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 typedef void (APIENTRY *PFNGLGENBUFFERSPROC) (GLsizei n, GLuint *buffers);
 102 typedef void (APIENTRY *PFNGLBINDBUFFERPROC) (GLenum target, GLuint buffer);
 103 typedef void (APIENTRY *PFNGLBUFFERDATAPROC) (GLenum target, ourGLsizeiptr size, const GLvoid *data, GLenum usage);
 104 typedef GLuint (APIENTRY *PFNGLCREATESHADERPROC) (GLenum type);
 105 typedef void (APIENTRY *PFNGLSHADERSOURCEPROC) (GLuint shader, GLsizei count, const ourGLchar **string, const GLint *length);
 106 typedef void (APIENTRY *PFNGLCOMPILESHADERPROC) (GLuint shader);
 107 typedef GLuint (APIENTRY *PFNGLCREATEPROGRAMPROC) (void);
 108 typedef void (APIENTRY *PFNGLATTACHSHADERPROC) (GLuint program, GLuint shader);
 109 typedef void (APIENTRY *PFNGLLINKPROGRAMPROC) (GLuint program);
 110 typedef void (APIENTRY *PFNGLUSEPROGRAMPROC) (GLuint program);
 111 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETSHADERIVPROC) (GLuint shader, GLenum pname, GLint *params);
 112 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC) (GLuint shader, GLsizei bufSize, GLsizei *length, ourGLchar *infoLog);
 113 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETPROGRAMIVPROC) (GLenum target, GLenum pname, GLint *params);
 114 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC) (GLuint program, GLsizei bufSize, GLsizei *length, ourGLchar *infoLog);
 115 typedef GLint (APIENTRY *PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC) (GLuint program, const ourGLchar *name);
 116 typedef void (APIENTRY *PFNGLVERTEXATTRIBPOINTERPROC) (GLuint index, GLint size, GLenum type, GLboolean normalized, GLsizei stride, const GLvoid *pointer);
 117 typedef void (APIENTRY *PFNGLENABLEVERTEXATTRIBARRAYPROC) (GLuint index);
 118 typedef GLint (APIENTRY *PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC) (GLuint program, const ourGLchar *name);
 119 typedef void (APIENTRY *PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC) (GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
 120
 121 PFNGLGENBUFFERSPROC gl_GenBuffers;
 122 PFNGLBINDBUFFERPROC gl_BindBuffer;
 123 PFNGLBUFFERDATAPROC gl_BufferData;
 124 PFNGLCREATESHADERPROC gl_CreateShader;
 125 PFNGLSHADERSOURCEPROC gl_ShaderSource;
 126 PFNGLCOMPILESHADERPROC gl_CompileShader;
 127 PFNGLCREATEPROGRAMPROC gl_CreateProgram;
 128 PFNGLATTACHSHADERPROC gl_AttachShader;
 129 PFNGLLINKPROGRAMPROC gl_LinkProgram;
 130 PFNGLUSEPROGRAMPROC gl_UseProgram;
 131 PFNGLGETSHADERIVPROC gl_GetShaderiv;
 132 PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC gl_GetShaderInfoLog;
 133 PFNGLGETPROGRAMIVPROC gl_GetProgramiv;
 134 PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC gl_GetProgramInfoLog;
 135 PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC gl_GetAttribLocation;
 136 PFNGLVERTEXATTRIBPOINTERPROC gl_VertexAttribPointer;
 137 PFNGLENABLEVERTEXATTRIBARRAYPROC gl_EnableVertexAttribArray;
 138 PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC gl_GetUniformLocation;
 139 PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC gl_UniformMatrix4fv;
 140
 141 void initExtensionEntries(void)
 142 {
 143    gl_GenBuffers = (PFNGLGENBUFFERSPROC) glutGetProcAddress ("glGenBuffers");
 144    gl_BindBuffer = (PFNGLBINDBUFFERPROC) glutGetProcAddress ("glBindBuffer");
 145    gl_BufferData = (PFNGLBUFFERDATAPROC) glutGetProcAddress ("glBufferData");
 146    gl_CreateShader = (PFNGLCREATESHADERPROC) glutGetProcAddress ("glCreateShader");
 147    gl_ShaderSource = (PFNGLSHADERSOURCEPROC) glutGetProcAddress ("glShaderSource");
 148    gl_CompileShader = (PFNGLCOMPILESHADERPROC) glutGetProcAddress ("glCompileShader");
 149    gl_CreateProgram = (PFNGLCREATEPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glCreateProgram");
 150    gl_AttachShader = (PFNGLATTACHSHADERPROC) glutGetProcAddress ("glAttachShader");
 151    gl_LinkProgram = (PFNGLLINKPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glLinkProgram");
 152    gl_UseProgram = (PFNGLUSEPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glUseProgram");
 153    gl_GetShaderiv = (PFNGLGETSHADERIVPROC) glutGetProcAddress ("glGetShaderiv");
 154    gl_GetShaderInfoLog = (PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC) glutGetProcAddress ("glGetShaderInfoLog");
 155    gl_GetProgramiv = (PFNGLGETPROGRAMIVPROC) glutGetProcAddress ("glGetProgramiv");
 156    gl_GetProgramInfoLog = (PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC) glutGetProcAddress ("glGetProgramInfoLog");
 157    gl_GetAttribLocation = (PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC) glutGetProcAddress ("glGetAttribLocation");
 158    gl_VertexAttribPointer = (PFNGLVERTEXATTRIBPOINTERPROC) glutGetProcAddress ("glVertexAttribPointer");
 159    gl_EnableVertexAttribArray = (PFNGLENABLEVERTEXATTRIBARRAYPROC) glutGetProcAddress ("glEnableVertexAttribArray");
 160    gl_GetUniformLocation = (PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC) glutGetProcAddress ("glGetUniformLocation");
 161    gl_UniformMatrix4fv = (PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC) glutGetProcAddress ("glUniformMatrix4fv");
 162 }
 163
 164 /* vertex array data for a colored 2D triangle, consisting of RGB color values
 165    and XY coordinates */
 166 const GLfloat varray[] = {
 167    1.0f, 0.0f, 0.0f, /* red */
 168    5.0f, 5.0f,       /* lower left */
 169
 170    0.0f, 1.0f, 0.0f, /* green */
 171    25.0f, 5.0f,      /* lower right */
 172
 173    0.0f, 0.0f, 1.0f, /* blue */
 174    5.0f, 25.0f       /* upper left */
 175 };
 176
 177 /* ISO C somehow enforces this silly use of 'enum' for compile-time constants */
 178 enum {
 179   numColorComponents = 3,
 180   numVertexComponents = 2,
 181   stride = sizeof(GLfloat) * (numColorComponents + numVertexComponents),
 182   numElements = sizeof(varray) / stride
 183 };
 184
 185 /* the name of the vertex buffer object */
 186 GLuint vertexBufferName;
 187
 188 void initBuffer(void)
 189 {
 190    gl_GenBuffers (1, &vertexBufferName);
 191    gl_BindBuffer (GL_ARRAY_BUFFER, vertexBufferName);
 192    gl_BufferData (GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(varray), varray, GL_STATIC_DRAW);
 193    checkError ("initBuffer");
 194 }
 195
 196 const ourGLchar *vertexShaderSource[] = {
 197    "#version 140\n",
 198    "uniform mat4 fg_ProjectionMatrix;\n",
 199    "in vec4 fg_Color;\n",
 200    "in vec4 fg_Vertex;\n",
 201    "smooth out vec4 fg_SmoothColor;\n",
 202    "void main()\n",
 203    "{\n",
 204    "   fg_SmoothColor = fg_Color;\n",
 205    "   gl_Position = fg_ProjectionMatrix * fg_Vertex;\n",
 206    "}\n"
 207 };
 208
 209 const ourGLchar *fragmentShaderSource[] = {
 210    "#version 140\n",
 211    "smooth in vec4 fg_SmoothColor;\n",
 212    "out vec4 fg_FragColor;\n",
 213    "void main(void)\n",
 214    "{\n",
 215    "   fg_FragColor = fg_SmoothColor;\n",
 216    "}\n"
 217 };
 218
 219 void compileAndCheck(GLuint shader)
 220 {
 221    GLint status;
 222    gl_CompileShader (shader);
 223    gl_GetShaderiv (shader, GL_COMPILE_STATUS, &status);
 224    if (status == GL_FALSE) {
 225      GLint infoLogLength;
 226      ourGLchar *infoLog;
 227      gl_GetShaderiv (shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
 228      infoLog = (ourGLchar*) malloc (infoLogLength);
 229      gl_GetShaderInfoLog (shader, infoLogLength, NULL, infoLog);
 230      fprintf (stderr, "compile log: %s\n", infoLog);
 231      free (infoLog);
 232    }
 233 }
 234
 235 GLuint compileShaderSource(GLenum type, GLsizei count, const ourGLchar **string)
 236 {
 237    GLuint shader = gl_CreateShader (type);
 238    gl_ShaderSource (shader, count, string, NULL);
 239    compileAndCheck (shader);
 240    return shader;
 241 }
 242
 243 void linkAndCheck(GLuint program)
 244 {
 245    GLint status;
 246    gl_LinkProgram (program);
 247    gl_GetProgramiv (program, GL_LINK_STATUS, &status);
 248    if (status == GL_FALSE) {
 249      GLint infoLogLength;
 250      ourGLchar *infoLog;
 251      gl_GetProgramiv (program, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
 252      infoLog = (ourGLchar*) malloc (infoLogLength);
 253      gl_GetProgramInfoLog (program, infoLogLength, NULL, infoLog);
 254      fprintf (stderr, "link log: %s\n", infoLog);
 255      free (infoLog);
 256    }
 257 }
 258
 259 GLuint createProgram(GLuint vertexShader, GLuint fragmentShader)
 260 {
 261    GLuint program = gl_CreateProgram ();
 262    if (vertexShader != 0) {
 263       gl_AttachShader (program, vertexShader);
 264    }
 265    if (fragmentShader != 0) {
 266       gl_AttachShader (program, fragmentShader);
 267    }
 268    linkAndCheck (program);
 269    return program;
 270 }
 271
 272 GLuint fgProjectionMatrixIndex;
 273 GLuint fgColorIndex;
 274 GLuint fgVertexIndex;
 275
 276 void initShader(void)
 277 {
 278    const GLsizei vertexShaderLines = sizeof(vertexShaderSource) / sizeof(ourGLchar*);
 279    GLuint vertexShader =
 280      compileShaderSource (GL_VERTEX_SHADER, vertexShaderLines, vertexShaderSource);
 281
 282    const GLsizei fragmentShaderLines = sizeof(fragmentShaderSource) / sizeof(ourGLchar*);
 283    GLuint fragmentShader =
 284      compileShaderSource (GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderLines, fragmentShaderSource);
 285
 286    GLuint program = createProgram (vertexShader, fragmentShader);
 287
 288    gl_UseProgram (program);
 289
 290    fgProjectionMatrixIndex = gl_GetUniformLocation(program, "fg_ProjectionMatrix");
 291
 292    fgColorIndex = gl_GetAttribLocation(program, "fg_Color");
 293    gl_EnableVertexAttribArray (fgColorIndex);
 294
 295    fgVertexIndex = gl_GetAttribLocation(program, "fg_Vertex");
 296    gl_EnableVertexAttribArray (fgVertexIndex);
 297
 298    checkError ("initShader");
 299 }
 300
 301 void initRendering(void)
 302 {
 303    glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
 304    checkError ("initRendering");
 305 }
 306
 307 void init(void)
 308 {
 309    initExtensionEntries ();
 310    initBuffer ();
 311    initShader ();
 312    initRendering ();
 313 }
 314
 315 void dumpInfo(void)
 316 {
 317    printf ("Vendor: %s\n", glGetString (GL_VENDOR));
 318    printf ("Renderer: %s\n", glGetString (GL_RENDERER));
 319    printf ("Version: %s\n", glGetString (GL_VERSION));
 320    printf ("GLSL: %s\n", glGetString (GL_SHADING_LANGUAGE_VERSION));
 321    checkError ("dumpInfo");
 322 }
 323
 324 const GLvoid *bufferObjectPtr (GLsizei index)
 325 {
 326    return (const GLvoid *) (((char *) NULL) + index);
 327 }
 328
 329 GLfloat projectionMatrix[16];
 330
 331 void triangle(void)
 332 {
 333    gl_UniformMatrix4fv (fgProjectionMatrixIndex, 1, GL_FALSE, projectionMatrix);
 334
 335    gl_BindBuffer (GL_ARRAY_BUFFER, vertexBufferName);
 336    gl_VertexAttribPointer (fgColorIndex, numColorComponents, GL_FLOAT, GL_FALSE,
 337                            stride, bufferObjectPtr (0));
 338    gl_VertexAttribPointer (fgVertexIndex, numVertexComponents, GL_FLOAT, GL_FALSE,
 339                            stride, bufferObjectPtr (sizeof(GLfloat) * numColorComponents));
 340    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, numElements);
 341    checkError ("triangle");
 342 }
 343
 344 void display(void)
 345 {
 346    glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);
 347    triangle ();
 348    glFlush ();
 349    checkError ("display");
 350 }
 351
 352 void loadOrthof(GLfloat *m, GLfloat l, GLfloat r, GLfloat b, GLfloat t,
 353                 GLfloat n, GLfloat f)
 354 {
 355    m[ 0] = 2.0f / (r - l);
 356    m[ 1] = 0.0f;
 357    m[ 2] = 0.0f;
 358    m[ 3] = 0.0f;
 359
 360    m[ 4] = 0.0f;
 361    m[ 5] = 2.0f / (t - b);
 362    m[ 6] = 0.0f;
 363    m[ 7] = 0.0f;
 364
 365    m[ 8] = 0.0f;
 366    m[ 9] = 0.0f;
 367    m[10] = -2.0f / (f - n);
 368    m[11] = 0.0f;
 369
 370    m[12] = -(r + l) / (r - l);
 371    m[13] = -(t + b) / (t - b);
 372    m[14] = -(f + n) / (f - n);
 373    m[15] = 1.0f;
 374 }
 375
 376 void loadOrtho2Df(GLfloat *m, GLfloat l, GLfloat r, GLfloat b, GLfloat t)
 377 {
 378    loadOrthof (m, l, r, b, t, -1.0f, 1.0f);
 379 }
 380
 381 void reshape (int w, int h)
 382 {
 383    glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);
 384    if (w <= h) {
 385       loadOrtho2Df (projectionMatrix, 0.0f, 30.0f, 0.0f, 30.0f * (GLfloat) h/(GLfloat) w);
 386    } else {
 387       loadOrtho2Df (projectionMatrix, 0.0f, 30.0f * (GLfloat) w/(GLfloat) h, 0.0f, 30.0f);
 388    }
 389    checkError ("reshape");
 390 }
 391
 392 void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
 393 {
 394    switch (key) {
 395       case 27:
 396          exit(0);
 397          break;
 398    }
 399 }
 400
 401 int main(int argc, char** argv)
 402 {
 403    glutInit(&argc, argv);
 404    glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
 405    /* add command line argument "classic" for a pre-3.x context */
 406    if ((argc != 2) || (strcmp (argv[1], "classic") != 0)) {
 407       glutInitContextVersion (3, 1);
 408       glutInitContextFlags (GLUT_FORWARD_COMPATIBLE | GLUT_DEBUG);
 409    }
 410    glutInitWindowSize (500, 500);
 411    glutInitWindowPosition (100, 100);
 412    glutCreateWindow (argv[0]);
 413    dumpInfo ();
 414    init ();
 415    glutDisplayFunc(display);
 416    glutReshapeFunc(reshape);
 417    glutKeyboardFunc (keyboard);
 418    glutMainLoop();
 419    return 0;
 420 }