e30e9f4a9890f3277a76af797f5796a9348295e5
[freeglut] / 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) {\r
56       const GLubyte* sError = gluErrorString(error);
57       fprintf (stderr, "GL error 0x%X, %s, detected in %s\n", error, sError, functionName);
58    }
59 }
60
61 /* extension #defines, types and entries, avoiding a dependency on additional
62    libraries like GLEW or the GL/glext.h header */
63 #ifndef GL_ARRAY_BUFFER
64 #define GL_ARRAY_BUFFER 0x8892
65 #endif
66
67 #ifndef GL_STATIC_DRAW
68 #define GL_STATIC_DRAW 0x88E4
69 #endif
70
71 #ifndef GL_FRAGMENT_SHADER
72 #define GL_FRAGMENT_SHADER 0x8B30
73 #endif
74
75 #ifndef GL_VERTEX_SHADER
76 #define GL_VERTEX_SHADER 0x8B31
77 #endif
78
79 #ifndef GL_SHADING_LANGUAGE_VERSION
80 #define GL_SHADING_LANGUAGE_VERSION 0x8B8C
81 #endif
82
83 #ifndef GL_COMPILE_STATUS
84 #define GL_COMPILE_STATUS 0x8B81
85 #endif
86
87 #ifndef GL_LINK_STATUS
88 #define GL_LINK_STATUS 0x8B82
89 #endif
90
91 #ifndef GL_INFO_LOG_LENGTH
92 #define GL_INFO_LOG_LENGTH 0x8B84
93 #endif
94
95 typedef ptrdiff_t ourGLsizeiptr;
96 typedef char ourGLchar;
97
98 #ifndef APIENTRY
99 #define APIENTRY
100 #endif
101
102 typedef void (APIENTRY *PFNGLGENBUFFERSPROC) (GLsizei n, GLuint *buffers);
103 typedef void (APIENTRY *PFNGLBINDBUFFERPROC) (GLenum target, GLuint buffer);
104 typedef void (APIENTRY *PFNGLBUFFERDATAPROC) (GLenum target, ourGLsizeiptr size, const GLvoid *data, GLenum usage);
105 typedef GLuint (APIENTRY *PFNGLCREATESHADERPROC) (GLenum type);
106 typedef void (APIENTRY *PFNGLSHADERSOURCEPROC) (GLuint shader, GLsizei count, const ourGLchar **string, const GLint *length);
107 typedef void (APIENTRY *PFNGLCOMPILESHADERPROC) (GLuint shader);
108 typedef GLuint (APIENTRY *PFNGLCREATEPROGRAMPROC) (void);
109 typedef void (APIENTRY *PFNGLATTACHSHADERPROC) (GLuint program, GLuint shader);
110 typedef void (APIENTRY *PFNGLLINKPROGRAMPROC) (GLuint program);
111 typedef void (APIENTRY *PFNGLUSEPROGRAMPROC) (GLuint program);
112 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETSHADERIVPROC) (GLuint shader, GLenum pname, GLint *params);
113 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC) (GLuint shader, GLsizei bufSize, GLsizei *length, ourGLchar *infoLog);
114 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETPROGRAMIVPROC) (GLenum target, GLenum pname, GLint *params);
115 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC) (GLuint program, GLsizei bufSize, GLsizei *length, ourGLchar *infoLog);
116 typedef GLint (APIENTRY *PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC) (GLuint program, const ourGLchar *name);
117 typedef void (APIENTRY *PFNGLVERTEXATTRIBPOINTERPROC) (GLuint index, GLint size, GLenum type, GLboolean normalized, GLsizei stride, const GLvoid *pointer);
118 typedef void (APIENTRY *PFNGLENABLEVERTEXATTRIBARRAYPROC) (GLuint index);
119 typedef GLint (APIENTRY *PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC) (GLuint program, const ourGLchar *name);
120 typedef void (APIENTRY *PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC) (GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
121
122 PFNGLGENBUFFERSPROC gl_GenBuffers;
123 PFNGLBINDBUFFERPROC gl_BindBuffer;
124 PFNGLBUFFERDATAPROC gl_BufferData;
125 PFNGLCREATESHADERPROC gl_CreateShader;
126 PFNGLSHADERSOURCEPROC gl_ShaderSource;
127 PFNGLCOMPILESHADERPROC gl_CompileShader;
128 PFNGLCREATEPROGRAMPROC gl_CreateProgram;
129 PFNGLATTACHSHADERPROC gl_AttachShader;
130 PFNGLLINKPROGRAMPROC gl_LinkProgram;
131 PFNGLUSEPROGRAMPROC gl_UseProgram;
132 PFNGLGETSHADERIVPROC gl_GetShaderiv;
133 PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC gl_GetShaderInfoLog;
134 PFNGLGETPROGRAMIVPROC gl_GetProgramiv;
135 PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC gl_GetProgramInfoLog;
136 PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC gl_GetAttribLocation;
137 PFNGLVERTEXATTRIBPOINTERPROC gl_VertexAttribPointer;
138 PFNGLENABLEVERTEXATTRIBARRAYPROC gl_EnableVertexAttribArray;
139 PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC gl_GetUniformLocation;
140 PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC gl_UniformMatrix4fv;
141
142 void initExtensionEntries(void) 
143 {
144    gl_GenBuffers = (PFNGLGENBUFFERSPROC) glutGetProcAddress ("glGenBuffers");
145    gl_BindBuffer = (PFNGLBINDBUFFERPROC) glutGetProcAddress ("glBindBuffer");
146    gl_BufferData = (PFNGLBUFFERDATAPROC) glutGetProcAddress ("glBufferData");
147    gl_CreateShader = (PFNGLCREATESHADERPROC) glutGetProcAddress ("glCreateShader");
148    gl_ShaderSource = (PFNGLSHADERSOURCEPROC) glutGetProcAddress ("glShaderSource");
149    gl_CompileShader = (PFNGLCOMPILESHADERPROC) glutGetProcAddress ("glCompileShader");
150    gl_CreateProgram = (PFNGLCREATEPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glCreateProgram");
151    gl_AttachShader = (PFNGLATTACHSHADERPROC) glutGetProcAddress ("glAttachShader");
152    gl_LinkProgram = (PFNGLLINKPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glLinkProgram");
153    gl_UseProgram = (PFNGLUSEPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glUseProgram");
154    gl_GetShaderiv = (PFNGLGETSHADERIVPROC) glutGetProcAddress ("glGetShaderiv");
155    gl_GetShaderInfoLog = (PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC) glutGetProcAddress ("glGetShaderInfoLog");
156    gl_GetProgramiv = (PFNGLGETPROGRAMIVPROC) glutGetProcAddress ("glGetProgramiv");
157    gl_GetProgramInfoLog = (PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC) glutGetProcAddress ("glGetProgramInfoLog");
158    gl_GetAttribLocation = (PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC) glutGetProcAddress ("glGetAttribLocation");
159    gl_VertexAttribPointer = (PFNGLVERTEXATTRIBPOINTERPROC) glutGetProcAddress ("glVertexAttribPointer");
160    gl_EnableVertexAttribArray = (PFNGLENABLEVERTEXATTRIBARRAYPROC) glutGetProcAddress ("glEnableVertexAttribArray");
161    gl_GetUniformLocation = (PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC) glutGetProcAddress ("glGetUniformLocation");
162    gl_UniformMatrix4fv = (PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC) glutGetProcAddress ("glUniformMatrix4fv");
163 }
164
165 /* vertex array data for a colored 2D triangle, consisting of RGB color values
166    and XY coordinates */
167 const GLfloat varray[] = {
168    1.0f, 0.0f, 0.0f, /* red */
169    5.0f, 5.0f,       /* lower left */
170
171    0.0f, 1.0f, 0.0f, /* green */
172    25.0f, 5.0f,      /* lower right */
173
174    0.0f, 0.0f, 1.0f, /* blue */
175    5.0f, 25.0f       /* upper left */
176 };
177
178 /* ISO C somehow enforces this silly use of 'enum' for compile-time constants */
179 enum {
180   numColorComponents = 3,
181   numVertexComponents = 2,
182   stride = sizeof(GLfloat) * (numColorComponents + numVertexComponents),
183   numElements = sizeof(varray) / stride
184 };
185
186 /* the name of the vertex buffer object */
187 GLuint vertexBufferName;
188
189 void initBuffer(void)
190 {
191    gl_GenBuffers (1, &vertexBufferName);
192    gl_BindBuffer (GL_ARRAY_BUFFER, vertexBufferName);
193    gl_BufferData (GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(varray), varray, GL_STATIC_DRAW);
194    checkError ("initBuffer");
195 }
196
197 const ourGLchar *vertexShaderSource[] = {
198    "#version 140\n",
199    "uniform mat4 fg_ProjectionMatrix;\n",
200    "in vec4 fg_Color;\n",
201    "in vec4 fg_Vertex;\n",
202    "smooth out vec4 fg_SmoothColor;\n",
203    "void main()\n",
204    "{\n",
205    "   fg_SmoothColor = fg_Color;\n",
206    "   gl_Position = fg_ProjectionMatrix * fg_Vertex;\n",
207    "}\n"
208 };
209
210 const ourGLchar *fragmentShaderSource[] = {
211    "#version 140\n",
212    "smooth in vec4 fg_SmoothColor;\n",
213    "out vec4 fg_FragColor;\n",
214    "void main(void)\n",
215    "{\n",
216    "   fg_FragColor = fg_SmoothColor;\n",
217    "}\n"
218 };
219
220 void compileAndCheck(GLuint shader)
221 {
222    GLint status;
223    gl_CompileShader (shader);
224    gl_GetShaderiv (shader, GL_COMPILE_STATUS, &status);
225    if (status == GL_FALSE) {
226      GLint infoLogLength;
227      ourGLchar *infoLog;
228      gl_GetShaderiv (shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
229      infoLog = (ourGLchar*) malloc (infoLogLength);
230      gl_GetShaderInfoLog (shader, infoLogLength, NULL, infoLog);
231      fprintf (stderr, "compile log: %s\n", infoLog);
232      free (infoLog);
233    }
234 }
235
236 GLuint compileShaderSource(GLenum type, GLsizei count, const ourGLchar **string)
237 {
238    GLuint shader = gl_CreateShader (type);
239    gl_ShaderSource (shader, count, string, NULL);
240    compileAndCheck (shader);
241    return shader;
242 }
243
244 void linkAndCheck(GLuint program)
245 {
246    GLint status;
247    gl_LinkProgram (program);
248    gl_GetProgramiv (program, GL_LINK_STATUS, &status);
249    if (status == GL_FALSE) {
250      GLint infoLogLength;
251      ourGLchar *infoLog;
252      gl_GetProgramiv (program, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
253      infoLog = (ourGLchar*) malloc (infoLogLength);
254      gl_GetProgramInfoLog (program, infoLogLength, NULL, infoLog);
255      fprintf (stderr, "link log: %s\n", infoLog);
256      free (infoLog);
257    }
258 }
259
260 GLuint createProgram(GLuint vertexShader, GLuint fragmentShader)
261 {
262    GLuint program = gl_CreateProgram ();
263    if (vertexShader != 0) {
264       gl_AttachShader (program, vertexShader);
265    }
266    if (fragmentShader != 0) {
267       gl_AttachShader (program, fragmentShader);
268    }
269    linkAndCheck (program);
270    return program;
271 }
272
273 GLuint fgProjectionMatrixIndex;
274 GLuint fgColorIndex;
275 GLuint fgVertexIndex;
276
277 void initShader(void)
278 {
279    const GLsizei vertexShaderLines = sizeof(vertexShaderSource) / sizeof(ourGLchar*);
280    GLuint vertexShader =
281      compileShaderSource (GL_VERTEX_SHADER, vertexShaderLines, vertexShaderSource);
282
283    const GLsizei fragmentShaderLines = sizeof(fragmentShaderSource) / sizeof(ourGLchar*);
284    GLuint fragmentShader =
285      compileShaderSource (GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderLines, fragmentShaderSource);
286
287    GLuint program = createProgram (vertexShader, fragmentShader);
288
289    gl_UseProgram (program);
290
291    fgProjectionMatrixIndex = gl_GetUniformLocation(program, "fg_ProjectionMatrix");
292
293    fgColorIndex = gl_GetAttribLocation(program, "fg_Color");
294    gl_EnableVertexAttribArray (fgColorIndex);
295
296    fgVertexIndex = gl_GetAttribLocation(program, "fg_Vertex");
297    gl_EnableVertexAttribArray (fgVertexIndex);
298
299    checkError ("initShader");
300 }
301
302 void initRendering(void)
303 {
304    glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
305    checkError ("initRendering");
306 }
307
308 void init(void) 
309 {
310    initExtensionEntries ();
311    initBuffer ();
312    initShader ();
313    initRendering ();
314 }
315
316 void dumpInfo(void)
317 {
318    printf ("Vendor: %s\n", glGetString (GL_VENDOR));
319    printf ("Renderer: %s\n", glGetString (GL_RENDERER));
320    printf ("Version: %s\n", glGetString (GL_VERSION));
321    printf ("GLSL: %s\n", glGetString (GL_SHADING_LANGUAGE_VERSION));
322    checkError ("dumpInfo");
323 }
324
325 const GLvoid *bufferObjectPtr (GLsizei index)
326 {
327    return (const GLvoid *) (((char *) NULL) + index);
328 }
329
330 GLfloat projectionMatrix[16];
331
332 void triangle(void)
333 {
334    gl_UniformMatrix4fv (fgProjectionMatrixIndex, 1, GL_FALSE, projectionMatrix);
335
336    gl_BindBuffer (GL_ARRAY_BUFFER, vertexBufferName);
337    gl_VertexAttribPointer (fgColorIndex, numColorComponents, GL_FLOAT, GL_FALSE,
338                            stride, bufferObjectPtr (0));
339    gl_VertexAttribPointer (fgVertexIndex, numVertexComponents, GL_FLOAT, GL_FALSE,
340                            stride, bufferObjectPtr (sizeof(GLfloat) * numColorComponents));
341    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, numElements);
342    checkError ("triangle");
343 }
344
345 void display(void)
346 {
347    glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);
348    triangle ();
349    glFlush ();
350    checkError ("display");
351 }
352
353 void loadOrthof(GLfloat *m, GLfloat l, GLfloat r, GLfloat b, GLfloat t,
354                 GLfloat n, GLfloat f)
355 {
356    m[ 0] = 2.0f / (r - l);
357    m[ 1] = 0.0f;
358    m[ 2] = 0.0f;
359    m[ 3] = 0.0f;
360
361    m[ 4] = 0.0f;
362    m[ 5] = 2.0f / (t - b);
363    m[ 6] = 0.0f;
364    m[ 7] = 0.0f;
365
366    m[ 8] = 0.0f;
367    m[ 9] = 0.0f;
368    m[10] = -2.0f / (f - n);
369    m[11] = 0.0f;
370
371    m[12] = -(r + l) / (r - l);
372    m[13] = -(t + b) / (t - b);
373    m[14] = -(f + n) / (f - n);
374    m[15] = 1.0f;
375 }
376
377 void loadOrtho2Df(GLfloat *m, GLfloat l, GLfloat r, GLfloat b, GLfloat t)
378 {
379    loadOrthof (m, l, r, b, t, -1.0f, 1.0f);
380 }
381
382 void reshape (int w, int h)
383 {
384    glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);
385    if (w <= h) {
386       loadOrtho2Df (projectionMatrix, 0.0f, 30.0f, 0.0f, 30.0f * (GLfloat) h/(GLfloat) w);
387    } else {
388       loadOrtho2Df (projectionMatrix, 0.0f, 30.0f * (GLfloat) w/(GLfloat) h, 0.0f, 30.0f);
389    }
390    checkError ("reshape");
391 }
392
393 void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
394 {
395    switch (key) {
396       case 27:
397          exit(0);
398          break;
399    }
400 }
401
402 int main(int argc, char** argv)
403 {
404    glutInit(&argc, argv);
405    glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
406    /* add command line argument "classic" for a pre-3.x context */
407    if ((argc != 2) || (strcmp (argv[1], "classic") != 0)) {
408       glutInitContextVersion (3, 1);
409       glutInitContextFlags (GLUT_FORWARD_COMPATIBLE | GLUT_DEBUG);
410    }
411    glutInitWindowSize (500, 500); 
412    glutInitWindowPosition (100, 100);
413    glutCreateWindow (argv[0]);
414    dumpInfo ();
415    init ();
416    glutDisplayFunc(display); 
417    glutReshapeFunc(reshape);
418    glutKeyboardFunc (keyboard);
419    glutMainLoop();
420    return 0;
421 }