shapes demo: added flat shading option (fixed-function only)
[freeglut] / progs / demos / shapes / shapes.c
index 2dc50f4..09fb5ef 100644 (file)
-/*
- * FreeGLUT Shapes Demo
- *
- * Written by Nigel Stewart November 2003
- *
- * This program is test harness for the sphere, cone 
- * and torus shapes in FreeGLUT.
- *
- * Spinning wireframe and smooth shaded shapes are
- * displayed until the ESC or q key is pressed.  The
- * number of geometry stacks and slices can be adjusted
- * using the + and - keys.
- */
+/*! \file    shapes.c
+    \ingroup demos
+
+    This program is a test harness for the various shapes
+    in OpenGLUT.  It may also be useful to see which
+    parameters control what behavior in the OpenGLUT
+    objects.
+
+    Spinning wireframe and solid-shaded shapes are
+    displayed.  Some parameters can be adjusted.
+
+   Keys:
+      -    <tt>Esc &nbsp;</tt> Quit
+      -    <tt>q Q &nbsp;</tt> Quit
+      -    <tt>i I &nbsp;</tt> Show info
+      -    <tt>p P &nbsp;</tt> Toggle perspective or orthographic projection
+      -    <tt>r R &nbsp;</tt> Toggle fixed or animated rotation around model X-axis
+      -    <tt>s S &nbsp;</tt> Toggle toggle fixed function or shader render path
+      -    <tt>n N &nbsp;</tt> Toggle visualization of object's normal vectors
+      -    <tt>= + &nbsp;</tt> Increase \a slices
+      -    <tt>- _ &nbsp;</tt> Decreate \a slices
+      -    <tt>, < &nbsp;</tt> Decreate \a stacks
+      -    <tt>. > &nbsp;</tt> Increase \a stacks
+      -    <tt>9 ( &nbsp;</tt> Decreate \a depth  (Sierpinski Sponge)
+      -    <tt>0 ) &nbsp;</tt> Increase \a depth  (Sierpinski Sponge)
+      -    <tt>up&nbsp; &nbsp;</tt> Increase "outer radius"
+      -    <tt>down&nbsp;</tt> Decrease "outer radius"
+      -    <tt>left&nbsp;</tt> Decrease "inner radius"
+      -    <tt>right</tt> Increase "inner radius"
+      -    <tt>PgUp&nbsp;</tt> Next shape-drawing function
+      -    <tt>PgDn&nbsp;</tt> Prev shape-drawing function
+
+    \author  Written by Nigel Stewart November 2003
+
+    \author  Portions Copyright (C) 2004, the OpenGLUT project contributors. <br>
+             OpenGLUT branched from freeglut in February, 2004.
+
+    \image   html openglut_shapes.png OpenGLUT Geometric Shapes Demonstration
+    \include demos/shapes/shapes.c
+*/
 
 #include <GL/freeglut.h>
 
+#include <stdarg.h>
+#include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
+#include <stddef.h>
+
+#include "glmatrix.h"
+
+#ifdef _MSC_VER
+/* DUMP MEMORY LEAKS */
+#include <crtdbg.h>
+#endif
+
+/* report GL errors, if any, to stderr */
+void checkError(const char *functionName)
+{
+    GLenum error;
+    while (( error = glGetError() ) != GL_NO_ERROR) {
+        fprintf (stderr, "GL error 0x%X detected in %s\n", error, functionName);
+    }
+}
+
+/*
+ * OpenGL 2+ shader mode needs some function and macro definitions,
+ * avoiding a dependency on additional libraries like GLEW or the
+ * GL/glext.h header
+ */
+#ifndef GL_FRAGMENT_SHADER
+#define GL_FRAGMENT_SHADER 0x8B30
+#endif
+
+#ifndef GL_VERTEX_SHADER
+#define GL_VERTEX_SHADER 0x8B31
+#endif
+
+#ifndef GL_COMPILE_STATUS
+#define GL_COMPILE_STATUS 0x8B81
+#endif
+
+#ifndef GL_LINK_STATUS
+#define GL_LINK_STATUS 0x8B82
+#endif
+
+#ifndef GL_INFO_LOG_LENGTH
+#define GL_INFO_LOG_LENGTH 0x8B84
+#endif
+
+typedef ptrdiff_t ourGLsizeiptr;
+typedef char ourGLchar;
+
+#ifndef APIENTRY
+#define APIENTRY
+#endif
+
+#ifndef GL_VERSION_2_0
+typedef GLuint (APIENTRY *PFNGLCREATESHADERPROC) (GLenum type);
+typedef void (APIENTRY *PFNGLSHADERSOURCEPROC) (GLuint shader, GLsizei count, const ourGLchar **string, const GLint *length);
+typedef void (APIENTRY *PFNGLCOMPILESHADERPROC) (GLuint shader);
+typedef GLuint (APIENTRY *PFNGLCREATEPROGRAMPROC) (void);
+typedef void (APIENTRY *PFNGLATTACHSHADERPROC) (GLuint program, GLuint shader);
+typedef void (APIENTRY *PFNGLLINKPROGRAMPROC) (GLuint program);
+typedef void (APIENTRY *PFNGLUSEPROGRAMPROC) (GLuint program);
+typedef void (APIENTRY *PFNGLGETSHADERIVPROC) (GLuint shader, GLenum pname, GLint *params);
+typedef void (APIENTRY *PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC) (GLuint shader, GLsizei bufSize, GLsizei *length, ourGLchar *infoLog);
+typedef void (APIENTRY *PFNGLGETPROGRAMIVPROC) (GLenum target, GLenum pname, GLint *params);
+typedef void (APIENTRY *PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC) (GLuint program, GLsizei bufSize, GLsizei *length, ourGLchar *infoLog);
+typedef GLint (APIENTRY *PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC) (GLuint program, const ourGLchar *name);
+typedef GLint (APIENTRY *PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC) (GLuint program, const ourGLchar *name);
+typedef void (APIENTRY *PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC) (GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
+typedef void (APIENTRY *PFNGLUNIFORMMATRIX3FVPROC) (GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
+#endif
+
+PFNGLCREATESHADERPROC gl_CreateShader;
+PFNGLSHADERSOURCEPROC gl_ShaderSource;
+PFNGLCOMPILESHADERPROC gl_CompileShader;
+PFNGLCREATEPROGRAMPROC gl_CreateProgram;
+PFNGLATTACHSHADERPROC gl_AttachShader;
+PFNGLLINKPROGRAMPROC gl_LinkProgram;
+PFNGLUSEPROGRAMPROC gl_UseProgram;
+PFNGLGETSHADERIVPROC gl_GetShaderiv;
+PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC gl_GetShaderInfoLog;
+PFNGLGETPROGRAMIVPROC gl_GetProgramiv;
+PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC gl_GetProgramInfoLog;
+PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC gl_GetAttribLocation;
+PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC gl_GetUniformLocation;
+PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC gl_UniformMatrix4fv;
+PFNGLUNIFORMMATRIX3FVPROC gl_UniformMatrix3fv;
+
+void initExtensionEntries(void)
+{
+    gl_CreateShader = (PFNGLCREATESHADERPROC) glutGetProcAddress ("glCreateShader");
+    gl_ShaderSource = (PFNGLSHADERSOURCEPROC) glutGetProcAddress ("glShaderSource");
+    gl_CompileShader = (PFNGLCOMPILESHADERPROC) glutGetProcAddress ("glCompileShader");
+    gl_CreateProgram = (PFNGLCREATEPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glCreateProgram");
+    gl_AttachShader = (PFNGLATTACHSHADERPROC) glutGetProcAddress ("glAttachShader");
+    gl_LinkProgram = (PFNGLLINKPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glLinkProgram");
+    gl_UseProgram = (PFNGLUSEPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glUseProgram");
+    gl_GetShaderiv = (PFNGLGETSHADERIVPROC) glutGetProcAddress ("glGetShaderiv");
+    gl_GetShaderInfoLog = (PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC) glutGetProcAddress ("glGetShaderInfoLog");
+    gl_GetProgramiv = (PFNGLGETPROGRAMIVPROC) glutGetProcAddress ("glGetProgramiv");
+    gl_GetProgramInfoLog = (PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC) glutGetProcAddress ("glGetProgramInfoLog");
+    gl_GetAttribLocation = (PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC) glutGetProcAddress ("glGetAttribLocation");
+    gl_GetUniformLocation = (PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC) glutGetProcAddress ("glGetUniformLocation");
+    gl_UniformMatrix4fv = (PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC) glutGetProcAddress ("glUniformMatrix4fv");
+    gl_UniformMatrix3fv = (PFNGLUNIFORMMATRIX3FVPROC) glutGetProcAddress ("glUniformMatrix3fv");
+    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_GetUniformLocation || !gl_UniformMatrix4fv || !gl_UniformMatrix3fv)
+    {
+        fprintf (stderr, "glCreateShader, glShaderSource, glCompileShader, glCreateProgram, glAttachShader, glLinkProgram, glUseProgram, glGetShaderiv, glGetShaderInfoLog, glGetProgramiv, glGetProgramInfoLog, glGetAttribLocation, glGetUniformLocation, glUniformMatrix4fv or gl_UniformMatrix3fv not found");
+        exit(1);
+    }
+}
+
+const ourGLchar *vertexShaderSource[] = {
+    "/**",
+    " * From the OpenGL Programming wikibook: http://en.wikibooks.org/wiki/GLSL_Programming/GLUT/Smooth_Specular_Highlights",
+    " * This file is in the public domain.",
+    " * Contributors: Sylvain Beucler",
+    " */",
+    "attribute vec3 fg_coord;",
+    "attribute vec3 fg_normal;",
+    "varying vec4 position;  /* position of the vertex (and fragment) in world space */",
+    "varying vec3 varyingNormalDirection;  /* surface normal vector in world space */",
+    "uniform mat4 m, p;      /* don't need v, as always identity in our demo */",
+    "uniform mat3 m_3x3_inv_transp;",
+    " ",
+    "void main()",
+    "{",
+    "  vec4 fg_coord4 = vec4(fg_coord, 1.0);",
+    "  position = m * fg_coord4;",
+    "  varyingNormalDirection = normalize(m_3x3_inv_transp * fg_normal);",
+    " ",
+    "  mat4 mvp = p*m;   /* normally p*v*m */",
+    "  gl_Position = mvp * fg_coord4;",
+    "}"
+};
+
+const ourGLchar *fragmentShaderSource[] = {
+    "/**",
+    " * From the OpenGL Programming wikibook: http://en.wikibooks.org/wiki/GLSL_Programming/GLUT/Smooth_Specular_Highlights",
+    " * This file is in the public domain.",
+    " * Contributors: Martin Kraus, Sylvain Beucler",
+    " */",
+    "varying vec4 position;  /* position of the vertex (and fragment) in world space */",
+    "varying vec3 varyingNormalDirection;  /* surface normal vector in world space */",
+    "/* uniform mat4 v_inv;   // in this demo, the view matrix is always an identity matrix */",
+    " ",
+    "struct lightSource",
+    "{",
+    "  vec4 position;",
+    "  vec4 diffuse;",
+    "  vec4 specular;",
+    "  float constantAttenuation, linearAttenuation, quadraticAttenuation;",
+    "  float spotCutoff, spotExponent;",
+    "  vec3 spotDirection;",
+    "};",
+    "lightSource light0 = lightSource(",
+    "  vec4(2.0, 5.0, 5.0, 0.0),",
+    "  vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0),",
+    "  vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0),",
+    "    0.0, 1.0, 0.0,",
+    "  180.0, 0.0,",
+    "  vec3(0.0, 0.0, 0.0)",
+    ");",
+    "vec4 scene_ambient = vec4(0.2, 0.2, 0.2, 1.0);",
+    " ",
+    "struct material",
+    "{",
+    "  vec4 ambient;",
+    "  vec4 diffuse;",
+    "  vec4 specular;",
+    "  float shininess;",
+    "};",
+    "material frontMaterial = material(",
+    "  vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0),",
+    "  vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0),",
+    "  vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0),",
+    "  100.0",
+    ");",
+    " ",
+    "void main()",
+    "{",
+    "  vec3 normalDirection = normalize(varyingNormalDirection);",
+    "  /* vec3 viewDirection = normalize(vec3(v_inv * vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0) - position)); */",
+    "  vec3 viewDirection = normalize(vec3(vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0) - position));    /* in this demo, the view matrix is always an identity matrix */",
+    "  vec3 lightDirection;",
+    "  float attenuation;",
+    " ",
+    "  if (0.0 == light0.position.w) /* directional light? */",
+    "    {",
+    "      attenuation = 1.0; /* no attenuation */",
+    "      lightDirection = normalize(vec3(light0.position));",
+    "    } ",
+    "  else /* point light or spotlight (or other kind of light) */",
+    "    {",
+    "      vec3 positionToLightSource = vec3(light0.position - position);",
+    "      float distance = length(positionToLightSource);",
+    "      lightDirection = normalize(positionToLightSource);",
+    "      attenuation = 1.0 / (light0.constantAttenuation",
+    "                           + light0.linearAttenuation * distance",
+    "                           + light0.quadraticAttenuation * distance * distance);",
+    " ",
+    "      if (light0.spotCutoff <= 90.0) /* spotlight? */",
+    "        {",
+    "          float clampedCosine = max(0.0, dot(-lightDirection, light0.spotDirection));",
+    "          if (clampedCosine < cos(radians(light0.spotCutoff))) /* outside of spotlight cone? */",
+    "            {",
+    "              attenuation = 0.0;",
+    "            }",
+    "          else",
+    "            {",
+    "              attenuation = attenuation * pow(clampedCosine, light0.spotExponent);   ",
+    "            }",
+    "        }",
+    "    }",
+    " ",
+    "  vec3 ambientLighting = vec3(scene_ambient) * vec3(frontMaterial.ambient);",
+    " ",
+    "  vec3 diffuseReflection = attenuation ",
+    "    * vec3(light0.diffuse) * vec3(frontMaterial.diffuse)",
+    "    * max(0.0, dot(normalDirection, lightDirection));",
+    " ",
+    "  vec3 specularReflection;",
+    "  if (dot(normalDirection, lightDirection) < 0.0) /* light source on the wrong side? */",
+    "    {",
+    "      specularReflection = vec3(0.0, 0.0, 0.0); /* no specular reflection */",
+    "    }",
+    "  else /* light source on the right side */",
+    "    {",
+    "      specularReflection = attenuation * vec3(light0.specular) * vec3(frontMaterial.specular) ",
+    "        * pow(max(0.0, dot(reflect(-lightDirection, normalDirection), viewDirection)), frontMaterial.shininess);",
+    "    }",
+    " ",
+    "  gl_FragColor = vec4(ambientLighting + diffuseReflection + specularReflection, 1.0);",
+    "}"
+};
+
+GLint getAttribOrUniformLocation(const char* name, GLuint program, GLboolean isAttrib)
+{
+    if (isAttrib)
+    {
+        GLint attrib = gl_GetAttribLocation(program, name);
+        if (attrib == -1)
+        {
+            fprintf(stderr, "Warning: Could not bind attrib %s\n", name);
+        }
+
+        checkError ("getAttribOrUniformLocation");
+        return attrib;
+    }
+    else
+    {
+        GLint uniform = gl_GetUniformLocation(program, name);
+        if (uniform == -1)
+        {
+            fprintf(stderr, "Warning: Could not bind uniform %s\n", name);
+        }
+
+        checkError ("getAttribOrUniformLocation");
+        return uniform;
+    }
+}
+
+GLuint program;
+GLint attribute_fg_coord = -1, attribute_fg_normal = -1;
+GLint uniform_m = -1, uniform_p = -1, uniform_m_3x3_inv_transp = -1;
+GLint shaderReady = 0;  /* Set to 1 when all initialization went well, to -1 when shader somehow unusable. */
+
+
+
+void compileAndCheck(GLuint shader)
+{
+    GLint status;
+    gl_CompileShader (shader);
+    gl_GetShaderiv (shader, GL_COMPILE_STATUS, &status);
+    if (status == GL_FALSE) {
+        GLint infoLogLength;
+        ourGLchar *infoLog;
+        gl_GetShaderiv (shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
+        infoLog = (ourGLchar*) malloc (infoLogLength);
+        gl_GetShaderInfoLog (shader, infoLogLength, NULL, infoLog);
+        fprintf (stderr, "compile log: %s\n", infoLog);
+        free (infoLog);
+    }
+    checkError ("compileAndCheck");
+}
+
+GLuint compileShaderSource(GLenum type, GLsizei count, const ourGLchar **string)
+{
+    GLuint shader = gl_CreateShader (type);
+    gl_ShaderSource (shader, count, string, NULL);
+
+    checkError ("compileShaderSource");
+
+    compileAndCheck (shader);
+    return shader;
+}
+
+void linkAndCheck(GLuint program)
+{
+    GLint status;
+    gl_LinkProgram (program);
+    gl_GetProgramiv (program, GL_LINK_STATUS, &status);
+    if (status == GL_FALSE) {
+        GLint infoLogLength;
+        ourGLchar *infoLog;
+        gl_GetProgramiv (program, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
+        infoLog = (ourGLchar*) malloc (infoLogLength);
+        gl_GetProgramInfoLog (program, infoLogLength, NULL, infoLog);
+        fprintf (stderr, "link log: %s\n", infoLog);
+        free (infoLog);
+    }
+    checkError ("linkAndCheck");
+}
+
+void createProgram(GLuint vertexShader, GLuint fragmentShader)
+{
+    program = gl_CreateProgram ();
+    if (vertexShader != 0) {
+        gl_AttachShader (program, vertexShader);
+    }
+    if (fragmentShader != 0) {
+        gl_AttachShader (program, fragmentShader);
+    }
+
+    checkError ("createProgram");
+
+    linkAndCheck (program);
+}
+
+void initShader(void)
+{
+    const GLsizei vertexShaderLines = sizeof(vertexShaderSource) / sizeof(ourGLchar*);
+    GLuint vertexShader =
+        compileShaderSource (GL_VERTEX_SHADER, vertexShaderLines, vertexShaderSource);
+
+    const GLsizei fragmentShaderLines = sizeof(fragmentShaderSource) / sizeof(ourGLchar*);
+    GLuint fragmentShader =
+        compileShaderSource (GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderLines, fragmentShaderSource);
+
+    checkError ("initShader - 1");
+
+    createProgram (vertexShader, fragmentShader);
+
+    gl_UseProgram (program);
+
+    attribute_fg_coord      = getAttribOrUniformLocation("fg_coord"         , program, GL_TRUE);
+    attribute_fg_normal     = getAttribOrUniformLocation("fg_normal"        , program, GL_TRUE);
+    uniform_m               = getAttribOrUniformLocation("m"                , program, GL_FALSE);
+    uniform_p               = getAttribOrUniformLocation("p"                , program, GL_FALSE);
+    uniform_m_3x3_inv_transp= getAttribOrUniformLocation("m_3x3_inv_transp" , program, GL_FALSE);
+
+    gl_UseProgram (0);
+
+    if (attribute_fg_coord==-1 || attribute_fg_normal==-1 ||
+        uniform_m==-1 || uniform_p==-1 || uniform_m_3x3_inv_transp==-1)
+        shaderReady = -1;
+    else
+        shaderReady = 1;
+
+    checkError ("initShader - 2");
+}
+
+/*
+ * This macro is only intended to be used on arrays, of course.
+ */
+#define NUMBEROF(x) ((sizeof(x))/(sizeof(x[0])))
 
+/*
+ * These global variables control which object is drawn,
+ * and how it is drawn.  No object uses all of these
+ * variables.
+ */
+static int function_index;
 static int slices = 16;
 static int stacks = 16;
+static double irad = .25;
+static double orad = 1.0;   /* doubles as size for objects other than Torus */
+static int depth = 4;
+static double offset[ 3 ] = { 0, 0, 0 };
+static GLboolean show_info = GL_TRUE;
+static float ar;
+static GLboolean persProject = GL_TRUE;
+static GLboolean animateXRot = GL_FALSE;
+static GLboolean useShader   = GL_FALSE;
+static GLboolean visNormals  = GL_FALSE;
+static GLboolean flat;
 
-/* GLUT callback Handlers */
+/*
+ * Enum to tell drawSizeInfo what to draw for each object
+ */
+#define GEO_NO_SIZE 0
+#define GEO_SIZE 1
+#define GEO_SCALE 2
+#define GEO_INNER_OUTER_RAD 4
+#define GEO_RAD 8
+#define GEO_BASE_HEIGHT 16
+#define GEO_RAD_HEIGHT 32
 
-static void 
-resize(int width, int height)
+/*
+ * These one-liners draw particular objects, fetching appropriate
+ * information from the above globals.  They are just thin wrappers
+ * for the FreeGLUT objects.
+ */
+static void drawSolidTetrahedron(void)         { glutSolidTetrahedron ();                        }
+static void drawWireTetrahedron(void)          { glutWireTetrahedron ();                         }
+static void drawSolidCube(void)                { glutSolidCube(orad);                            }  /* orad doubles as size input */
+static void drawWireCube(void)                 { glutWireCube(orad);                             }  /* orad doubles as size input */
+static void drawSolidOctahedron(void)          { glutSolidOctahedron ();                         }
+static void drawWireOctahedron(void)           { glutWireOctahedron ();                          }
+static void drawSolidDodecahedron(void)        { glutSolidDodecahedron ();                       }
+static void drawWireDodecahedron(void)         { glutWireDodecahedron ();                        }
+static void drawSolidRhombicDodecahedron(void) { glutSolidRhombicDodecahedron ();                }
+static void drawWireRhombicDodecahedron(void)  { glutWireRhombicDodecahedron ();                 }
+static void drawSolidIcosahedron(void)         { glutSolidIcosahedron ();                        }
+static void drawWireIcosahedron(void)          { glutWireIcosahedron ();                         }
+static void drawSolidSierpinskiSponge(void)    { glutSolidSierpinskiSponge (depth, offset, orad);}  /* orad doubles as size input */
+static void drawWireSierpinskiSponge(void)     { glutWireSierpinskiSponge (depth, offset, orad); }  /* orad doubles as size input */
+static void drawSolidTorus(void)               { glutSolidTorus(irad,orad,slices,stacks);        }
+static void drawWireTorus(void)                { glutWireTorus (irad,orad,slices,stacks);        }
+static void drawSolidSphere(void)              { glutSolidSphere(orad,slices,stacks);            }  /* orad doubles as size input */
+static void drawWireSphere(void)               { glutWireSphere(orad,slices,stacks);             }  /* orad doubles as size input */
+static void drawSolidCone(void)                { glutSolidCone(irad,orad,slices,stacks);         }  /* irad doubles as base input, and orad as height input */
+static void drawWireCone(void)                 { glutWireCone(irad,orad,slices,stacks);          }  /* irad doubles as base input, and orad as height input */
+static void drawSolidCylinder(void)            { glutSolidCylinder(irad,orad,slices,stacks);     }  /* irad doubles as radius input, and orad as height input */
+static void drawWireCylinder(void)             { glutWireCylinder(irad,orad,slices,stacks);      }  /* irad doubles as radius input, and orad as height input */
+/* per Glut manpage, it should be noted that the teapot is rendered
+ * with clockwise winding for front facing polygons...
+ * Same for the teacup and teaspoon
+ */
+static void drawSolidTeapot(void)
+{   glFrontFace(GL_CW);    glutSolidTeapot(orad);   glFrontFace(GL_CCW);    /* orad doubles as size input */}
+static void drawWireTeapot(void)
+{   glFrontFace(GL_CW);    glutWireTeapot(orad);    glFrontFace(GL_CCW);    /* orad doubles as size input */}
+static void drawSolidTeacup(void)
+{   glFrontFace(GL_CW);    glutSolidTeacup(orad);   glFrontFace(GL_CCW);    /* orad doubles as size input */}
+static void drawWireTeacup(void)
+{   glFrontFace(GL_CW);    glutWireTeacup(orad);    glFrontFace(GL_CCW);    /* orad doubles as size input */}
+static void drawSolidTeaspoon(void)
+{   glFrontFace(GL_CW);    glutSolidTeaspoon(orad); glFrontFace(GL_CCW);    /* orad doubles as size input */}
+static void drawWireTeaspoon(void)
+{   glFrontFace(GL_CW);    glutWireTeaspoon(orad);  glFrontFace(GL_CCW);    /* orad doubles as size input */}
+
+#define RADIUSFAC    0.70710678118654752440084436210485f
+
+static void drawSolidCuboctahedron(void)
 {
-    const float ar = (float) width / (float) height;
-    
-    glViewport(0, 0, width, height);
+  GLfloat radius = RADIUSFAC*(GLfloat)orad; /* orad doubles as size */
+  glBegin( GL_TRIANGLES );
+    glNormal3d( 0.577350269189, 0.577350269189, 0.577350269189); glVertex3d( radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0, radius, radius ); glVertex3d( radius, 0.0, radius );
+    glNormal3d( 0.577350269189, 0.577350269189,-0.577350269189); glVertex3d( radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( radius, 0.0,-radius ); glVertex3d( 0.0, radius,-radius );
+    glNormal3d( 0.577350269189,-0.577350269189, 0.577350269189); glVertex3d( radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( radius, 0.0, radius ); glVertex3d( 0.0,-radius, radius );
+    glNormal3d( 0.577350269189,-0.577350269189,-0.577350269189); glVertex3d( radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0,-radius,-radius ); glVertex3d( radius, 0.0,-radius );
+    glNormal3d(-0.577350269189, 0.577350269189, 0.577350269189); glVertex3d(-radius, radius, 0.0 ); glVertex3d(-radius, 0.0, radius ); glVertex3d( 0.0, radius, radius );
+    glNormal3d(-0.577350269189, 0.577350269189,-0.577350269189); glVertex3d(-radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0, radius,-radius ); glVertex3d(-radius, 0.0,-radius );
+    glNormal3d(-0.577350269189,-0.577350269189, 0.577350269189); glVertex3d(-radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0,-radius, radius ); glVertex3d(-radius, 0.0, radius );
+    glNormal3d(-0.577350269189,-0.577350269189,-0.577350269189); glVertex3d(-radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d(-radius, 0.0,-radius ); glVertex3d( 0.0,-radius,-radius );
+  glEnd();
+
+  glBegin( GL_QUADS );
+    glNormal3d( 1.0, 0.0, 0.0 ); glVertex3d( radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( radius, 0.0, radius ); glVertex3d( radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( radius, 0.0,-radius );
+    glNormal3d(-1.0, 0.0, 0.0 ); glVertex3d(-radius, radius, 0.0 ); glVertex3d(-radius, 0.0,-radius ); glVertex3d(-radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d(-radius, 0.0, radius );
+    glNormal3d( 0.0, 1.0, 0.0 ); glVertex3d( radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0, radius,-radius ); glVertex3d(-radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0, radius, radius );
+    glNormal3d( 0.0,-1.0, 0.0 ); glVertex3d( radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0,-radius, radius ); glVertex3d(-radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0,-radius,-radius );
+    glNormal3d( 0.0, 0.0, 1.0 ); glVertex3d( radius, 0.0, radius ); glVertex3d( 0.0, radius, radius ); glVertex3d(-radius, 0.0, radius ); glVertex3d( 0.0,-radius, radius );
+    glNormal3d( 0.0, 0.0,-1.0 ); glVertex3d( radius, 0.0,-radius ); glVertex3d( 0.0,-radius,-radius ); glVertex3d(-radius, 0.0,-radius ); glVertex3d( 0.0, radius,-radius );
+  glEnd();
+}
+
+static void drawWireCuboctahedron(void)
+{
+  GLfloat radius = RADIUSFAC*(GLfloat)orad; /* orad doubles as size */
+  glBegin( GL_LINE_LOOP );
+    glNormal3d( 1.0, 0.0, 0.0 ); glVertex3d( radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( radius, 0.0, radius ); glVertex3d( radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( radius, 0.0,-radius );
+  glEnd();
+  glBegin( GL_LINE_LOOP );
+    glNormal3d(-1.0, 0.0, 0.0 ); glVertex3d(-radius, radius, 0.0 ); glVertex3d(-radius, 0.0,-radius ); glVertex3d(-radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d(-radius, 0.0, radius );
+  glEnd();
+  glBegin( GL_LINE_LOOP );
+    glNormal3d( 0.0, 1.0, 0.0 ); glVertex3d( radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0, radius,-radius ); glVertex3d(-radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0, radius, radius );
+  glEnd();
+  glBegin( GL_LINE_LOOP );
+    glNormal3d( 0.0,-1.0, 0.0 ); glVertex3d( radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0,-radius, radius ); glVertex3d(-radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0,-radius,-radius );
+  glEnd();
+  glBegin( GL_LINE_LOOP );
+    glNormal3d( 0.0, 0.0, 1.0 ); glVertex3d( radius, 0.0, radius ); glVertex3d( 0.0, radius, radius ); glVertex3d(-radius, 0.0, radius ); glVertex3d( 0.0,-radius, radius );
+  glEnd();
+  glBegin( GL_LINE_LOOP );
+    glNormal3d( 0.0, 0.0,-1.0 ); glVertex3d( radius, 0.0,-radius ); glVertex3d( 0.0,-radius,-radius ); glVertex3d(-radius, 0.0,-radius ); glVertex3d( 0.0, radius,-radius );
+  glEnd();
+}
+
+#undef RADIUSFAC
+
+/*
+ * This structure defines an entry in our function-table.
+ */
+typedef struct
+{
+    const char * const name;
+    void (*solid) (void);
+    void (*wire)  (void);
+    int drawSizeInfoFlag;
+} entry;
+
+#define ENTRY(e,f) {#e, drawSolid##e, drawWire##e,f}
+static const entry table [] =
+{
+    ENTRY (Tetrahedron,GEO_NO_SIZE),
+    ENTRY (Cube,GEO_SIZE),
+    ENTRY (Octahedron,GEO_NO_SIZE),
+    ENTRY (Dodecahedron,GEO_NO_SIZE),
+    ENTRY (RhombicDodecahedron,GEO_NO_SIZE),
+    ENTRY (Icosahedron,GEO_NO_SIZE),
+    ENTRY (SierpinskiSponge,GEO_SCALE),
+    ENTRY (Teapot,GEO_SIZE),
+    ENTRY (Teacup,GEO_SIZE),
+    ENTRY (Teaspoon,GEO_SIZE),
+    ENTRY (Torus,GEO_INNER_OUTER_RAD),
+    ENTRY (Sphere,GEO_RAD),
+    ENTRY (Cone,GEO_BASE_HEIGHT),
+    ENTRY (Cylinder,GEO_RAD_HEIGHT),
+    ENTRY (Cuboctahedron,GEO_SIZE)   /* This one doesn't work when in shader mode and is then skipped */
+};
+#undef ENTRY
+
+/*!
+    Does printf()-like work using freeglut
+    glutBitmapString().  Uses a fixed font.  Prints
+    at the indicated row/column position.
+
+    Limitation: Cannot address pixels.
+    Limitation: Renders in screen coords, not model coords.
+*/
+static void shapesPrintf (int row, int col, const char *fmt, ...)
+{
+    static char buf[256];
+    int viewport[4];
+    void *font = GLUT_BITMAP_9_BY_15;
+    va_list args;
+
+    va_start(args, fmt);
+#if defined(WIN32) && !defined(__CYGWIN__)
+    (void) _vsnprintf (buf, sizeof(buf), fmt, args);
+#else
+    (void) vsnprintf (buf, sizeof(buf), fmt, args);
+#endif
+    va_end(args);
+
+    glGetIntegerv(GL_VIEWPORT,viewport);
+
+    glPushMatrix();
+    glLoadIdentity();
+
     glMatrixMode(GL_PROJECTION);
+    glPushMatrix();
     glLoadIdentity();
-    glFrustum(-ar, ar, -1.0, 1.0, 2.0, 100.0);
-    
+
+        glOrtho(0,viewport[2],0,viewport[3],-1,1);
+
+        glRasterPos2i
+        (
+              glutBitmapWidth(font, ' ') * col,
+            - glutBitmapHeight(font) * row + viewport[3]
+        );
+        glutBitmapString (font, (unsigned char*)buf);
+
+    glPopMatrix();
     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
-    glLoadIdentity() ;
+    glPopMatrix();
+}
+
+/* Print info about the about the current shape and render state on the screen */
+static void DrawSizeInfo(int *row)
+{
+    switch (table [function_index].drawSizeInfoFlag)
+    {
+    case GEO_NO_SIZE:
+        break;
+    case GEO_SIZE:
+        shapesPrintf ((*row)++, 1, "Size  Up  Down : %f", orad);
+        break;
+    case GEO_SCALE:
+        shapesPrintf ((*row)++, 1, "Scale  Up  Down : %f", orad);
+        break;
+    case GEO_INNER_OUTER_RAD:
+        shapesPrintf ((*row)++, 1, "Inner radius Left Right: %f", irad);
+        shapesPrintf ((*row)++, 1, "Outer radius  Up  Down : %f", orad);
+        break;
+    case GEO_RAD:
+        shapesPrintf ((*row)++, 1, "Radius  Up  Down : %f", orad);
+        break;
+    case GEO_BASE_HEIGHT:
+        shapesPrintf ((*row)++, 1, "Base   Left Right: %f", irad);
+        shapesPrintf ((*row)++, 1, "Height  Up  Down : %f", orad);
+        break;
+    case GEO_RAD_HEIGHT:
+        shapesPrintf ((*row)++, 1, "Radius Left Right: %f", irad);
+        shapesPrintf ((*row)++, 1, "Height  Up  Down : %f", orad);
+        break;
+    }
 }
 
-static void 
-display(void)
+static void drawInfo()
+{
+    int row = 1;
+    shapesPrintf (row++, 1, "Shape PgUp PgDn: %s", table [function_index].name);
+    shapesPrintf (row++, 1, "Slices +-: %d   Stacks <>: %d", slices, stacks);
+    shapesPrintf (row++, 1, "nSides +-: %d   nRings <>: %d", slices, stacks);
+    shapesPrintf (row++, 1, "Depth  (): %d", depth);
+    DrawSizeInfo(&row);
+    if (persProject)
+        shapesPrintf (row++, 1, "Perspective projection (p)");
+    else
+        shapesPrintf (row++, 1, "Orthographic projection (p)");
+    if (useShader) {
+        shapesPrintf (row++, 1, "Using shader (s)");
+    } else {
+        shapesPrintf (row++, 1, "Using fixed function pipeline (s)");
+        if (flat)
+            shapesPrintf (row++, 1, "Flat shading (f)");
+        else
+            shapesPrintf (row++, 1, "Smooth shading (f)");
+    }
+    if (animateXRot)
+        shapesPrintf (row++, 1, "2D rotation (r)");
+    else
+        shapesPrintf (row++, 1, "1D rotation (r)");
+    shapesPrintf (row++, 1, "visualizing normals: %i (n)",visNormals);
+}
+
+/* GLUT callback Handlers */
+static void
+resize(int width, int height)
+{
+    ar = (float) width / (float) height;
+
+    glViewport(0, 0, width, height);
+}
+
+static void display(void)
 {
     const double t = glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME) / 1000.0;
-    const double a = t*90.0;
+    const double a = t*89.0;
+    const double b = (animateXRot?t:1)*67.0;
 
     glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
-    glColor3d(1,0,0);
 
-    glPushMatrix();
-        glTranslated(-2.4,1.2,-6);
-        glRotated(60,1,0,0);
-        glRotated(a,0,0,1);
-        glutSolidSphere(1,slices,stacks);
-    glPopMatrix();
+    glutSetOption(GLUT_GEOMETRY_VISUALIZE_NORMALS,visNormals);  /* Normals visualized or not? */
 
-    glPushMatrix();
-        glTranslated(0,1.2,-6);
-        glRotated(60,1,0,0);
-        glRotated(a,0,0,1);
-        glutSolidCone(1,1,slices,stacks);
-    glPopMatrix();
+    glShadeModel(flat ? GL_FLAT : GL_SMOOTH);  /* flat or gouraud shading */
 
-    glPushMatrix();
-        glTranslated(2.4,1.2,-6);
-        glRotated(60,1,0,0);
-        glRotated(a,0,0,1);
-        glutSolidTorus(0.2,0.8,slices,stacks);
-    glPopMatrix();
-
-    glPushMatrix();
-        glTranslated(-2.4,-1.2,-6);
-        glRotated(60,1,0,0);
-        glRotated(a,0,0,1);
-        glutWireSphere(1,slices,stacks);
-    glPopMatrix();
+    if (useShader && !shaderReady)
+        initShader();
 
-    glPushMatrix();
-        glTranslated(0,-1.2,-6);
-        glRotated(60,1,0,0);
-        glRotated(a,0,0,1);
-        glutWireCone(1,1,slices,stacks);
-    glPopMatrix();
+    if (useShader && shaderReady)
+    {
+        /* setup use of shader (and vertex buffer by FreeGLUT) */
+        gl_UseProgram (program);
+        glutSetVertexAttribCoord3(attribute_fg_coord);
+        glutSetVertexAttribNormal(attribute_fg_normal);
+        /* There is also a glutSetVertexAttribTexCoord2, which is used only when drawing the teapot, teacup or teaspoon */
+
+        gl_matrix_mode(GL_PROJECTION);
+        gl_load_identity();
+        if (persProject)
+            gl_frustum(-ar, ar, -1.f, 1.f, 2.f, 100.f);
+        else
+            gl_ortho(-ar*3, ar*3, -3.f, 3.f, 2.f, 100.f);
+        gl_UniformMatrix4fv (uniform_p, 1, GL_FALSE, get_matrix(GL_PROJECTION));
+
+
+        gl_matrix_mode(GL_MODELVIEW);
+        gl_load_identity();
+
+        gl_push_matrix();
+            /* Not in reverse order like normal OpenGL, our util library multiplies the matrices in the order they are specified in */
+            gl_rotatef((float)a,0,0,1);
+            gl_rotatef((float)b,1,0,0);
+            gl_translatef(0,1.2f,-6);
+            gl_UniformMatrix4fv (uniform_m               , 1, GL_FALSE, get_matrix(GL_MODELVIEW));
+            gl_UniformMatrix3fv (uniform_m_3x3_inv_transp, 1, GL_FALSE, get_inv_transpose_3x3(GL_MODELVIEW));
+            table [function_index].solid ();
+        gl_pop_matrix();
+
+        gl_push_matrix();
+            gl_rotatef((float)a,0,0,1);
+            gl_rotatef((float)b,1,0,0);
+            gl_translatef(0,-1.2f,-6);
+            gl_UniformMatrix4fv (uniform_m               , 1, GL_FALSE, get_matrix(GL_MODELVIEW));
+            gl_UniformMatrix3fv (uniform_m_3x3_inv_transp, 1, GL_FALSE, get_inv_transpose_3x3(GL_MODELVIEW));
+            table [function_index].wire ();
+        gl_pop_matrix();
+
+        gl_UseProgram (0);
+        glutSetVertexAttribCoord3(-1);
+        glutSetVertexAttribNormal(-1);
+
+        checkError ("display");
+    }
+    else
+    {
+        /* fixed function pipeline */
+        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
+        glLoadIdentity();
+        if (persProject)
+            glFrustum(-ar, ar, -1.0, 1.0, 2.0, 100.0);
+        else
+            glOrtho(-ar*3, ar*3, -3.0, 3.0, 2.0, 100.0);
+        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
+        glLoadIdentity();
+
+        glEnable(GL_LIGHTING);
+
+        glColor3d(1,0,0);
+
+        glPushMatrix();
+            glTranslated(0,1.2,-6);
+            glRotated(b,1,0,0);
+            glRotated(a,0,0,1);
+            table [function_index].solid ();
+        glPopMatrix();
+
+        glPushMatrix();
+            glTranslated(0,-1.2,-6);
+            glRotated(b,1,0,0);
+            glRotated(a,0,0,1);
+            table [function_index].wire ();
+        glPopMatrix();
+
+        glDisable(GL_LIGHTING);
+        glColor3d(0.1,0.1,0.4);
+    }
 
-    glPushMatrix();
-        glTranslated(2.4,-1.2,-6);
-        glRotated(60,1,0,0);
-        glRotated(a,0,0,1);
-        glutWireTorus(0.2,0.8,slices,stacks);
-    glPopMatrix();
+    if( show_info )
+        /* print info to screen */
+        drawInfo();
+    else
+        /* print to command line instead */
+        printf ( "Shape %d slides %d stacks %d\n", function_index, slices, stacks ) ;
 
     glutSwapBuffers();
 }
 
 
-static void 
+static void
 key(unsigned char key, int x, int y)
 {
-    switch (key) 
+    switch (key)
     {
-        case 'n': glDisable ( GL_CULL_FACE ) ;
-                  break ;
-        case 'f': glEnable ( GL_CULL_FACE ) ;
-                  glCullFace ( GL_FRONT ) ;
-                  break ;
-        case 'b': glEnable ( GL_CULL_FACE ) ;
-                  glCullFace ( GL_BACK ) ;
-                  break ;
-        case 27 : 
-        case 'q':
-            exit(0);
-            break;
-
-        case '+':
-            slices++;
-            stacks++;
-            break;
-
-        case '-':
-            if (slices>3 && stacks>3)
-            {
-                slices--;
-                stacks--;
-            }
-            break;
+    case 27 :
+    case 'Q':
+    case 'q': glutLeaveMainLoop () ;      break;
+
+    case 'I':
+    case 'i': show_info=!show_info;       break;
+
+    case '=':
+    case '+': slices++;                   break;
+
+    case '-':
+    case '_': if( slices > -1 ) slices--; break;
+
+    case ',':
+    case '<': if( stacks > -1 ) stacks--; break;
+
+    case '.':
+    case '>': stacks++;                   break;
+
+    case '9':
+    case '(': if( depth > -1 ) depth--;   break;
+
+    case '0':
+    case ')': ++depth;                    break;
+
+    case 'P':
+    case 'p': persProject=!persProject;   break;
+
+    case 'R':
+    case 'r': animateXRot=!animateXRot;   break;
+
+    case 'S':
+    case 's':
+        useShader=!useShader;
+        /* Cuboctahedron can't be shown when in shader mode, move to next */
+        if (useShader && NUMBEROF (table)-1 == ( unsigned )function_index)
+                function_index = 0;
+        break;
+
+    case 'F':
+    case 'f':
+        flat ^= 1;
+        break;
+
+    case 'N':
+    case 'n': visNormals=!visNormals;     break;
+
+    default:
+        break;
     }
 
     glutPostRedisplay();
 }
 
-static void 
+static void special (int key, int x, int y)
+{
+    switch (key)
+    {
+    case GLUT_KEY_PAGE_UP:    ++function_index; break;
+    case GLUT_KEY_PAGE_DOWN:  --function_index; break;
+    case GLUT_KEY_UP:         orad *= 2;        break;
+    case GLUT_KEY_DOWN:       orad /= 2;        break;
+
+    case GLUT_KEY_RIGHT:      irad *= 2;        break;
+    case GLUT_KEY_LEFT:       irad /= 2;        break;
+
+    default:
+        break;
+    }
+
+    if (0 > function_index)
+        function_index = NUMBEROF (table) - 1;
+
+    if (NUMBEROF (table) <= ( unsigned )function_index)
+        function_index = 0;
+
+    /* Cuboctahedron can't be shown when in shader mode, skip it */
+    if (useShader && NUMBEROF (table)-1 == ( unsigned )function_index)
+    {
+        if (key==GLUT_KEY_PAGE_UP)
+            function_index = 0;
+        else
+            function_index -= 1;
+    }
+}
+
+
+static void
 idle(void)
 {
     glutPostRedisplay();
@@ -143,21 +894,24 @@ const GLfloat high_shininess[] = { 100.0f };
 
 /* Program entry point */
 
-int 
+int
 main(int argc, char *argv[])
 {
+    glutInitWindowSize(800,600);
+    glutInitWindowPosition(40,40);
     glutInit(&argc, argv);
-    glutInitWindowSize(640,480);
-    glutInitWindowPosition (40,40);
-    glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH);
+    glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH | GLUT_MULTISAMPLE);
 
     glutCreateWindow("FreeGLUT Shapes");
 
     glutReshapeFunc(resize);
     glutDisplayFunc(display);
     glutKeyboardFunc(key);
+    glutSpecialFunc(special);
     glutIdleFunc(idle);
 
+    glutSetOption ( GLUT_ACTION_ON_WINDOW_CLOSE, GLUT_ACTION_CONTINUE_EXECUTION ) ;
+
     glClearColor(1,1,1,1);
     glEnable(GL_CULL_FACE);
     glCullFace(GL_BACK);
@@ -168,7 +922,6 @@ main(int argc, char *argv[])
     glEnable(GL_LIGHT0);
     glEnable(GL_NORMALIZE);
     glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
-    glEnable(GL_LIGHTING);
 
     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT,  light_ambient);
     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE,  light_diffuse);
@@ -180,8 +933,14 @@ main(int argc, char *argv[])
     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR,  mat_specular);
     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, high_shininess);
 
+    initExtensionEntries();
+
     glutMainLoop();
 
+#ifdef _MSC_VER
+    /* DUMP MEMORY LEAK INFORMATION */
+    _CrtDumpMemoryLeaks () ;
+#endif
+
     return EXIT_SUCCESS;
 }
-