fix crash when calling primitive drawing functions without creating a window (bug...
[freeglut] / src / fg_geometry.c
index a19e41d..f5af166 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * freeglut_geometry.c
+ * fg_geometry.c
  *
  * Freeglut geometry rendering methods.
  *
 #include <math.h>
 
 /*
- * Need more types of polyhedra? See CPolyhedron in MRPT
+ * A note: We do not use the GLuint data type for vertex index arrays
+ * in this code as Open GL ES1 only supports GLushort. This affects the
+ * cylindrical objects only (Torus, Sphere, Cylinder and Cone) and limits
+ * their number of vertices to 65535 (2^16-1). Thats about 256*256
+ * subdivisions, which is sufficient for just about any usage case, so
+ * I am not going to worry about it for now.
+ * One could do compile time detection of the gluint type through CMake,
+ * but it is likely that we'll eventually move to runtime selection
+ * of OpenGL or GLES1/2, which would make that strategy useless...
  */
 
-/* VC++6 in C mode doesn't have C99's sinf/cos/sqrtf */
-#ifndef HAVE_SINF
-#define sinf(x) (float)sin((double)(x))
-#endif
-#ifndef HAVE_COSF
-#define cosf(x) (float)cos((double)(x))
-#endif
-#ifndef HAVE_SQRTF
-#define sqrtf(x) (float)sqrt((double)(x))
-#endif
-
-/* General functions for drawing geometry
- * Solids are drawn by glDrawArrays if composed of triangles, or by
- * glDrawElements if consisting of squares or pentagons that were
- * decomposed into triangles (some vertices are repeated in that case).
- * WireFrame drawing will have to be done per face, using GL_LINE_LOOP and
- * issuing one draw call per face. Always use glDrawArrays as no triangle
- * decomposition needed. We use the "first" parameter in glDrawArrays to go
- * from face to face.
+/* declare for drawing using the different OpenGL versions here so we can
+   have a nice code order below */
+static void fghDrawGeometryWire11(GLfloat *vertices, GLfloat *normals,
+                                  GLushort *vertIdxs, GLsizei numParts, GLsizei numVertPerPart, GLenum vertexMode,
+                                  GLushort *vertIdxs2, GLsizei numParts2, GLsizei numVertPerPart2
+    );
+static void fghDrawGeometrySolid11(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLfloat *textcs, GLsizei numVertices,
+                                   GLushort *vertIdxs, GLsizei numParts, GLsizei numVertIdxsPerPart);
+static void fghDrawGeometryWire20(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLsizei numVertices,
+                                  GLushort *vertIdxs, GLsizei numParts, GLsizei numVertPerPart, GLenum vertexMode,
+                                  GLushort *vertIdxs2, GLsizei numParts2, GLsizei numVertPerPart2,
+                                  GLint attribute_v_coord, GLint attribute_v_normal
+    );
+static void fghDrawGeometrySolid20(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLfloat *textcs, GLsizei numVertices,
+                                   GLushort *vertIdxs, GLsizei numParts, GLsizei numVertIdxsPerPart,
+                                   GLint attribute_v_coord, GLint attribute_v_normal, GLint attribute_v_texture);
+/* declare function for generating visualization of normals */
+static void fghGenerateNormalVisualization(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLsizei numVertices);
+static void fghDrawNormalVisualization11();
+static void fghDrawNormalVisualization20(GLint attribute_v_coord);
+
+/* Drawing geometry:
+ * Explanation of the functions has to be separate for the polyhedra and
+ * the non-polyhedra (objects with a circular cross-section).
+ * Polyhedra:
+ *   - We have only implemented the five platonic solids and the rhomboid
+ *     dodecahedron. If you need more types of polyhedra, please see
+ *     CPolyhedron in MRPT
+ *   - Solids are drawn by glDrawArrays if composed of triangular faces
+ *     (the tetrahedron, octahedron, and icosahedron), or are first
+ *     decomposed into triangles and then drawn by glDrawElements if its
+ *     faces are squares or pentagons (cube, dodecahedron and rhombic
+ *     dodecahedron) as some vertices are repeated in that case.
+ *   - WireFrame drawing is done using a GL_LINE_LOOP per face, and thus
+ *     issuing one draw call per face. glDrawArrays is always used as no
+ *     triangle decomposition is needed to draw faces. We use the "first"
+ *     parameter in glDrawArrays to go from face to face.
+ * 
+ * Non-polyhedra:
+ *   - We have implemented the sphere, cylinder, cone and torus.
+ *   - All shapes are characterized by two parameters: the number of
+ *     subdivisions along two axes used to construct the shape's vertices 
+ *     (e.g. stacks and slices for the sphere).
+ *     As different subdivisions are most suitable for different shapes,
+ *     and are thus also named differently, I wont provide general comments
+ *     on them here.
+ *   - Solids are drawn using glDrawArrays and GL_TRIANGLE_STRIP. Each
+ *     strip covers one revolution around one of the two subdivision axes
+ *     of the shape.
+ *   - WireFrame drawing is done for the subdivisions along the two axes 
+ *     separately, usually using GL_LINE_LOOP. Vertex index arrays are
+ *     built containing the vertices to be drawn for each loop, which are
+ *     then drawn using multiple calls to glDrawElements. As the number of
+ *     subdivisions along the two axes is not guaranteed to be equal, the
+ *     vertex indices for e.g. stacks and slices are stored in separate
+ *     arrays, which makes the input to the drawing function a bit clunky,
+ *     but allows for the same drawing function to be used for all shapes.
+ */
+
+
+/**
+ * Draw geometric shape in wire mode (only edges)
+ *
+ * Arguments:
+ * GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLsizei numVertices
+ *   The vertex coordinate and normal buffers, and the number of entries in
+ *   those
+ * GLushort *vertIdxs
+ *   a vertex indices buffer, optional (never passed for the polyhedra)
+ * GLsizei numParts, GLsizei numVertPerPart
+ *   polyhedra: number of faces, and the number of vertices for drawing
+ *     each face
+ *   non-polyhedra: number of edges to draw for first subdivision (not
+ *     necessarily equal to number of subdivisions requested by user, e.g.
+ *     as each subdivision is enclosed by two edges), and number of
+ *     vertices for drawing each
+ *   numParts * numVertPerPart gives the number of entries in the vertex
+ *     array vertIdxs
+ * GLenum vertexMode
+ *   vertex drawing mode (e.g. always GL_LINE_LOOP for polyhedra, varies
+ *   for others)
+ * GLushort *vertIdxs2, GLsizei numParts2, GLsizei numVertPerPart2
+ *   non-polyhedra only: same as the above, but now for subdivisions along
+ *   the other axis. Always drawn as GL_LINE_LOOP.
+ *
+ * Feel free to contribute better naming ;)
+ */
+void fghDrawGeometryWire(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLsizei numVertices,
+                                GLushort *vertIdxs, GLsizei numParts, GLsizei numVertPerPart, GLenum vertexMode,
+                                GLushort *vertIdxs2, GLsizei numParts2, GLsizei numVertPerPart2
+    )
+{
+    SFG_Window *win = fgStructure.CurrentWindow;
+
+    GLint attribute_v_coord  = win ? win->Window.attribute_v_coord : -1;
+    GLint attribute_v_normal = win ? win->Window.attribute_v_normal : -1;
+
+    if (fgState.HasOpenGL20 && (attribute_v_coord != -1 || attribute_v_normal != -1))
+        /* User requested a 2.0 draw */
+        fghDrawGeometryWire20(vertices, normals, numVertices,
+                              vertIdxs, numParts, numVertPerPart, vertexMode,
+                              vertIdxs2, numParts2, numVertPerPart2,
+                              attribute_v_coord, attribute_v_normal);
+    else
+        fghDrawGeometryWire11(vertices, normals,
+                              vertIdxs, numParts, numVertPerPart, vertexMode,
+                              vertIdxs2, numParts2, numVertPerPart2);
+}
+
+/* Draw the geometric shape with filled triangles
+ *
+ * Arguments:
+ * GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLfloat *textcs, GLsizei numVertices
+ *   The vertex coordinate, normal and texture coordinate buffers, and the
+ *   number of entries in those
+ * GLushort *vertIdxs
+ *   a vertex indices buffer, optional (not passed for the polyhedra with
+ *   triangular faces)
+ * GLsizei numParts, GLsizei numVertPerPart
+ *   polyhedra: not used for polyhedra with triangular faces
+       (numEdgePerFace==3), as each vertex+normal pair is drawn only once,
+       so no vertex indices are used.
+       Else, the shape was triangulated (DECOMPOSE_TO_TRIANGLE), leading to
+       reuse of some vertex+normal pairs, and thus the need to draw with
+       glDrawElements. numParts is always 1 in this case (we can draw the
+       whole object with one call to glDrawElements as the vertex index
+       array contains separate triangles), and numVertPerPart indicates
+       the number of vertex indices in the vertex array.
+ *   non-polyhedra: number of parts (GL_TRIANGLE_STRIPs) to be drawn
+       separately (numParts calls to glDrawElements) to create the object.
+       numVertPerPart indicates the number of vertex indices to be
+       processed at each draw call.
+ *   numParts * numVertPerPart gives the number of entries in the vertex
+ *     array vertIdxs
  */
+void fghDrawGeometrySolid(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLfloat *textcs, GLsizei numVertices,
+                          GLushort *vertIdxs, GLsizei numParts, GLsizei numVertIdxsPerPart)
+{
+    GLint attribute_v_coord, attribute_v_normal, attribute_v_texture;
+    SFG_Window *win = fgStructure.CurrentWindow;
+    if(win) {
+        attribute_v_coord   = win->Window.attribute_v_coord;
+        attribute_v_normal  = win->Window.attribute_v_normal;
+        attribute_v_texture = win->Window.attribute_v_texture;
+    } else {
+        attribute_v_coord = attribute_v_normal = attribute_v_texture = -1;
+    }
+
+    if (win && win->State.VisualizeNormals)
+        /* generate normals for each vertex to be drawn as well */
+        fghGenerateNormalVisualization(vertices, normals, numVertices);
+
+    if (fgState.HasOpenGL20 && (attribute_v_coord != -1 || attribute_v_normal != -1))
+    {
+        /* User requested a 2.0 draw */
+        fghDrawGeometrySolid20(vertices, normals, textcs, numVertices,
+                               vertIdxs, numParts, numVertIdxsPerPart,
+                               attribute_v_coord, attribute_v_normal, attribute_v_texture);
+
+        if (win && win->State.VisualizeNormals)
+            /* draw normals for each vertex as well */
+            fghDrawNormalVisualization20(attribute_v_coord);
+    }
+    else
+    {
+        fghDrawGeometrySolid11(vertices, normals, textcs, numVertices,
+                               vertIdxs, numParts, numVertIdxsPerPart);
+
+        if (win && win->State.VisualizeNormals)
+            /* draw normals for each vertex as well */
+            fghDrawNormalVisualization11();
+    }
+}
+
+
 
 /* Version for OpenGL (ES) 1.1 */
-#ifndef GL_ES_VERSION_2_0
 static void fghDrawGeometryWire11(GLfloat *vertices, GLfloat *normals,
-    GLushort *vertIdxs, GLsizei numParts, GLsizei numVertPerPart, GLenum vertexMode,
-    GLushort *vertIdxs2, GLsizei numParts2, GLsizei numVertPerPart2
+                                  GLushort *vertIdxs, GLsizei numParts, GLsizei numVertPerPart, GLenum vertexMode,
+                                  GLushort *vertIdxs2, GLsizei numParts2, GLsizei numVertPerPart2
     )
 {
     int i;
@@ -86,14 +248,45 @@ static void fghDrawGeometryWire11(GLfloat *vertices, GLfloat *normals,
     glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
     glDisableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
 }
-#endif
+
+
+static void fghDrawGeometrySolid11(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLfloat *textcs, GLsizei numVertices,
+                                   GLushort *vertIdxs, GLsizei numParts, GLsizei numVertIdxsPerPart)
+{
+    int i;
+
+    glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
+    glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
+
+    glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, vertices);
+    glNormalPointer(GL_FLOAT, 0, normals);
+
+    if (textcs)
+    {
+        glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
+        glTexCoordPointer(2, GL_FLOAT, 0, textcs);
+    }
+
+    if (!vertIdxs)
+        glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, numVertices);
+    else
+        if (numParts>1)
+            for (i=0; i<numParts; i++)
+                glDrawElements(GL_TRIANGLE_STRIP, numVertIdxsPerPart, GL_UNSIGNED_SHORT, vertIdxs+i*numVertIdxsPerPart);
+        else
+            glDrawElements(GL_TRIANGLES, numVertIdxsPerPart, GL_UNSIGNED_SHORT, vertIdxs);
+
+    glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
+    glDisableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
+    if (textcs)
+        glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
+}
 
 /* Version for OpenGL (ES) >= 2.0 */
 static void fghDrawGeometryWire20(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLsizei numVertices,
-    GLushort *vertIdxs, GLsizei numParts, GLsizei numVertPerPart, GLenum vertexMode,
-    GLushort *vertIdxs2, GLsizei numParts2, GLsizei numVertPerPart2,
-    GLint attribute_v_coord, GLint attribute_v_normal
-    )
+                                  GLushort *vertIdxs, GLsizei numParts, GLsizei numVertPerPart, GLenum vertexMode,
+                                  GLushort *vertIdxs2, GLsizei numParts2, GLsizei numVertPerPart2,
+                                  GLint attribute_v_coord, GLint attribute_v_normal)
 {
     GLuint vbo_coords = 0, vbo_normals = 0,
         ibo_elements = 0, ibo_elements2 = 0;
@@ -175,10 +368,6 @@ static void fghDrawGeometryWire20(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLsizei n
 
     if (vertIdxs2) {
         fghBindBuffer(FGH_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ibo_elements2);
-        static float t2 = 0;
-        t2 += 0.1;
-        if (t2 >= numParts2)
-            t2 = 0;
         for (i=0; i<numParts2; i++)
             glDrawElements(GL_LINE_LOOP, numVertPerPart2,
                            GL_UNSIGNED_SHORT, (GLvoid*)(sizeof(vertIdxs2[0])*i*numVertPerPart2));
@@ -202,70 +391,15 @@ static void fghDrawGeometryWire20(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLsizei n
         fghDeleteBuffers(1, &ibo_elements2);
 }
 
-static void fghDrawGeometryWire(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLsizei numVertices,
-    GLushort *vertIdxs, GLsizei numParts, GLsizei numVertPerPart, GLenum vertexMode,
-    GLushort *vertIdxs2, GLsizei numParts2, GLsizei numVertPerPart2
-    )
-{
-    GLint attribute_v_coord = fgStructure.CurrentWindow->Window.attribute_v_coord;
-    GLint attribute_v_normal = fgStructure.CurrentWindow->Window.attribute_v_normal;
-
-    if (fgState.HasOpenGL20 && (attribute_v_coord != -1 || attribute_v_normal != -1))
-        /* User requested a 2.0 draw */
-        fghDrawGeometryWire20(vertices, normals, numVertices,
-                              vertIdxs, numParts, numVertPerPart, vertexMode,
-                              vertIdxs2, numParts2, numVertPerPart2,
-                              attribute_v_coord, attribute_v_normal);
-#ifndef GL_ES_VERSION_2_0
-    else
-        fghDrawGeometryWire11(vertices, normals,
-                              vertIdxs, numParts, numVertPerPart, vertexMode,
-                              vertIdxs2, numParts2, numVertPerPart2);
-#endif
-}
-
-
-/* Draw the geometric shape with filled triangles
- *
- * - If the shape is naturally triangulated (numEdgePerFace==3), each
- *   vertex+normal pair is used only once, so no vertex indices.
- * 
- * - If the shape was triangulated (DECOMPOSE_TO_TRIANGLE), some
- *   vertex+normal pairs are reused, so use vertex indices.
- */
-
-/* Version for OpenGL (ES) 1.1 */
-#ifndef GL_ES_VERSION_2_0
-static void fghDrawGeometrySolid11(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLushort *vertIdxs,
-                                   GLsizei numVertices, GLsizei numParts, GLsizei numVertIdxsPerPart)
-{
-    int i;
-
-    glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
-    glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
 
-    glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, vertices);
-    glNormalPointer(GL_FLOAT, 0, normals);
-    if (vertIdxs == NULL)
-        glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, numVertices);
-    else
-        if (numParts>1)
-            for (i=0; i<numParts; i++)
-                glDrawElements(GL_TRIANGLE_STRIP, numVertIdxsPerPart, GL_UNSIGNED_SHORT, vertIdxs+i*numVertIdxsPerPart);
-        else
-            glDrawElements(GL_TRIANGLES, numVertIdxsPerPart, GL_UNSIGNED_SHORT, vertIdxs);
 
-    glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
-    glDisableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
-}
-#endif
 
 /* Version for OpenGL (ES) >= 2.0 */
-static void fghDrawGeometrySolid20(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLushort *vertIdxs,
-                                   GLsizei numVertices, GLsizei numParts, GLsizei numVertIdxsPerPart,
-                                   GLint attribute_v_coord, GLint attribute_v_normal)
+static void fghDrawGeometrySolid20(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLfloat *textcs, GLsizei numVertices,
+                                   GLushort *vertIdxs, GLsizei numParts, GLsizei numVertIdxsPerPart,
+                                   GLint attribute_v_coord, GLint attribute_v_normal, GLint attribute_v_texture)
 {
-    GLuint vbo_coords = 0, vbo_normals = 0, ibo_elements = 0;
+    GLuint vbo_coords = 0, vbo_normals = 0, vbo_textcs = 0, ibo_elements = 0;
     GLsizei numVertIdxs = numParts * numVertIdxsPerPart;
     int i;
   
@@ -284,6 +418,14 @@ static void fghDrawGeometrySolid20(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLushort
                       normals, FGH_STATIC_DRAW);
         fghBindBuffer(FGH_ARRAY_BUFFER, 0);
     }
+
+    if (numVertices > 0 && attribute_v_texture != -1 && textcs) {
+        fghGenBuffers(1, &vbo_textcs);
+        fghBindBuffer(FGH_ARRAY_BUFFER, vbo_textcs);
+        fghBufferData(FGH_ARRAY_BUFFER, numVertices * 2 * sizeof(textcs[0]),
+                      textcs, FGH_STATIC_DRAW);
+        fghBindBuffer(FGH_ARRAY_BUFFER, 0);
+    }
     
     if (vertIdxs != NULL) {
         fghGenBuffers(1, &ibo_elements);
@@ -320,6 +462,20 @@ static void fghDrawGeometrySolid20(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLushort
         );
         fghBindBuffer(FGH_ARRAY_BUFFER, 0);
     };
+
+    if (vbo_textcs) {
+        fghEnableVertexAttribArray(attribute_v_texture);
+        fghBindBuffer(FGH_ARRAY_BUFFER, vbo_textcs);
+        fghVertexAttribPointer(
+            attribute_v_texture,/* attribute */
+            2,                  /* number of elements per vertex, here (s,t) */
+            GL_FLOAT,           /* the type of each element */
+            GL_FALSE,           /* take our values as-is */
+            0,                  /* no extra data between each position */
+            0                   /* offset of first element */
+            );
+        fghBindBuffer(FGH_ARRAY_BUFFER, 0);
+    };
     
     if (vertIdxs == NULL) {
         glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, numVertices);
@@ -341,34 +497,108 @@ static void fghDrawGeometrySolid20(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLushort
         fghDisableVertexAttribArray(attribute_v_coord);
     if (vbo_normals != 0)
         fghDisableVertexAttribArray(attribute_v_normal);
+    if (vbo_textcs != 0)
+        fghDisableVertexAttribArray(attribute_v_texture);
     
     if (vbo_coords != 0)
         fghDeleteBuffers(1, &vbo_coords);
     if (vbo_normals != 0)
         fghDeleteBuffers(1, &vbo_normals);
+    if (vbo_textcs != 0)
+        fghDeleteBuffers(1, &vbo_textcs);
     if (ibo_elements != 0)
         fghDeleteBuffers(1, &ibo_elements);
 }
 
-static void fghDrawGeometrySolid(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLushort *vertIdxs,
-                                 GLsizei numVertices, GLsizei numParts, GLsizei numVertIdxsPerPart)
+
+
+/**
+ * Generate vertex indices for visualizing the normals.
+ * vertices are written into verticesForNormalVisualization.
+ * This must be freed by caller, we do the free at the
+ * end of fghDrawNormalVisualization11/fghDrawNormalVisualization20
+ */
+static GLfloat *verticesForNormalVisualization;
+static GLsizei numNormalVertices = 0;
+static void fghGenerateNormalVisualization(GLfloat *vertices, GLfloat *normals, GLsizei numVertices)
 {
-    GLint attribute_v_coord = fgStructure.CurrentWindow->Window.attribute_v_coord;
-    GLint attribute_v_normal = fgStructure.CurrentWindow->Window.attribute_v_normal;
+    int i,j;
+    numNormalVertices = numVertices * 2;
+    verticesForNormalVisualization = malloc(numNormalVertices*3 * sizeof(GLfloat));
 
-    if (fgState.HasOpenGL20 && (attribute_v_coord != -1 || attribute_v_normal != -1))
-        /* User requested a 2.0 draw */
-        fghDrawGeometrySolid20(vertices, normals, vertIdxs,
-                               numVertices, numParts, numVertIdxsPerPart,
-                               attribute_v_coord, attribute_v_normal);
-#ifndef GL_ES_VERSION_2_0
-    else
-        fghDrawGeometrySolid11(vertices, normals, vertIdxs,
-                               numVertices, numParts, numVertIdxsPerPart);
-#endif
+    for (i=0,j=0; i<numNormalVertices*3/2; i+=3, j+=6)
+    {
+        verticesForNormalVisualization[j+0] = vertices[i+0];
+        verticesForNormalVisualization[j+1] = vertices[i+1];
+        verticesForNormalVisualization[j+2] = vertices[i+2];
+        verticesForNormalVisualization[j+3] = vertices[i+0] + normals[i+0]/4.f;
+        verticesForNormalVisualization[j+4] = vertices[i+1] + normals[i+1]/4.f;
+        verticesForNormalVisualization[j+5] = vertices[i+2] + normals[i+2]/4.f;
+    }
+}
+
+/* Version for OpenGL (ES) 1.1 */
+static void fghDrawNormalVisualization11()
+{
+    GLfloat currentColor[4];
+    /* Setup draw color: (1,1,1)-shape's color */
+    glGetFloatv(GL_CURRENT_COLOR,currentColor);
+    glColor4f(1-currentColor[0],1-currentColor[1],1-currentColor[2],currentColor[3]);
+
+    glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
+
+    glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, verticesForNormalVisualization);
+    glDrawArrays(GL_LINES, 0, numNormalVertices);
+
+    glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
+
+    /* Done, free memory, reset color */
+    free(verticesForNormalVisualization);
+    glColor4f(currentColor[0],currentColor[1],currentColor[2],currentColor[3]);
 }
 
-/* Shape decomposition to triangles
+/* Version for OpenGL (ES) >= 2.0 */
+static void fghDrawNormalVisualization20(GLint attribute_v_coord)
+{
+    GLuint vbo_coords = 0;
+
+    if (attribute_v_coord != -1) {
+        fghGenBuffers(1, &vbo_coords);
+        fghBindBuffer(FGH_ARRAY_BUFFER, vbo_coords);
+        fghBufferData(FGH_ARRAY_BUFFER, numNormalVertices * 3 * sizeof(verticesForNormalVisualization[0]),
+            verticesForNormalVisualization, FGH_STATIC_DRAW);
+    }
+
+
+    if (vbo_coords) {
+        fghEnableVertexAttribArray(attribute_v_coord);
+        fghBindBuffer(FGH_ARRAY_BUFFER, vbo_coords);
+        fghVertexAttribPointer(
+            attribute_v_coord,  /* attribute */
+            3,                  /* number of elements per vertex, here (x,y,z) */
+            GL_FLOAT,           /* the type of each element */
+            GL_FALSE,           /* take our values as-is */
+            0,                  /* no extra data between each position */
+            0                   /* offset of first element */
+            );
+        fghBindBuffer(FGH_ARRAY_BUFFER, 0);
+    }
+
+    glDrawArrays(GL_LINES, 0, numNormalVertices);
+
+    if (vbo_coords != 0)
+        fghDisableVertexAttribArray(attribute_v_coord);
+
+    if (vbo_coords != 0)
+        fghDeleteBuffers(1, &vbo_coords);
+
+    /* Done, free memory */
+    free(verticesForNormalVisualization);
+}
+
+/**
+ * Generate all combinations of vertices and normals needed to draw object.
+ * Optional shape decomposition to triangles:
  * We'll use glDrawElements to draw all shapes that are not naturally
  * composed of triangles, so generate an index vector here, using the
  * below sampling scheme.
@@ -441,9 +671,9 @@ static void fghGenerateGeometry(int numFaces, int numEdgePerFace, GLfloat *verti
  * vertices and normals are unique.
  */
 #define DECLARE_SHAPE_CACHE(name,nameICaps,nameCaps)\
-    static GLboolean name##Cached = FALSE;\
-    static GLfloat name##_verts[nameCaps##_VERT_ELEM_PER_OBJ];\
-    static GLfloat name##_norms[nameCaps##_VERT_ELEM_PER_OBJ];\
+    static GLboolean name##Cached = GL_FALSE;\
+    static GLfloat   name##_verts[nameCaps##_VERT_ELEM_PER_OBJ];\
+    static GLfloat   name##_norms[nameCaps##_VERT_ELEM_PER_OBJ];\
     static void fgh##nameICaps##Generate()\
     {\
         fghGenerateGeometry(nameCaps##_NUM_FACES, nameCaps##_NUM_EDGE_PER_FACE,\
@@ -451,10 +681,10 @@ static void fghGenerateGeometry(int numFaces, int numEdgePerFace, GLfloat *verti
                             name##_verts, name##_norms);\
     }
 #define DECLARE_SHAPE_CACHE_DECOMPOSE_TO_TRIANGLE(name,nameICaps,nameCaps)\
-    static GLboolean name##Cached = FALSE;\
-    static GLfloat  name##_verts[nameCaps##_VERT_ELEM_PER_OBJ];\
-    static GLfloat  name##_norms[nameCaps##_VERT_ELEM_PER_OBJ];\
-    static GLushort name##_vertIdxs[nameCaps##_VERT_PER_OBJ_TRI];\
+    static GLboolean name##Cached = GL_FALSE;\
+    static GLfloat   name##_verts[nameCaps##_VERT_ELEM_PER_OBJ];\
+    static GLfloat   name##_norms[nameCaps##_VERT_ELEM_PER_OBJ];\
+    static GLushort  name##_vertIdxs[nameCaps##_VERT_PER_OBJ_TRI];\
     static void fgh##nameICaps##Generate()\
     {\
         fghGenerateGeometryWithIndexArray(nameCaps##_NUM_FACES, nameCaps##_NUM_EDGE_PER_FACE,\
@@ -814,7 +1044,18 @@ DECLARE_SHAPE_CACHE(tetrahedron,Tetrahedron,TETRAHEDRON)
 /* -- Sierpinski Sponge -- */
 static unsigned int ipow (int x, unsigned int y)
 {
-    return y==0? 1: y==1? x: (y%2? x: 1) * ipow(x*x, y/2);
+    /* return y==0? 1: y==1? x: (y%2? x: 1) * ipow(x*x, y/2); */
+    if (y==0)
+        return 1;
+    else
+    {
+        if (y==1)
+            return x;
+        else
+        {
+            return (y%2? x: 1) * ipow(x*x, y/2);
+        }
+    }
 }
 
 static void fghSierpinskiSpongeGenerate ( int numLevels, double offset[3], GLfloat scale, GLfloat* vertices, GLfloat* normals )
@@ -857,7 +1098,7 @@ static void fghSierpinskiSpongeGenerate ( int numLevels, double offset[3], GLflo
     }
 }
 
-/* -- Now the various shapes involving circles -- */
+/* -- Now the various non-polyhedra (shapes involving circles) -- */
 /*
  * Compute lookup table of cos and sin values forming a circle
  * (or half circle if halfCircle==TRUE)
@@ -896,8 +1137,8 @@ static void fghCircleTable(GLfloat **sint, GLfloat **cost, const int n, const GL
 
     for (i=1; i<size; i++)
     {
-        (*sint)[i] = sinf(angle*i);
-        (*cost)[i] = cosf(angle*i);
+        (*sint)[i] = (GLfloat)sin(angle*i);
+        (*cost)[i] = (GLfloat)cos(angle*i);
     }
 
     
@@ -932,12 +1173,15 @@ static void fghGenerateSphere(GLfloat radius, GLint slices, GLint stacks, GLfloa
         return;
     }
     *nVert = slices*(stacks-1)+2;
-    if ((*nVert) > 65535)       /* TODO: must have a better solution than this low limit, at least for architectures where gluint is available */
+    if ((*nVert) > 65535)
+        /*
+         * limit of glushort, thats 256*256 subdivisions, should be enough in practice. See note above
+         */
         fgWarning("fghGenerateSphere: too many slices or stacks requested, indices will wrap");
 
     /* precompute values on unit circle */
-    fghCircleTable(&sint1,&cost1,-slices,FALSE);
-    fghCircleTable(&sint2,&cost2, stacks,TRUE);
+    fghCircleTable(&sint1,&cost1,-slices,GL_FALSE);
+    fghCircleTable(&sint2,&cost2, stacks,GL_TRUE);
 
     /* Allocate vertex and normal buffers, bail out if memory allocation fails */
     *vertices = malloc((*nVert)*3*sizeof(GLfloat));
@@ -1010,8 +1254,8 @@ void fghGenerateCone(
     const GLfloat rStep = (GLfloat)base / ( ( stacks > 0 ) ? stacks : 1 );
 
     /* Scaling factors for vertex normals */
-    const GLfloat cosn = ( (GLfloat)height / sqrtf( height * height + base * base ));
-    const GLfloat sinn = ( (GLfloat)base   / sqrtf( height * height + base * base ));
+    const GLfloat cosn = (GLfloat) (height / sqrt( height * height + base * base ));
+    const GLfloat sinn = (GLfloat) (base   / sqrt( height * height + base * base ));
 
 
 
@@ -1025,10 +1269,13 @@ void fghGenerateCone(
     *nVert = slices*(stacks+2)+1;   /* need an extra stack for closing off bottom with correct normals */
 
     if ((*nVert) > 65535)
+        /*
+         * limit of glushort, thats 256*256 subdivisions, should be enough in practice. See note above
+         */
         fgWarning("fghGenerateCone: too many slices or stacks requested, indices will wrap");
 
     /* Pre-computed circle */
-    fghCircleTable(&sint,&cost,-slices,FALSE);
+    fghCircleTable(&sint,&cost,-slices,GL_FALSE);
 
     /* Allocate vertex and normal buffers, bail out if memory allocation fails */
     *vertices = malloc((*nVert)*3*sizeof(GLfloat));
@@ -1037,7 +1284,7 @@ void fghGenerateCone(
     {
         free(*vertices);
         free(*normals);
-        fgError("Failed to allocate memory in fghGenerateSphere");
+        fgError("Failed to allocate memory in fghGenerateCone");
     }
 
     /* bottom */
@@ -1067,9 +1314,9 @@ void fghGenerateCone(
             (*vertices)[idx  ] = cost[j]*r;
             (*vertices)[idx+1] = sint[j]*r;
             (*vertices)[idx+2] = z;
-            (*normals )[idx  ] = cost[j]*sinn;
-            (*normals )[idx+1] = sint[j]*sinn;
-            (*normals )[idx+2] = cosn;
+            (*normals )[idx  ] = cost[j]*cosn;
+            (*normals )[idx+1] = sint[j]*cosn;
+            (*normals )[idx+2] = sinn;
         }
 
         z += zStep;
@@ -1107,10 +1354,13 @@ void fghGenerateCylinder(
     *nVert = slices*(stacks+3)+2;   /* need two extra stacks for closing off top and bottom with correct normals */
 
     if ((*nVert) > 65535)
+        /*
+         * limit of glushort, thats 256*256 subdivisions, should be enough in practice. See note above
+         */
         fgWarning("fghGenerateCylinder: too many slices or stacks requested, indices will wrap");
 
     /* Pre-computed circle */
-    fghCircleTable(&sint,&cost,-slices,FALSE);
+    fghCircleTable(&sint,&cost,-slices,GL_FALSE);
 
     /* Allocate vertex and normal buffers, bail out if memory allocation fails */
     *vertices = malloc((*nVert)*3*sizeof(GLfloat));
@@ -1206,11 +1456,14 @@ void fghGenerateTorus(
     *nVert = nSides * nRings;
 
     if ((*nVert) > 65535)
+        /*
+         * limit of glushort, thats 256*256 subdivisions, should be enough in practice. See note above
+         */
         fgWarning("fghGenerateTorus: too many slices or stacks requested, indices will wrap");
 
     /* precompute values on unit circle */
-    fghCircleTable(&spsi,&cpsi, nRings,FALSE);
-    fghCircleTable(&sphi,&cphi,-nSides,FALSE);
+    fghCircleTable(&spsi,&cpsi, nRings,GL_FALSE);
+    fghCircleTable(&sphi,&cphi,-nSides,GL_FALSE);
 
     /* Allocate vertex and normal buffers, bail out if memory allocation fails */
     *vertices = malloc((*nVert)*3*sizeof(GLfloat));
@@ -1262,8 +1515,8 @@ void fghGenerateTorus(
         }\
         else\
         {\
-            fghDrawGeometrySolid(name##_verts,name##_norms,vertIdxs,\
-                                 nameCaps##_VERT_PER_OBJ, 1, nameCaps##_VERT_PER_OBJ_TRI); \
+            fghDrawGeometrySolid(name##_verts,name##_norms,NULL,nameCaps##_VERT_PER_OBJ,\
+                                 vertIdxs, 1, nameCaps##_VERT_PER_OBJ_TRI); \
         }\
     }
 #define DECLARE_INTERNAL_DRAW(name,nameICaps,nameCaps)                        _DECLARE_INTERNAL_DRAW_DO_DECLARE(name,nameICaps,nameCaps,NULL)
@@ -1304,8 +1557,8 @@ static void fghCube( GLfloat dSize, GLboolean useWireMode )
                             NULL,CUBE_NUM_FACES, CUBE_NUM_EDGE_PER_FACE,GL_LINE_LOOP,
                             NULL,0,0);
     else
-        fghDrawGeometrySolid(vertices, cube_norms, cube_vertIdxs,
-                             CUBE_VERT_PER_OBJ, 1, CUBE_VERT_PER_OBJ_TRI);
+        fghDrawGeometrySolid(vertices, cube_norms, NULL, CUBE_VERT_PER_OBJ,
+                             cube_vertIdxs, 1, CUBE_VERT_PER_OBJ_TRI);
 
     if (dSize!=1.f)
         /* cleanup allocated memory */
@@ -1348,7 +1601,7 @@ static void fghSierpinskiSponge ( int numLevels, double offset[3], GLfloat scale
                                  NULL,numFace,TETRAHEDRON_NUM_EDGE_PER_FACE,GL_LINE_LOOP,
                                  NULL,0,0);
         else
-            fghDrawGeometrySolid(vertices,normals,NULL,numVert,1,0);
+            fghDrawGeometrySolid(vertices,normals,NULL,numVert,NULL,1,0);
 
         free(vertices);
         free(normals );
@@ -1356,13 +1609,13 @@ static void fghSierpinskiSponge ( int numLevels, double offset[3], GLfloat scale
 }
 
 
-static void fghSphere( double radius, GLint slices, GLint stacks, GLboolean useWireMode )
+static void fghSphere( GLfloat radius, GLint slices, GLint stacks, GLboolean useWireMode )
 {
     int i,j,idx, nVert;
     GLfloat *vertices, *normals;
 
     /* Generate vertices and normals */
-    fghGenerateSphere((GLfloat)radius,slices,stacks,&vertices,&normals,&nVert);
+    fghGenerateSphere(radius,slices,stacks,&vertices,&normals,&nVert);
     
     if (nVert==0)
         /* nothing to draw */
@@ -1470,7 +1723,7 @@ static void fghSphere( double radius, GLint slices, GLint stacks, GLboolean useW
 
 
         /* draw */
-        fghDrawGeometrySolid(vertices,normals,stripIdx,nVert,stacks,(slices+1)*2);
+        fghDrawGeometrySolid(vertices,normals,NULL,nVert,stripIdx,stacks,(slices+1)*2);
 
         /* cleanup allocated memory */
         free(stripIdx);
@@ -1481,14 +1734,14 @@ static void fghSphere( double radius, GLint slices, GLint stacks, GLboolean useW
     free(normals);
 }
 
-static void fghCone( double base, double height, GLint slices, GLint stacks, GLboolean useWireMode )
+static void fghCone( GLfloat base, GLfloat height, GLint slices, GLint stacks, GLboolean useWireMode )
 {
     int i,j,idx, nVert;
     GLfloat *vertices, *normals;
 
     /* Generate vertices and normals */
     /* Note, (stacks+1)*slices vertices for side of object, slices+1 for top and bottom closures */
-    fghGenerateCone((GLfloat)base,(GLfloat)height,slices,stacks,&vertices,&normals,&nVert);
+    fghGenerateCone(base,height,slices,stacks,&vertices,&normals,&nVert);
 
     if (nVert==0)
         /* nothing to draw */
@@ -1581,7 +1834,7 @@ static void fghCone( double base, double height, GLint slices, GLint stacks, GLb
         }
 
         /* draw */
-        fghDrawGeometrySolid(vertices,normals,stripIdx,nVert,stacks+1,(slices+1)*2);
+        fghDrawGeometrySolid(vertices,normals,NULL,nVert,stripIdx,stacks+1,(slices+1)*2);
 
         /* cleanup allocated memory */
         free(stripIdx);
@@ -1592,14 +1845,14 @@ static void fghCone( double base, double height, GLint slices, GLint stacks, GLb
     free(normals);
 }
 
-static void fghCylinder( double radius, double height, GLint slices, GLint stacks, GLboolean useWireMode )
+static void fghCylinder( GLfloat radius, GLfloat height, GLint slices, GLint stacks, GLboolean useWireMode )
 {
     int i,j,idx, nVert;
     GLfloat *vertices, *normals;
 
     /* Generate vertices and normals */
     /* Note, (stacks+1)*slices vertices for side of object, 2*slices+2 for top and bottom closures */
-    fghGenerateCylinder((GLfloat)radius,(GLfloat)height,slices,stacks,&vertices,&normals,&nVert);
+    fghGenerateCylinder(radius,height,slices,stacks,&vertices,&normals,&nVert);
 
     if (nVert==0)
         /* nothing to draw */
@@ -1702,7 +1955,7 @@ static void fghCylinder( double radius, double height, GLint slices, GLint stack
         stripIdx[idx+1] = nVert-1;                  /* repeat first slice's idx for closing off shape */
 
         /* draw */
-        fghDrawGeometrySolid(vertices,normals,stripIdx,nVert,stacks+2,(slices+1)*2);
+        fghDrawGeometrySolid(vertices,normals,NULL,nVert,stripIdx,stacks+2,(slices+1)*2);
 
         /* cleanup allocated memory */
         free(stripIdx);
@@ -1713,13 +1966,13 @@ static void fghCylinder( double radius, double height, GLint slices, GLint stack
     free(normals);
 }
 
-static void fghTorus( double dInnerRadius, double dOuterRadius, GLint nSides, GLint nRings, GLboolean useWireMode )
+static void fghTorus( GLfloat dInnerRadius, GLfloat dOuterRadius, GLint nSides, GLint nRings, GLboolean useWireMode )
 {
     int i,j,idx, nVert;
     GLfloat *vertices, *normals;
 
     /* Generate vertices and normals */
-    fghGenerateTorus((GLfloat)dInnerRadius,(GLfloat)dOuterRadius,nSides,nRings, &vertices,&normals,&nVert);
+    fghGenerateTorus(dInnerRadius,dOuterRadius,nSides,nRings, &vertices,&normals,&nVert);
 
     if (nVert==0)
         /* nothing to draw */
@@ -1796,7 +2049,7 @@ static void fghTorus( double dInnerRadius, double dOuterRadius, GLint nSides, GL
         }
 
         /* draw */
-        fghDrawGeometrySolid(vertices,normals,stripIdx,nVert,nSides,(nRings+1)*2);
+        fghDrawGeometrySolid(vertices,normals,NULL,nVert,stripIdx,nSides,(nRings+1)*2);
 
         /* cleanup allocated memory */
         free(stripIdx);
@@ -1817,8 +2070,7 @@ static void fghTorus( double dInnerRadius, double dOuterRadius, GLint nSides, GL
 void FGAPIENTRY glutSolidSphere(double radius, GLint slices, GLint stacks)
 {
     FREEGLUT_EXIT_IF_NOT_INITIALISED ( "glutSolidSphere" );
-
-    fghSphere( radius, slices, stacks, FALSE );
+    fghSphere((GLfloat)radius, slices, stacks, GL_FALSE );
 }
 
 /*
@@ -1827,8 +2079,7 @@ void FGAPIENTRY glutSolidSphere(double radius, GLint slices, GLint stacks)
 void FGAPIENTRY glutWireSphere(double radius, GLint slices, GLint stacks)
 {
     FREEGLUT_EXIT_IF_NOT_INITIALISED ( "glutWireSphere" );
-
-    fghSphere( radius, slices, stacks, TRUE );
+    fghSphere((GLfloat)radius, slices, stacks, GL_TRUE );
     
 }
 
@@ -1838,8 +2089,7 @@ void FGAPIENTRY glutWireSphere(double radius, GLint slices, GLint stacks)
 void FGAPIENTRY glutSolidCone( double base, double height, GLint slices, GLint stacks )
 {
     FREEGLUT_EXIT_IF_NOT_INITIALISED ( "glutSolidCone" );
-
-    fghCone( base, height, slices, stacks, FALSE );
+    fghCone((GLfloat)base, (GLfloat)height, slices, stacks, GL_FALSE );
 }
 
 /*
@@ -1848,8 +2098,7 @@ void FGAPIENTRY glutSolidCone( double base, double height, GLint slices, GLint s
 void FGAPIENTRY glutWireCone( double base, double height, GLint slices, GLint stacks)
 {
     FREEGLUT_EXIT_IF_NOT_INITIALISED ( "glutWireCone" );
-
-    fghCone( base, height, slices, stacks, TRUE );
+    fghCone((GLfloat)base, (GLfloat)height, slices, stacks, GL_TRUE );
 }
 
 
@@ -1859,8 +2108,7 @@ void FGAPIENTRY glutWireCone( double base, double height, GLint slices, GLint st
 void FGAPIENTRY glutSolidCylinder(double radius, double height, GLint slices, GLint stacks)
 {
     FREEGLUT_EXIT_IF_NOT_INITIALISED ( "glutSolidCylinder" );
-
-    fghCylinder( radius, height, slices, stacks, FALSE );
+    fghCylinder((GLfloat)radius, (GLfloat)height, slices, stacks, GL_FALSE );
 }
 
 /*
@@ -1869,8 +2117,7 @@ void FGAPIENTRY glutSolidCylinder(double radius, double height, GLint slices, GL
 void FGAPIENTRY glutWireCylinder(double radius, double height, GLint slices, GLint stacks)
 {
     FREEGLUT_EXIT_IF_NOT_INITIALISED ( "glutWireCylinder" );
-
-    fghCylinder( radius, height, slices, stacks, TRUE );
+    fghCylinder((GLfloat)radius, (GLfloat)height, slices, stacks, GL_TRUE );
 }
 
 /*
@@ -1879,8 +2126,7 @@ void FGAPIENTRY glutWireCylinder(double radius, double height, GLint slices, GLi
 void FGAPIENTRY glutWireTorus( double dInnerRadius, double dOuterRadius, GLint nSides, GLint nRings )
 {
     FREEGLUT_EXIT_IF_NOT_INITIALISED ( "glutWireTorus" );
-
-    fghTorus(dInnerRadius, dOuterRadius, nSides, nRings, TRUE);
+    fghTorus((GLfloat)dInnerRadius, (GLfloat)dOuterRadius, nSides, nRings, GL_TRUE);
 }
 
 /*
@@ -1889,8 +2135,7 @@ void FGAPIENTRY glutWireTorus( double dInnerRadius, double dOuterRadius, GLint n
 void FGAPIENTRY glutSolidTorus( double dInnerRadius, double dOuterRadius, GLint nSides, GLint nRings )
 {
     FREEGLUT_EXIT_IF_NOT_INITIALISED ( "glutSolidTorus" );
-
-    fghTorus(dInnerRadius, dOuterRadius, nSides, nRings, FALSE);
+    fghTorus((GLfloat)dInnerRadius, (GLfloat)dOuterRadius, nSides, nRings, GL_FALSE);
 }
 
 
@@ -1901,23 +2146,23 @@ void FGAPIENTRY glutSolidTorus( double dInnerRadius, double dOuterRadius, GLint
     void FGAPIENTRY glutWire##nameICaps( void )\
     {\
         FREEGLUT_EXIT_IF_NOT_INITIALISED ( "glutWire"#nameICaps );\
-        fgh##nameICaps( TRUE );\
+        fgh##nameICaps( GL_TRUE );\
     }\
     void FGAPIENTRY glutSolid##nameICaps( void )\
     {\
         FREEGLUT_EXIT_IF_NOT_INITIALISED ( "glutSolid"#nameICaps );\
-        fgh##nameICaps( FALSE );\
+        fgh##nameICaps( GL_FALSE );\
     }
 
 void FGAPIENTRY glutWireCube( double dSize )
 {
     FREEGLUT_EXIT_IF_NOT_INITIALISED ( "glutWireCube" );
-    fghCube( (GLfloat)dSize, TRUE );
+    fghCube( (GLfloat)dSize, GL_TRUE );
 }
 void FGAPIENTRY glutSolidCube( double dSize )
 {
     FREEGLUT_EXIT_IF_NOT_INITIALISED ( "glutSolidCube" );
-    fghCube( (GLfloat)dSize, FALSE );
+    fghCube( (GLfloat)dSize, GL_FALSE );
 }
 
 DECLARE_SHAPE_INTERFACE(Dodecahedron)
@@ -1928,12 +2173,12 @@ DECLARE_SHAPE_INTERFACE(RhombicDodecahedron)
 void FGAPIENTRY glutWireSierpinskiSponge ( int num_levels, double offset[3], double scale )
 {
     FREEGLUT_EXIT_IF_NOT_INITIALISED ( "glutWireSierpinskiSponge" );
-    fghSierpinskiSponge ( num_levels, offset, (GLfloat)scale, TRUE );
+    fghSierpinskiSponge ( num_levels, offset, (GLfloat)scale, GL_TRUE );
 }
 void FGAPIENTRY glutSolidSierpinskiSponge ( int num_levels, double offset[3], double scale )
 {
     FREEGLUT_EXIT_IF_NOT_INITIALISED ( "glutSolidSierpinskiSponge" );
-    fghSierpinskiSponge ( num_levels, offset, (GLfloat)scale, FALSE );
+    fghSierpinskiSponge ( num_levels, offset, (GLfloat)scale, GL_FALSE );
 }
 
 DECLARE_SHAPE_INTERFACE(Tetrahedron)