0;
 678     const double b = (animateXRot?t:1)*67.0;
 679
 680     glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 681
 682     glutSetOption(GLUT_GEOMETRY_VISUALIZE_NORMALS,visNormals);  /* Normals visualized or not? */
 683
 684     if (useShader && !shaderReady)
 685         initShader();
 686
 687     if (useShader && shaderReady)
 688     {
 689         /* setup use of shader (and vertex buffer by FreeGLUT) */
 690         gl_UseProgram (program);
 691         glutSetVertexAttribCoord3(attribute_fg_coord);
 692         glutSetVertexAttribNormal(attribute_fg_normal);
 693         /* There is also a glutSetVertexAttribTexCoord2, which is used only when drawing the teapot, teacup or teaspoon */
 694
 695         gl_matrix_mode(GL_PROJECTION);
 696         gl_load_identity();
 697         if (persProject)
 698             gl_frustum(-ar, ar, -1.f, 1.f, 2.f, 100.f);
 699         else
 700             gl_ortho(-ar*3, ar*3, -3.f, 3.f, 2.f, 100.f);
 701         gl_UniformMatrix4fv (uniform_p, 1, GL_FALSE, get_matrix(GL_PROJECTION));
 702
 703
 704         gl_matrix_mode(GL_MODELVIEW);
 705         gl_load_identity();
 706
 707         gl_push_matrix();
 708             /* Not in reverse order like normal OpenGL, our util library multiplies the matrices in the order they are specified in */
 709             gl_rotatef((float)a,0,0,1);
 710             gl_rotatef((float)b,1,0,0);
 711             gl_translatef(0,1.2f,-6);
 712             gl_UniformMatrix4fv (uniform_m               , 1, GL_FALSE, get_matrix(GL_MODELVIEW));
 713             gl_UniformMatrix3fv (uniform_m_3x3_inv_transp, 1, GL_FALSE, get_inv_transpose_3x3(GL_MODELVIEW));
 714             table [function_index].solid ();
 715         gl_pop_matrix();
 716
 717         gl_push_matrix();
 718             gl_rotatef((float)a,0,0,1);
 719             gl_rotatef((float)b,1,0,0);
 720             gl_translatef(0,-1.2f,-6);
 721             gl_UniformMatrix4fv (uniform_m               , 1, GL_FALSE, get_matrix(GL_MODELVIEW));
 722             gl_UniformMatrix3fv (uniform_m_3x3_inv_transp, 1, GL_FALSE, get_inv_transpose_3x3(GL_MODELVIEW));
 723             table [function_index].wire ();
 724         gl_pop_matrix();
 725
 726         gl_UseProgram (0);
 727         glutSetVertexAttribCoord3(-1);
 728         glutSetVertexAttribNormal(-1);
 729
 730         checkError ("display");
 731     }
 732     else
 733     {
 734         /* fixed function pipeline */
 735         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 736         glLoadIdentity();
 737         if (persProject)
 738             glFrustum(-ar, ar, -1.0, 1.0, 2.0, 100.0);
 739         else
 740             glOrtho(-ar*3, ar*3, -3.0, 3.0, 2.0, 100.0);
 741         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 742         glLoadIdentity();
 743
 744         glEnable(GL_LIGHTING);
 745
 746         glColor3d(1,0,0);
 747
 748         glPushMatrix();
 749             glTranslated(0,1.2,-6);
 750             glRotated(b,1,0,0);
 751             glRotated(a,0,0,1);
 752             table [function_index].solid ();
 753         glPopMatrix();
 754
 755         glPushMatrix();
 756             glTranslated(0,-1.2,-6);
 757             glRotated(b,1,0,0);
 758             glRotated(a,0,0,1);
 759             table [function_index].wire ();
 760         glPopMatrix();
 761
 762         glDisable(GL_LIGHTING);
 763         glColor3d(0.1,0.1,0.4);
 764     }
 765
 766     if( show_info )
 767         /* print info to screen */
 768         drawInfo();
 769     else
 770         /* print to command line instead */
 771         printf ( "Shape %d slides %d stacks %d\n", function_index, slices, stacks ) ;
 772
 773     glutSwapBuffers();
 774 }
 775
 776
 777 static void
 778 key(unsigned char key, int x, int y)
 779 {
 780     switch (key)
 781     {
 782     case 27 :
 783     case 'Q':
 784     case 'q': glutLeaveMainLoop () ;      break;
 785
 786     case 'I':
 787     case 'i': show_info=!show_info;       break;
 788
 789     case '=':
 790     case '+': slices++;                   break;
 791
 792     case '-':
 793     case '_': if( slices > -1 ) slices--; break;
 794
 795     case ',':
 796     case '<': if( stacks > -1 ) stacks--; break;
 797
 798     case '.':
 799     case '>': stacks++;                   break;
 800
 801     case '9':
 802     case '(': if( depth > -1 ) depth--;   break;
 803
 804     case '0':
 805     case ')': ++depth;                    break;
 806
 807     case 'P':
 808     case 'p': persProject=!persProject;   break;
 809
 810     case 'R':
 811     case 'r': animateXRot=!animateXRot;   break;
 812
 813     case 'S':
 814     case 's':
 815         useShader=!useShader;
 816         /* Cuboctahedron can't be shown when in shader mode, move to next */
 817         if (useShader && NUMBEROF (table)-1 == ( unsigned )function_index)
 818                 function_index = 0;
 819         break;
 820
 821     case 'N':
 822     case 'n': visNormals=!visNormals;     break;
 823
 824     default:
 825         break;
 826     }
 827
 828     glutPostRedisplay();
 829 }
 830
 831 static void special (int key, int x, int y)
 832 {
 833     switch (key)
 834     {
 835     case GLUT_KEY_PAGE_UP:    ++function_index; break;
 836     case GLUT_KEY_PAGE_DOWN:  --function_index; break;
 837     case GLUT_KEY_UP:         orad *= 2;        break;
 838     case GLUT_KEY_DOWN:       orad /= 2;        break;
 839
 840     case GLUT_KEY_RIGHT:      irad *= 2;        break;
 841     case GLUT_KEY_LEFT:       irad /= 2;        break;
 842
 843     default:
 844         break;
 845     }
 846
 847     if (0 > function_index)
 848         function_index = NUMBEROF (table) - 1;
 849
 850     if (NUMBEROF (table) <= ( unsigned )function_index)
 851         function_index = 0;
 852
 853     /* Cuboctahedron can't be shown when in shader mode, skip it */
 854     if (useShader && NUMBEROF (table)-1 == ( unsigned )function_index)
 855         if (key==GLUT_KEY_PAGE_UP)
 856             function_index = 0;
 857         else
 858             function_index -= 1;
 859 }
 860
 861
 862 static void
 863 idle(void)
 864 {
 865     glutPostRedisplay();
 866 }
 867
 868 const GLfloat light_ambient[]  = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };
 869 const GLfloat light_diffuse[]  = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };
 870 const GLfloat light_specular[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };
 871 const GLfloat light_position[] = { 2.0f, 5.0f, 5.0f, 0.0f };
 872
 873 const GLfloat mat_ambient[]    = { 0.7f, 0.7f, 0.7f, 1.0f };
 874 const GLfloat mat_diffuse[]    = { 0.8f, 0.8f, 0.8f, 1.0f };
 875 const GLfloat mat_specular[]   = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };
 876 const GLfloat high_shininess[] = { 100.0f };
 877
 878 /* Program entry point */
 879
 880 int
 881 main(int argc, char *argv[])
 882 {
 883     glutInitWindowSize(800,600);
 884     glutInitWindowPosition(40,40);
 885     glutInit(&argc, argv);
 886     glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH | GLUT_MULTISAMPLE);
 887
 888     glutCreateWindow("FreeGLUT Shapes");
 889
 890     glutReshapeFunc(resize);
 891     glutDisplayFunc(display);
 892     glutKeyboardFunc(key);
 893     glutSpecialFunc(special);
 894     glutIdleFunc(idle);
 895
 896     glutSetOption ( GLUT_ACTION_ON_WINDOW_CLOSE, GLUT_ACTION_CONTINUE_EXECUTION ) ;
 897
 898     glClearColor(1,1,1,1);
 899     glEnable(GL_CULL_FACE);
 900     glCullFace(GL_BACK);
 901
 902     glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 903     glDepthFunc(GL_LESS);
 904
 905     glEnable(GL_LIGHT0);
 906     glEnable(GL_NORMALIZE);
 907     glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
 908
 909     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT,  light_ambient);
 910     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE,  light_diffuse);
 911     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, light_specular);
 912     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position);
 913
 914     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT,   mat_ambient);
 915     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE,   mat_diffuse);
 916     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR,  mat_specular);
 917     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, high_shininess);
 918
 919     initExtensionEntries();
 920
 921     glutMainLoop();
 922
 923 #ifdef _MSC_VER
 924     /* DUMP MEMORY LEAK INFORMATION */
 925     _CrtDumpMemoryLeaks () ;
 926 #endif
 927
 928     return EXIT_SUCCESS;
 929 }