git.mutantstargoat.com Git - freeglut/blob - progs/demos/smooth_opengl3/smooth_opengl3.c

   1 /*
   2  * smooth_opengl3.c, based on smooth.c, which is (c) by SGI, see below.
   3  * This program demonstrates smooth shading in a way which is fully
   4  * OpenGL-3.1-compliant.
   5  * A smooth shaded polygon is drawn in a 2-D projection.
   6  */
   7
   8 /*
   9  * Original copyright notice from smooth.c:
  10  *
  11  * License Applicability. Except to the extent portions of this file are
  12  * made subject to an alternative license as permitted in the SGI Free
  13  * Software License B, Version 1.1 (the "License"), the contents of this
  14  * file are subject only to the provisions of the License. You may not use
  15  * this file except in compliance with the License. You may obtain a copy
  16  * of the License at Silicon Graphics, Inc., attn: Legal Services, 1600
  17  * Amphitheatre Parkway, Mountain View, CA 94043-1351, or at:
  18  *
  19  * http://oss.sgi.com/projects/FreeB
  20  *
  21  * Note that, as provided in the License, the Software is distributed on an
  22  * "AS IS" basis, with ALL EXPRESS AND IMPLIED WARRANTIES AND CONDITIONS
  23  * DISCLAIMED, INCLUDING, WITHOUT LIMITATION, ANY IMPLIED WARRANTIES AND
  24  * CONDITIONS OF MERCHANTABILITY, SATISFACTORY QUALITY, FITNESS FOR A
  25  * PARTICULAR PURPOSE, AND NON-INFRINGEMENT.
  26  *
  27  * Original Code. The Original Code is: OpenGL Sample Implementation,
  28  * Version 1.2.1, released January 26, 2000, developed by Silicon Graphics,
  29  * Inc. The Original Code is Copyright (c) 1991-2000 Silicon Graphics, Inc.
  30  * Copyright in any portions created by third parties is as indicated
  31  * elsewhere herein. All Rights Reserved.
  32  *
  33  * Additional Notice Provisions: The application programming interfaces
  34  * established by SGI in conjunction with the Original Code are The
  35  * OpenGL(R) Graphics System: A Specification (Version 1.2.1), released
  36  * April 1, 1999; The OpenGL(R) Graphics System Utility Library (Version
  37  * 1.3), released November 4, 1998; and OpenGL(R) Graphics with the X
  38  * Window System(R) (Version 1.3), released October 19, 1998. This software
  39  * was created using the OpenGL(R) version 1.2.1 Sample Implementation
  40  * published by SGI, but has not been independently verified as being
  41  * compliant with the OpenGL(R) version 1.2.1 Specification.
  42  *
  43  */
  44
  45 #include <GL/freeglut.h>
  46 #include <stdlib.h>
  47 #include <stdio.h>
  48 #include <stddef.h>
  49 #include <string.h>
  50
  51 /* report GL errors, if any, to stderr */
  52 void checkError(const char *functionName)
  53 {
  54    GLenum error;
  55    while (( error = glGetError() ) != GL_NO_ERROR) {
  56       fprintf (stderr, "GL error 0x%X detected in %s\n", error, functionName);
  57    }
  58 }
  59
  60 /* extension #defines, types and entries, avoiding a dependency on additional
  61    libraries like GLEW or the GL/glext.h header */
  62 #ifndef GL_ARRAY_BUFFER
  63 #define GL_ARRAY_BUFFER 0x8892
  64 #endif
  65
  66 #ifndef GL_STATIC_DRAW
  67 #define GL_STATIC_DRAW 0x88E4
  68 #endif
  69
  70 #ifndef GL_FRAGMENT_SHADER
  71 #define GL_FRAGMENT_SHADER 0x8B30
  72 #endif
  73
  74 #ifndef GL_VERTEX_SHADER
  75 #define GL_VERTEX_SHADER 0x8B31
  76 #endif
  77
  78 #ifndef GL_SHADING_LANGUAGE_VERSION
  79 #define GL_SHADING_LANGUAGE_VERSION 0x8B8C
  80 #endif
  81
  82 #ifndef GL_COMPILE_STATUS
  83 #define GL_COMPILE_STATUS 0x8B81
  84 #endif
  85
  86 #ifndef GL_LINK_STATUS
  87 #define GL_LINK_STATUS 0x8B82
  88 #endif
  89
  90 #ifndef GL_INFO_LOG_LENGTH
  91 #define GL_INFO_LOG_LENGTH 0x8B84
  92 #endif
  93
  94 typedef ptrdiff_t ourGLsizeiptr;
  95 typedef char ourGLchar;
  96
  97 #ifndef APIENTRY
  98 #define APIENTRY
  99 #endif
 100
 101
 102 #ifndef GL_ARB_vertex_array_object
 103 typedef void (APIENTRY *PFNGLGENVERTEXARRAYSPROC) (GLsizei n, GLuint *arrays);
 104 typedef void (APIENTRY *PFNGLBINDVERTEXARRAYPROC) (GLuint array);
 105 #endif
 106 #ifndef GL_VERSION_1_5
 107 typedef void (APIENTRY *PFNGLGENBUFFERSPROC) (GLsizei n, GLuint *buffers);
 108 typedef void (APIENTRY *PFNGLBINDBUFFERPROC) (GLenum target, GLuint buffer);
 109 typedef void (APIENTRY *PFNGLBUFFERDATAPROC) (GLenum target, ourGLsizeiptr size, const GLvoid *data, GLenum usage);
 110 #endif
 111 #ifndef GL_VERSION_2_0
 112 typedef GLuint (APIENTRY *PFNGLCREATESHADERPROC) (GLenum type);
 113 typedef void (APIENTRY *PFNGLSHADERSOURCEPROC) (GLuint shader, GLsizei count, const ourGLchar **string, const GLint *length);
 114 typedef void (APIENTRY *PFNGLCOMPILESHADERPROC) (GLuint shader);
 115 typedef GLuint (APIENTRY *PFNGLCREATEPROGRAMPROC) (void);
 116 typedef void (APIENTRY *PFNGLATTACHSHADERPROC) (GLuint program, GLuint shader);
 117 typedef void (APIENTRY *PFNGLLINKPROGRAMPROC) (GLuint program);
 118 typedef void (APIENTRY *PFNGLUSEPROGRAMPROC) (GLuint program);
 119 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETSHADERIVPROC) (GLuint shader, GLenum pname, GLint *params);
 120 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC) (GLuint shader, GLsizei bufSize, GLsizei *length, ourGLchar *infoLog);
 121 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETPROGRAMIVPROC) (GLenum target, GLenum pname, GLint *params);
 122 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC) (GLuint program, GLsizei bufSize, GLsizei *length, ourGLchar *infoLog);
 123 typedef GLint (APIENTRY *PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC) (GLuint program, const ourGLchar *name);
 124 typedef void (APIENTRY *PFNGLVERTEXATTRIBPOINTERPROC) (GLuint index, GLint size, GLenum type, GLboolean normalized, GLsizei stride, const GLvoid *pointer);
 125 typedef void (APIENTRY *PFNGLENABLEVERTEXATTRIBARRAYPROC) (GLuint index);
 126 typedef GLint (APIENTRY *PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC) (GLuint program, const ourGLchar *name);
 127 typedef void (APIENTRY *PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC) (GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
 128 #endif
 129
 130 PFNGLGENVERTEXARRAYSPROC gl_GenVertexArrays;
 131 PFNGLBINDVERTEXARRAYPROC gl_BindVertexArray;
 132 PFNGLGENBUFFERSPROC gl_GenBuffers;
 133 PFNGLBINDBUFFERPROC gl_BindBuffer;
 134 PFNGLBUFFERDATAPROC gl_BufferData;
 135 PFNGLCREATESHADERPROC gl_CreateShader;
 136 PFNGLSHADERSOURCEPROC gl_ShaderSource;
 137 PFNGLCOMPILESHADERPROC gl_CompileShader;
 138 PFNGLCREATEPROGRAMPROC gl_CreateProgram;
 139 PFNGLATTACHSHADERPROC gl_AttachShader;
 140 PFNGLLINKPROGRAMPROC gl_LinkProgram;
 141 PFNGLUSEPROGRAMPROC gl_UseProgram;
 142 PFNGLGETSHADERIVPROC gl_GetShaderiv;
 143 PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC gl_GetShaderInfoLog;
 144 PFNGLGETPROGRAMIVPROC gl_GetProgramiv;
 145 PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC gl_GetProgramInfoLog;
 146 PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC gl_GetAttribLocation;
 147 PFNGLVERTEXATTRIBPOINTERPROC gl_VertexAttribPointer;
 148 PFNGLENABLEVERTEXATTRIBARRAYPROC gl_EnableVertexAttribArray;
 149 PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC gl_GetUniformLocation;
 150 PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC gl_UniformMatrix4fv;
 151
 152 void initExtensionEntries(void)
 153 {
 154    gl_GenVertexArrays = (PFNGLGENVERTEXARRAYSPROC) glutGetProcAddress ("glGenVertexArrays");
 155    gl_BindVertexArray = (PFNGLBINDVERTEXARRAYPROC) glutGetProcAddress ("glBindVertexArray");
 156    if (!gl_GenVertexArrays || !gl_BindVertexArray)
 157    {
 158        fprintf (stderr, "glGenVertexArrays or glBindVertexArray not found");
 159        exit(1);
 160    }
 161    gl_GenBuffers = (PFNGLGENBUFFERSPROC) glutGetProcAddress ("glGenBuffers");
 162    gl_BindBuffer = (PFNGLBINDBUFFERPROC) glutGetProcAddress ("glBindBuffer");
 163    gl_BufferData = (PFNGLBUFFERDATAPROC) glutGetProcAddress ("glBufferData");
 164    if (!gl_GenBuffers || !gl_BindBuffer || !gl_BufferData)
 165    {
 166        fprintf (stderr, "glGenBuffers, glBindBuffer or glBufferData not found");
 167        exit(1);
 168    }
 169    gl_CreateShader = (PFNGLCREATESHADERPROC) glutGetProcAddress ("glCreateShader");
 170    gl_ShaderSource = (PFNGLSHADERSOURCEPROC) glutGetProcAddress ("glShaderSource");
 171    gl_CompileShader = (PFNGLCOMPILESHADERPROC) glutGetProcAddress ("glCompileShader");
 172    gl_CreateProgram = (PFNGLCREATEPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glCreateProgram");
 173    gl_AttachShader = (PFNGLATTACHSHADERPROC) glutGetProcAddress ("glAttachShader");
 174    gl_LinkProgram = (PFNGLLINKPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glLinkProgram");
 175    gl_UseProgram = (PFNGLUSEPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glUseProgram");
 176    gl_GetShaderiv = (PFNGLGETSHADERIVPROC) glutGetProcAddress ("glGetShaderiv");
 177    gl_GetShaderInfoLog = (PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC) glutGetProcAddress ("glGetShaderInfoLog");
 178    gl_GetProgramiv = (PFNGLGETPROGRAMIVPROC) glutGetProcAddress ("glGetProgramiv");
 179    gl_GetProgramInfoLog = (PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC) glutGetProcAddress ("glGetProgramInfoLog");
 180    gl_GetAttribLocation = (PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC) glutGetProcAddress ("glGetAttribLocation");
 181    gl_VertexAttribPointer = (PFNGLVERTEXATTRIBPOINTERPROC) glutGetProcAddress ("glVertexAttribPointer");
 182    gl_EnableVertexAttribArray = (PFNGLENABLEVERTEXATTRIBARRAYPROC) glutGetProcAddress ("glEnableVertexAttribArray");
 183    gl_GetUniformLocation = (PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC) glutGetProcAddress ("glGetUniformLocation");
 184    gl_UniformMatrix4fv = (PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC) glutGetProcAddress ("glUniformMatrix4fv");
 185    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_VertexAttribPointer || !gl_EnableVertexAttribArray || !gl_GetUniformLocation || !gl_UniformMatrix4fv)
 186    {
 187        fprintf (stderr, "glCreateShader, glShaderSource, glCompileShader, glCreateProgram, glAttachShader, glLinkProgram, glUseProgram, glGetShaderiv, glGetShaderInfoLog, glGetProgramiv, glGetProgramInfoLog, glGetAttribLocation, glVertexAttribPointer, glEnableVertexAttribArray, glGetUniformLocation or glUniformMatrix4fv not found");
 188        exit(1);
 189    }
 190 }
 191
 192 /* vertex array data for a colored 2D triangle, consisting of RGB color values
 193    and XY coordinates */
 194 const GLfloat varray[] = {
 195    1.0f, 0.0f, 0.0f, /* red */
 196    5.0f, 5.0f,       /* lower left */
 197
 198    0.0f, 1.0f, 0.0f, /* green */
 199    25.0f, 5.0f,      /* lower right */
 200
 201    0.0f, 0.0f, 1.0f, /* blue */
 202    5.0f, 25.0f       /* upper left */
 203 };
 204
 205 /* ISO C somehow enforces this silly use of 'enum' for compile-time constants */
 206 enum {
 207   numColorComponents = 3,
 208   numVertexComponents = 2,
 209   stride = sizeof(GLfloat) * (numColorComponents + numVertexComponents),
 210   numElements = sizeof(varray) / stride
 211 };
 212
 213 /* the name of the vertex buffer object */
 214 GLuint vertexBufferName;
 215 GLuint vertexArrayName;
 216
 217 void initBuffer(void)
 218 {
 219    /* Need to setup a vertex array as otherwise invalid operation errors can
 220     * occur when accessing vertex buffer (OpenGL 3.3 has no default zero named
 221     * vertex array)
 222     */
 223    gl_GenVertexArrays(1, &vertexArrayName);
 224    gl_BindVertexArray(vertexArrayName);
 225
 226    gl_GenBuffers (1, &vertexBufferName);
 227    gl_BindBuffer (GL_ARRAY_BUFFER, vertexBufferName);
 228    gl_BufferData (GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(varray), varray, GL_STATIC_DRAW);
 229    checkError ("initBuffer");
 230 }
 231
 232 const ourGLchar *vertexShaderSource[] = {
 233    "#version 140\n",
 234    "uniform mat4 fg_ProjectionMatrix;\n",
 235    "in vec4 fg_Color;\n",
 236    "in vec4 fg_Vertex;\n",
 237    "smooth out vec4 fg_SmoothColor;\n",
 238    "void main()\n",
 239    "{\n",
 240    "   fg_SmoothColor = fg_Color;\n",
 241    "   gl_Position = fg_ProjectionMatrix * fg_Vertex;\n",
 242    "}\n"
 243 };
 244
 245 const ourGLchar *fragmentShaderSource[] = {
 246    "#version 140\n",
 247    "smooth in vec4 fg_SmoothColor;\n",
 248    "out vec4 fg_FragColor;\n",
 249    "void main(void)\n",
 250    "{\n",
 251    "   fg_FragColor = fg_SmoothColor;\n",
 252    "}\n"
 253 };
 254
 255 void compileAndCheck(GLuint shader)
 256 {
 257    GLint status;
 258    gl_CompileShader (shader);
 259    gl_GetShaderiv (shader, GL_COMPILE_STATUS, &status);
 260    if (status == GL_FALSE) {
 261      GLint infoLogLength;
 262      ourGLchar *infoLog;
 263      gl_GetShaderiv (shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
 264      infoLog = (ourGLchar*) malloc (infoLogLength);
 265      gl_GetShaderInfoLog (shader, infoLogLength, NULL, infoLog);
 266      fprintf (stderr, "compile log: %s\n", infoLog);
 267      free (infoLog);
 268    }
 269 }
 270
 271 GLuint compileShaderSource(GLenum type, GLsizei count, const ourGLchar **string)
 272 {
 273    GLuint shader = gl_CreateShader (type);
 274    gl_ShaderSource (shader, count, string, NULL);
 275    compileAndCheck (shader);
 276    return shader;
 277 }
 278
 279 void linkAndCheck(GLuint program)
 280 {
 281    GLint status;
 282    gl_LinkProgram (program);
 283    gl_GetProgramiv (program, GL_LINK_STATUS, &status);
 284    if (status == GL_FALSE) {
 285      GLint infoLogLength;
 286      ourGLchar *infoLog;
 287      gl_GetProgramiv (program, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
 288      infoLog = (ourGLchar*) malloc (infoLogLength);
 289      gl_GetProgramInfoLog (program, infoLogLength, NULL, infoLog);
 290      fprintf (stderr, "link log: %s\n", infoLog);
 291      free (infoLog);
 292    }
 293 }
 294
 295 GLuint createProgram(GLuint vertexShader, GLuint fragmentShader)
 296 {
 297    GLuint program = gl_CreateProgram ();
 298    if (vertexShader != 0) {
 299       gl_AttachShader (program, vertexShader);
 300    }
 301    if (fragmentShader != 0) {
 302       gl_AttachShader (program, fragmentShader);
 303    }
 304    linkAndCheck (program);
 305    return program;
 306 }
 307
 308 GLuint fgProjectionMatrixIndex;
 309 GLuint fgColorIndex;
 310 GLuint fgVertexIndex;
 311
 312 void initShader(void)
 313 {
 314    const GLsizei vertexShaderLines = sizeof(vertexShaderSource) / sizeof(ourGLchar*);
 315    GLuint vertexShader =
 316      compileShaderSource (GL_VERTEX_SHADER, vertexShaderLines, vertexShaderSource);
 317
 318    const GLsizei fragmentShaderLines = sizeof(fragmentShaderSource) / sizeof(ourGLchar*);
 319    GLuint fragmentShader =
 320      compileShaderSource (GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderLines, fragmentShaderSource);
 321
 322    GLuint program = createProgram (vertexShader, fragmentShader);
 323
 324    gl_UseProgram (program);
 325
 326    fgProjectionMatrixIndex = gl_GetUniformLocation(program, "fg_ProjectionMatrix");
 327
 328    fgColorIndex = gl_GetAttribLocation(program, "fg_Color");
 329    gl_EnableVertexAttribArray (fgColorIndex);
 330
 331    fgVertexIndex = gl_GetAttribLocation(program, "fg_Vertex");
 332    gl_EnableVertexAttribArray (fgVertexIndex);
 333
 334    checkError ("initShader");
 335 }
 336
 337 void initRendering(void)
 338 {
 339    glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
 340    checkError ("initRendering");
 341 }
 342
 343 void init(void)
 344 {
 345    initExtensionEntries ();
 346    initBuffer ();
 347    initShader ();
 348    initRendering ();
 349 }
 350
 351 void dumpInfo(void)
 352 {
 353    printf ("Vendor: %s\n", glGetString (GL_VENDOR));
 354    printf ("Renderer: %s\n", glGetString (GL_RENDERER));
 355    printf ("Version: %s\n", glGetString (GL_VERSION));
 356    printf ("GLSL: %s\n", glGetString (GL_SHADING_LANGUAGE_VERSION));
 357    checkError ("dumpInfo");
 358 }
 359
 360 const GLvoid *bufferObjectPtr (GLsizei index)
 361 {
 362    return (const GLvoid *) (((char *) NULL) + index);
 363 }
 364
 365 GLfloat projectionMatrix[16];
 366
 367 void triangle(void)
 368 {
 369    gl_UniformMatrix4fv (fgProjectionMatrixIndex, 1, GL_FALSE, projectionMatrix);
 370
 371    gl_BindBuffer (GL_ARRAY_BUFFER, vertexBufferName);
 372    gl_VertexAttribPointer (fgColorIndex, numColorComponents, GL_FLOAT, GL_FALSE,
 373                            stride, bufferObjectPtr (0));
 374    gl_VertexAttribPointer (fgVertexIndex, numVertexComponents, GL_FLOAT, GL_FALSE,
 375                            stride, bufferObjectPtr (sizeof(GLfloat) * numColorComponents));
 376    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, numElements);
 377    checkError ("triangle");
 378 }
 379
 380 void display(void)
 381 {
 382    glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);
 383    triangle ();
 384    glFlush ();
 385    checkError ("display");
 386 }
 387
 388 void loadOrthof(GLfloat *m, GLfloat l, GLfloat r, GLfloat b, GLfloat t,
 389                 GLfloat n, GLfloat f)
 390 {
 391    m[ 0] = 2.0f / (r - l);
 392    m[ 1] = 0.0f;
 393    m[ 2] = 0.0f;
 394    m[ 3] = 0.0f;
 395
 396    m[ 4] = 0.0f;
 397    m[ 5] = 2.0f / (t - b);
 398    m[ 6] = 0.0f;
 399    m[ 7] = 0.0f;
 400
 401    m[ 8] = 0.0f;
 402    m[ 9] = 0.0f;
 403    m[10] = -2.0f / (f - n);
 404    m[11] = 0.0f;
 405
 406    m[12] = -(r + l) / (r - l);
 407    m[13] = -(t + b) / (t - b);
 408    m[14] = -(f + n) / (f - n);
 409    m[15] = 1.0f;
 410 }
 411
 412 void loadOrtho2Df(GLfloat *m, GLfloat l, GLfloat r, GLfloat b, GLfloat t)
 413 {
 414    loadOrthof (m, l, r, b, t, -1.0f, 1.0f);
 415 }
 416
 417 void reshape (int w, int h)
 418 {
 419    glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);
 420    if (w <= h) {
 421       loadOrtho2Df (projectionMatrix, 0.0f, 30.0f, 0.0f, 30.0f * (GLfloat) h/(GLfloat) w);
 422    } else {
 423       loadOrtho2Df (projectionMatrix, 0.0f, 30.0f * (GLfloat) w/(GLfloat) h, 0.0f, 30.0f);
 424    }
 425    checkError ("reshape");
 426 }
 427
 428 void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
 429 {
 430    switch (key) {
 431       case 27:
 432          exit(0);
 433          break;
 434    }
 435 }
 436
 437 int main(int argc, char** argv)
 438 {
 439    glutInit(&argc, argv);
 440    glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
 441    /* add command line argument "classic" for a pre-3.x context */
 442    if ((argc != 2) || (strcmp (argv[1], "classic") != 0)) {
 443       glutInitContextVersion (3, 1);
 444       glutInitContextFlags (GLUT_FORWARD_COMPATIBLE | GLUT_DEBUG);
 445    }
 446    glutInitWindowSize (500, 500);
 447    glutInitWindowPosition (100, 100);
 448    glutCreateWindow (argv[0]);
 449    dumpInfo ();
 450    init ();
 451    glutDisplayFunc(display);
 452    glutReshapeFunc(reshape);
 453    glutKeyboardFunc (keyboard);
 454    glutMainLoop();
 455    return 0;
 456 }