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) {\r
  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 *PFNGLGENVERTEXARRAYSPROC) (GLsizei n, GLuint *arrays);\r
 102 typedef void (APIENTRY *PFNGLBINDVERTEXARRAYPROC) (GLuint array);
 103 typedef void (APIENTRY *PFNGLGENBUFFERSPROC) (GLsizei n, GLuint *buffers);
 104 typedef void (APIENTRY *PFNGLBINDBUFFERPROC) (GLenum target, GLuint buffer);
 105 typedef void (APIENTRY *PFNGLBUFFERDATAPROC) (GLenum target, ourGLsizeiptr size, const GLvoid *data, GLenum usage);
 106 typedef GLuint (APIENTRY *PFNGLCREATESHADERPROC) (GLenum type);
 107 typedef void (APIENTRY *PFNGLSHADERSOURCEPROC) (GLuint shader, GLsizei count, const ourGLchar **string, const GLint *length);
 108 typedef void (APIENTRY *PFNGLCOMPILESHADERPROC) (GLuint shader);
 109 typedef GLuint (APIENTRY *PFNGLCREATEPROGRAMPROC) (void);
 110 typedef void (APIENTRY *PFNGLATTACHSHADERPROC) (GLuint program, GLuint shader);
 111 typedef void (APIENTRY *PFNGLLINKPROGRAMPROC) (GLuint program);
 112 typedef void (APIENTRY *PFNGLUSEPROGRAMPROC) (GLuint program);
 113 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETSHADERIVPROC) (GLuint shader, GLenum pname, GLint *params);
 114 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC) (GLuint shader, GLsizei bufSize, GLsizei *length, ourGLchar *infoLog);
 115 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETPROGRAMIVPROC) (GLenum target, GLenum pname, GLint *params);
 116 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC) (GLuint program, GLsizei bufSize, GLsizei *length, ourGLchar *infoLog);
 117 typedef GLint (APIENTRY *PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC) (GLuint program, const ourGLchar *name);
 118 typedef void (APIENTRY *PFNGLVERTEXATTRIBPOINTERPROC) (GLuint index, GLint size, GLenum type, GLboolean normalized, GLsizei stride, const GLvoid *pointer);
 119 typedef void (APIENTRY *PFNGLENABLEVERTEXATTRIBARRAYPROC) (GLuint index);
 120 typedef GLint (APIENTRY *PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC) (GLuint program, const ourGLchar *name);
 121 typedef void (APIENTRY *PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC) (GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
 122
 123 PFNGLGENVERTEXARRAYSPROC gl_GenVertexArrays;\r
 124 PFNGLBINDVERTEXARRAYPROC gl_BindVertexArray;
 125 PFNGLGENBUFFERSPROC gl_GenBuffers;
 126 PFNGLBINDBUFFERPROC gl_BindBuffer;
 127 PFNGLBUFFERDATAPROC gl_BufferData;
 128 PFNGLCREATESHADERPROC gl_CreateShader;
 129 PFNGLSHADERSOURCEPROC gl_ShaderSource;
 130 PFNGLCOMPILESHADERPROC gl_CompileShader;
 131 PFNGLCREATEPROGRAMPROC gl_CreateProgram;
 132 PFNGLATTACHSHADERPROC gl_AttachShader;
 133 PFNGLLINKPROGRAMPROC gl_LinkProgram;
 134 PFNGLUSEPROGRAMPROC gl_UseProgram;
 135 PFNGLGETSHADERIVPROC gl_GetShaderiv;
 136 PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC gl_GetShaderInfoLog;
 137 PFNGLGETPROGRAMIVPROC gl_GetProgramiv;
 138 PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC gl_GetProgramInfoLog;
 139 PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC gl_GetAttribLocation;
 140 PFNGLVERTEXATTRIBPOINTERPROC gl_VertexAttribPointer;
 141 PFNGLENABLEVERTEXATTRIBARRAYPROC gl_EnableVertexAttribArray;
 142 PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC gl_GetUniformLocation;
 143 PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC gl_UniformMatrix4fv;
 144
 145 void initExtensionEntries(void)
 146 {
 147    gl_GenVertexArrays = (PFNGLGENVERTEXARRAYSPROC) glutGetProcAddress ("glGenVertexArrays");\r
 148    gl_BindVertexArray = (PFNGLBINDVERTEXARRAYPROC) glutGetProcAddress ("glBindVertexArray");
 149    gl_GenBuffers = (PFNGLGENBUFFERSPROC) glutGetProcAddress ("glGenBuffers");
 150    gl_BindBuffer = (PFNGLBINDBUFFERPROC) glutGetProcAddress ("glBindBuffer");
 151    gl_BufferData = (PFNGLBUFFERDATAPROC) glutGetProcAddress ("glBufferData");
 152    gl_CreateShader = (PFNGLCREATESHADERPROC) glutGetProcAddress ("glCreateShader");
 153    gl_ShaderSource = (PFNGLSHADERSOURCEPROC) glutGetProcAddress ("glShaderSource");
 154    gl_CompileShader = (PFNGLCOMPILESHADERPROC) glutGetProcAddress ("glCompileShader");
 155    gl_CreateProgram = (PFNGLCREATEPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glCreateProgram");
 156    gl_AttachShader = (PFNGLATTACHSHADERPROC) glutGetProcAddress ("glAttachShader");
 157    gl_LinkProgram = (PFNGLLINKPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glLinkProgram");
 158    gl_UseProgram = (PFNGLUSEPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glUseProgram");
 159    gl_GetShaderiv = (PFNGLGETSHADERIVPROC) glutGetProcAddress ("glGetShaderiv");
 160    gl_GetShaderInfoLog = (PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC) glutGetProcAddress ("glGetShaderInfoLog");
 161    gl_GetProgramiv = (PFNGLGETPROGRAMIVPROC) glutGetProcAddress ("glGetProgramiv");
 162    gl_GetProgramInfoLog = (PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC) glutGetProcAddress ("glGetProgramInfoLog");
 163    gl_GetAttribLocation = (PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC) glutGetProcAddress ("glGetAttribLocation");
 164    gl_VertexAttribPointer = (PFNGLVERTEXATTRIBPOINTERPROC) glutGetProcAddress ("glVertexAttribPointer");
 165    gl_EnableVertexAttribArray = (PFNGLENABLEVERTEXATTRIBARRAYPROC) glutGetProcAddress ("glEnableVertexAttribArray");
 166    gl_GetUniformLocation = (PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC) glutGetProcAddress ("glGetUniformLocation");
 167    gl_UniformMatrix4fv = (PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC) glutGetProcAddress ("glUniformMatrix4fv");
 168 }
 169
 170 /* vertex array data for a colored 2D triangle, consisting of RGB color values
 171    and XY coordinates */
 172 const GLfloat varray[] = {
 173    1.0f, 0.0f, 0.0f, /* red */
 174    5.0f, 5.0f,       /* lower left */
 175
 176    0.0f, 1.0f, 0.0f, /* green */
 177    25.0f, 5.0f,      /* lower right */
 178
 179    0.0f, 0.0f, 1.0f, /* blue */
 180    5.0f, 25.0f       /* upper left */
 181 };
 182
 183 /* ISO C somehow enforces this silly use of 'enum' for compile-time constants */
 184 enum {
 185   numColorComponents = 3,
 186   numVertexComponents = 2,
 187   stride = sizeof(GLfloat) * (numColorComponents + numVertexComponents),
 188   numElements = sizeof(varray) / stride
 189 };
 190
 191 /* the name of the vertex buffer object */
 192 GLuint vertexBufferName;
 193 GLuint vertexArrayName;
 194
 195 void initBuffer(void)
 196 {
 197    /* Need to setup a vertex array as otherwise invalid operation errors can\r
 198     * occur when accessing vertex buffer (OpenGL 3.3 has no default zero named\r
 199     * vertex array) \r
 200     */\r
 201    gl_GenVertexArrays(1, &vertexArrayName);\r
 202    gl_BindVertexArray(vertexArrayName);
 203
 204    gl_GenBuffers (1, &vertexBufferName);
 205    gl_BindBuffer (GL_ARRAY_BUFFER, vertexBufferName);
 206    gl_BufferData (GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(varray), varray, GL_STATIC_DRAW);
 207    checkError ("initBuffer");
 208 }
 209
 210 const ourGLchar *vertexShaderSource[] = {
 211    "#version 140\n",
 212    "uniform mat4 fg_ProjectionMatrix;\n",
 213    "in vec4 fg_Color;\n",
 214    "in vec4 fg_Vertex;\n",
 215    "smooth out vec4 fg_SmoothColor;\n",
 216    "void main()\n",
 217    "{\n",
 218    "   fg_SmoothColor = fg_Color;\n",
 219    "   gl_Position = fg_ProjectionMatrix * fg_Vertex;\n",
 220    "}\n"
 221 };
 222
 223 const ourGLchar *fragmentShaderSource[] = {
 224    "#version 140\n",
 225    "smooth in vec4 fg_SmoothColor;\n",
 226    "out vec4 fg_FragColor;\n",
 227    "void main(void)\n",
 228    "{\n",
 229    "   fg_FragColor = fg_SmoothColor;\n",
 230    "}\n"
 231 };
 232
 233 void compileAndCheck(GLuint shader)
 234 {
 235    GLint status;
 236    gl_CompileShader (shader);
 237    gl_GetShaderiv (shader, GL_COMPILE_STATUS, &status);
 238    if (status == GL_FALSE) {
 239      GLint infoLogLength;
 240      ourGLchar *infoLog;
 241      gl_GetShaderiv (shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
 242      infoLog = (ourGLchar*) malloc (infoLogLength);
 243      gl_GetShaderInfoLog (shader, infoLogLength, NULL, infoLog);
 244      fprintf (stderr, "compile log: %s\n", infoLog);
 245      free (infoLog);
 246    }
 247 }
 248
 249 GLuint compileShaderSource(GLenum type, GLsizei count, const ourGLchar **string)
 250 {
 251    GLuint shader = gl_CreateShader (type);
 252    gl_ShaderSource (shader, count, string, NULL);
 253    compileAndCheck (shader);
 254    return shader;
 255 }
 256
 257 void linkAndCheck(GLuint program)
 258 {
 259    GLint status;
 260    gl_LinkProgram (program);
 261    gl_GetProgramiv (program, GL_LINK_STATUS, &status);
 262    if (status == GL_FALSE) {
 263      GLint infoLogLength;
 264      ourGLchar *infoLog;
 265      gl_GetProgramiv (program, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
 266      infoLog = (ourGLchar*) malloc (infoLogLength);
 267      gl_GetProgramInfoLog (program, infoLogLength, NULL, infoLog);
 268      fprintf (stderr, "link log: %s\n", infoLog);
 269      free (infoLog);
 270    }
 271 }
 272
 273 GLuint createProgram(GLuint vertexShader, GLuint fragmentShader)
 274 {
 275    GLuint program = gl_CreateProgram ();
 276    if (vertexShader != 0) {
 277       gl_AttachShader (program, vertexShader);
 278    }
 279    if (fragmentShader != 0) {
 280       gl_AttachShader (program, fragmentShader);
 281    }
 282    linkAndCheck (program);
 283    return program;
 284 }
 285
 286 GLuint fgProjectionMatrixIndex;
 287 GLuint fgColorIndex;
 288 GLuint fgVertexIndex;
 289
 290 void initShader(void)
 291 {
 292    const GLsizei vertexShaderLines = sizeof(vertexShaderSource) / sizeof(ourGLchar*);
 293    GLuint vertexShader =
 294      compileShaderSource (GL_VERTEX_SHADER, vertexShaderLines, vertexShaderSource);
 295
 296    const GLsizei fragmentShaderLines = sizeof(fragmentShaderSource) / sizeof(ourGLchar*);
 297    GLuint fragmentShader =
 298      compileShaderSource (GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderLines, fragmentShaderSource);
 299
 300    GLuint program = createProgram (vertexShader, fragmentShader);
 301
 302    gl_UseProgram (program);
 303
 304    fgProjectionMatrixIndex = gl_GetUniformLocation(program, "fg_ProjectionMatrix");
 305
 306    fgColorIndex = gl_GetAttribLocation(program, "fg_Color");
 307    gl_EnableVertexAttribArray (fgColorIndex);
 308
 309    fgVertexIndex = gl_GetAttribLocation(program, "fg_Vertex");
 310    gl_EnableVertexAttribArray (fgVertexIndex);
 311
 312    checkError ("initShader");
 313 }
 314
 315 void initRendering(void)
 316 {
 317    glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
 318    checkError ("initRendering");
 319 }
 320
 321 void init(void)
 322 {
 323    initExtensionEntries ();
 324    initBuffer ();
 325    initShader ();
 326    initRendering ();
 327 }
 328
 329 void dumpInfo(void)
 330 {
 331    printf ("Vendor: %s\n", glGetString (GL_VENDOR));
 332    printf ("Renderer: %s\n", glGetString (GL_RENDERER));
 333    printf ("Version: %s\n", glGetString (GL_VERSION));
 334    printf ("GLSL: %s\n", glGetString (GL_SHADING_LANGUAGE_VERSION));
 335    checkError ("dumpInfo");
 336 }
 337
 338 const GLvoid *bufferObjectPtr (GLsizei index)
 339 {
 340    return (const GLvoid *) (((char *) NULL) + index);
 341 }
 342
 343 GLfloat projectionMatrix[16];
 344
 345 void triangle(void)
 346 {
 347    gl_UniformMatrix4fv (fgProjectionMatrixIndex, 1, GL_FALSE, projectionMatrix);
 348
 349    gl_BindBuffer (GL_ARRAY_BUFFER, vertexBufferName);
 350    gl_VertexAttribPointer (fgColorIndex, numColorComponents, GL_FLOAT, GL_FALSE,
 351                            stride, bufferObjectPtr (0));
 352    gl_VertexAttribPointer (fgVertexIndex, numVertexComponents, GL_FLOAT, GL_FALSE,
 353                            stride, bufferObjectPtr (sizeof(GLfloat) * numColorComponents));
 354    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, numElements);
 355    checkError ("triangle");
 356 }
 357
 358 void display(void)
 359 {
 360    glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);
 361    triangle ();
 362    glFlush ();
 363    checkError ("display");
 364 }
 365
 366 void loadOrthof(GLfloat *m, GLfloat l, GLfloat r, GLfloat b, GLfloat t,
 367                 GLfloat n, GLfloat f)
 368 {
 369    m[ 0] = 2.0f / (r - l);
 370    m[ 1] = 0.0f;
 371    m[ 2] = 0.0f;
 372    m[ 3] = 0.0f;
 373
 374    m[ 4] = 0.0f;
 375    m[ 5] = 2.0f / (t - b);
 376    m[ 6] = 0.0f;
 377    m[ 7] = 0.0f;
 378
 379    m[ 8] = 0.0f;
 380    m[ 9] = 0.0f;
 381    m[10] = -2.0f / (f - n);
 382    m[11] = 0.0f;
 383
 384    m[12] = -(r + l) / (r - l);
 385    m[13] = -(t + b) / (t - b);
 386    m[14] = -(f + n) / (f - n);
 387    m[15] = 1.0f;
 388 }
 389
 390 void loadOrtho2Df(GLfloat *m, GLfloat l, GLfloat r, GLfloat b, GLfloat t)
 391 {
 392    loadOrthof (m, l, r, b, t, -1.0f, 1.0f);
 393 }
 394
 395 void reshape (int w, int h)
 396 {
 397    glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);
 398    if (w <= h) {
 399       loadOrtho2Df (projectionMatrix, 0.0f, 30.0f, 0.0f, 30.0f * (GLfloat) h/(GLfloat) w);
 400    } else {
 401       loadOrtho2Df (projectionMatrix, 0.0f, 30.0f * (GLfloat) w/(GLfloat) h, 0.0f, 30.0f);
 402    }
 403    checkError ("reshape");
 404 }
 405
 406 void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
 407 {
 408    switch (key) {
 409       case 27:
 410          exit(0);
 411          break;
 412    }
 413 }
 414
 415 int main(int argc, char** argv)
 416 {
 417    glutInit(&argc, argv);
 418    glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
 419    /* add command line argument "classic" for a pre-3.x context */
 420    if ((argc != 2) || (strcmp (argv[1], "classic") != 0)) {
 421       glutInitContextVersion (3, 1);
 422       glutInitContextFlags (GLUT_FORWARD_COMPATIBLE | GLUT_DEBUG);
 423    }
 424    glutInitWindowSize (500, 500);
 425    glutInitWindowPosition (100, 100);
 426    glutCreateWindow (argv[0]);
 427    dumpInfo ();
 428    init ();
 429    glutDisplayFunc(display);
 430    glutReshapeFunc(reshape);
 431    glutKeyboardFunc (keyboard);
 432    glutMainLoop();
 433    return 0;
 434 }