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    gl_GenBuffers = (PFNGLGENBUFFERSPROC) glutGetProcAddress ("glGenBuffers");
 157    gl_BindBuffer = (PFNGLBINDBUFFERPROC) glutGetProcAddress ("glBindBuffer");
 158    gl_BufferData = (PFNGLBUFFERDATAPROC) glutGetProcAddress ("glBufferData");
 159    gl_CreateShader = (PFNGLCREATESHADERPROC) glutGetProcAddress ("glCreateShader");
 160    gl_ShaderSource = (PFNGLSHADERSOURCEPROC) glutGetProcAddress ("glShaderSource");
 161    gl_CompileShader = (PFNGLCOMPILESHADERPROC) glutGetProcAddress ("glCompileShader");
 162    gl_CreateProgram = (PFNGLCREATEPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glCreateProgram");
 163    gl_AttachShader = (PFNGLATTACHSHADERPROC) glutGetProcAddress ("glAttachShader");
 164    gl_LinkProgram = (PFNGLLINKPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glLinkProgram");
 165    gl_UseProgram = (PFNGLUSEPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glUseProgram");
 166    gl_GetShaderiv = (PFNGLGETSHADERIVPROC) glutGetProcAddress ("glGetShaderiv");
 167    gl_GetShaderInfoLog = (PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC) glutGetProcAddress ("glGetShaderInfoLog");
 168    gl_GetProgramiv = (PFNGLGETPROGRAMIVPROC) glutGetProcAddress ("glGetProgramiv");
 169    gl_GetProgramInfoLog = (PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC) glutGetProcAddress ("glGetProgramInfoLog");
 170    gl_GetAttribLocation = (PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC) glutGetProcAddress ("glGetAttribLocation");
 171    gl_VertexAttribPointer = (PFNGLVERTEXATTRIBPOINTERPROC) glutGetProcAddress ("glVertexAttribPointer");
 172    gl_EnableVertexAttribArray = (PFNGLENABLEVERTEXATTRIBARRAYPROC) glutGetProcAddress ("glEnableVertexAttribArray");
 173    gl_GetUniformLocation = (PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC) glutGetProcAddress ("glGetUniformLocation");
 174    gl_UniformMatrix4fv = (PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC) glutGetProcAddress ("glUniformMatrix4fv");
 175 }
 176
 177 /* vertex array data for a colored 2D triangle, consisting of RGB color values
 178    and XY coordinates */
 179 const GLfloat varray[] = {
 180    1.0f, 0.0f, 0.0f, /* red */
 181    5.0f, 5.0f,       /* lower left */
 182
 183    0.0f, 1.0f, 0.0f, /* green */
 184    25.0f, 5.0f,      /* lower right */
 185
 186    0.0f, 0.0f, 1.0f, /* blue */
 187    5.0f, 25.0f       /* upper left */
 188 };
 189
 190 /* ISO C somehow enforces this silly use of 'enum' for compile-time constants */
 191 enum {
 192   numColorComponents = 3,
 193   numVertexComponents = 2,
 194   stride = sizeof(GLfloat) * (numColorComponents + numVertexComponents),
 195   numElements = sizeof(varray) / stride
 196 };
 197
 198 /* the name of the vertex buffer object */
 199 GLuint vertexBufferName;
 200 GLuint vertexArrayName;
 201
 202 void initBuffer(void)
 203 {
 204    /* Need to setup a vertex array as otherwise invalid operation errors can
 205     * occur when accessing vertex buffer (OpenGL 3.3 has no default zero named
 206     * vertex array)
 207     */
 208    gl_GenVertexArrays(1, &vertexArrayName);
 209    gl_BindVertexArray(vertexArrayName);
 210
 211    gl_GenBuffers (1, &vertexBufferName);
 212    gl_BindBuffer (GL_ARRAY_BUFFER, vertexBufferName);
 213    gl_BufferData (GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(varray), varray, GL_STATIC_DRAW);
 214    checkError ("initBuffer");
 215 }
 216
 217 const ourGLchar *vertexShaderSource[] = {
 218    "#version 140\n",
 219    "uniform mat4 fg_ProjectionMatrix;\n",
 220    "in vec4 fg_Color;\n",
 221    "in vec4 fg_Vertex;\n",
 222    "smooth out vec4 fg_SmoothColor;\n",
 223    "void main()\n",
 224    "{\n",
 225    "   fg_SmoothColor = fg_Color;\n",
 226    "   gl_Position = fg_ProjectionMatrix * fg_Vertex;\n",
 227    "}\n"
 228 };
 229
 230 const ourGLchar *fragmentShaderSource[] = {
 231    "#version 140\n",
 232    "smooth in vec4 fg_SmoothColor;\n",
 233    "out vec4 fg_FragColor;\n",
 234    "void main(void)\n",
 235    "{\n",
 236    "   fg_FragColor = fg_SmoothColor;\n",
 237    "}\n"
 238 };
 239
 240 void compileAndCheck(GLuint shader)
 241 {
 242    GLint status;
 243    gl_CompileShader (shader);
 244    gl_GetShaderiv (shader, GL_COMPILE_STATUS, &status);
 245    if (status == GL_FALSE) {
 246      GLint infoLogLength;
 247      ourGLchar *infoLog;
 248      gl_GetShaderiv (shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
 249      infoLog = (ourGLchar*) malloc (infoLogLength);
 250      gl_GetShaderInfoLog (shader, infoLogLength, NULL, infoLog);
 251      fprintf (stderr, "compile log: %s\n", infoLog);
 252      free (infoLog);
 253    }
 254 }
 255
 256 GLuint compileShaderSource(GLenum type, GLsizei count, const ourGLchar **string)
 257 {
 258    GLuint shader = gl_CreateShader (type);
 259    gl_ShaderSource (shader, count, string, NULL);
 260    compileAndCheck (shader);
 261    return shader;
 262 }
 263
 264 void linkAndCheck(GLuint program)
 265 {
 266    GLint status;
 267    gl_LinkProgram (program);
 268    gl_GetProgramiv (program, GL_LINK_STATUS, &status);
 269    if (status == GL_FALSE) {
 270      GLint infoLogLength;
 271      ourGLchar *infoLog;
 272      gl_GetProgramiv (program, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
 273      infoLog = (ourGLchar*) malloc (infoLogLength);
 274      gl_GetProgramInfoLog (program, infoLogLength, NULL, infoLog);
 275      fprintf (stderr, "link log: %s\n", infoLog);
 276      free (infoLog);
 277    }
 278 }
 279
 280 GLuint createProgram(GLuint vertexShader, GLuint fragmentShader)
 281 {
 282    GLuint program = gl_CreateProgram ();
 283    if (vertexShader != 0) {
 284       gl_AttachShader (program, vertexShader);
 285    }
 286    if (fragmentShader != 0) {
 287       gl_AttachShader (program, fragmentShader);
 288    }
 289    linkAndCheck (program);
 290    return program;
 291 }
 292
 293 GLuint fgProjectionMatrixIndex;
 294 GLuint fgColorIndex;
 295 GLuint fgVertexIndex;
 296
 297 void initShader(void)
 298 {
 299    const GLsizei vertexShaderLines = sizeof(vertexShaderSource) / sizeof(ourGLchar*);
 300    GLuint vertexShader =
 301      compileShaderSource (GL_VERTEX_SHADER, vertexShaderLines, vertexShaderSource);
 302
 303    const GLsizei fragmentShaderLines = sizeof(fragmentShaderSource) / sizeof(ourGLchar*);
 304    GLuint fragmentShader =
 305      compileShaderSource (GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderLines, fragmentShaderSource);
 306
 307    GLuint program = createProgram (vertexShader, fragmentShader);
 308
 309    gl_UseProgram (program);
 310
 311    fgProjectionMatrixIndex = gl_GetUniformLocation(program, "fg_ProjectionMatrix");
 312
 313    fgColorIndex = gl_GetAttribLocation(program, "fg_Color");
 314    gl_EnableVertexAttribArray (fgColorIndex);
 315
 316    fgVertexIndex = gl_GetAttribLocation(program, "fg_Vertex");
 317    gl_EnableVertexAttribArray (fgVertexIndex);
 318
 319    checkError ("initShader");
 320 }
 321
 322 void initRendering(void)
 323 {
 324    glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
 325    checkError ("initRendering");
 326 }
 327
 328 void init(void)
 329 {
 330    initExtensionEntries ();
 331    initBuffer ();
 332    initShader ();
 333    initRendering ();
 334 }
 335
 336 void dumpInfo(void)
 337 {
 338    printf ("Vendor: %s\n", glGetString (GL_VENDOR));
 339    printf ("Renderer: %s\n", glGetString (GL_RENDERER));
 340    printf ("Version: %s\n", glGetString (GL_VERSION));
 341    printf ("GLSL: %s\n", glGetString (GL_SHADING_LANGUAGE_VERSION));
 342    checkError ("dumpInfo");
 343 }
 344
 345 const GLvoid *bufferObjectPtr (GLsizei index)
 346 {
 347    return (const GLvoid *) (((char *) NULL) + index);
 348 }
 349
 350 GLfloat projectionMatrix[16];
 351
 352 void triangle(void)
 353 {
 354    gl_UniformMatrix4fv (fgProjectionMatrixIndex, 1, GL_FALSE, projectionMatrix);
 355
 356    gl_BindBuffer (GL_ARRAY_BUFFER, vertexBufferName);
 357    gl_VertexAttribPointer (fgColorIndex, numColorComponents, GL_FLOAT, GL_FALSE,
 358                            stride, bufferObjectPtr (0));
 359    gl_VertexAttribPointer (fgVertexIndex, numVertexComponents, GL_FLOAT, GL_FALSE,
 360                            stride, bufferObjectPtr (sizeof(GLfloat) * numColorComponents));
 361    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, numElements);
 362    checkError ("triangle");
 363 }
 364
 365 void display(void)
 366 {
 367    glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);
 368    triangle ();
 369    glFlush ();
 370    checkError ("display");
 371 }
 372
 373 void loadOrthof(GLfloat *m, GLfloat l, GLfloat r, GLfloat b, GLfloat t,
 374                 GLfloat n, GLfloat f)
 375 {
 376    m[ 0] = 2.0f / (r - l);
 377    m[ 1] = 0.0f;
 378    m[ 2] = 0.0f;
 379    m[ 3] = 0.0f;
 380
 381    m[ 4] = 0.0f;
 382    m[ 5] = 2.0f / (t - b);
 383    m[ 6] = 0.0f;
 384    m[ 7] = 0.0f;
 385
 386    m[ 8] = 0.0f;
 387    m[ 9] = 0.0f;
 388    m[10] = -2.0f / (f - n);
 389    m[11] = 0.0f;
 390
 391    m[12] = -(r + l) / (r - l);
 392    m[13] = -(t + b) / (t - b);
 393    m[14] = -(f + n) / (f - n);
 394    m[15] = 1.0f;
 395 }
 396
 397 void loadOrtho2Df(GLfloat *m, GLfloat l, GLfloat r, GLfloat b, GLfloat t)
 398 {
 399    loadOrthof (m, l, r, b, t, -1.0f, 1.0f);
 400 }
 401
 402 void reshape (int w, int h)
 403 {
 404    glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);
 405    if (w <= h) {
 406       loadOrtho2Df (projectionMatrix, 0.0f, 30.0f, 0.0f, 30.0f * (GLfloat) h/(GLfloat) w);
 407    } else {
 408       loadOrtho2Df (projectionMatrix, 0.0f, 30.0f * (GLfloat) w/(GLfloat) h, 0.0f, 30.0f);
 409    }
 410    checkError ("reshape");
 411 }
 412
 413 void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
 414 {
 415    switch (key) {
 416       case 27:
 417          exit(0);
 418          break;
 419    }
 420 }
 421
 422 int main(int argc, char** argv)
 423 {
 424    glutInit(&argc, argv);
 425    glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
 426    /* add command line argument "classic" for a pre-3.x context */
 427    if ((argc != 2) || (strcmp (argv[1], "classic") != 0)) {
 428       glutInitContextVersion (3, 1);
 429       glutInitContextFlags (GLUT_FORWARD_COMPATIBLE | GLUT_DEBUG);
 430    }
 431    glutInitWindowSize (500, 500);
 432    glutInitWindowPosition (100, 100);
 433    glutCreateWindow (argv[0]);
 434    dumpInfo ();
 435    init ();
 436    glutDisplayFunc(display);
 437    glutReshapeFunc(reshape);
 438    glutKeyboardFunc (keyboard);
 439    glutMainLoop();
 440    return 0;
 441 }