git.mutantstargoat.com Git - freeglut/blob - progs/demos/shapes/shapes.c

   1 /*! \file    shapes.c
   2     \ingroup demos
   3
   4     This program is a test harness for the various shapes
   5     in OpenGLUT.  It may also be useful to see which
   6     parameters control what behavior in the OpenGLUT
   7     objects.
   8
   9     Spinning wireframe and solid-shaded shapes are
  10     displayed.  Some parameters can be adjusted.
  11
  12    Keys:
  13       -    <tt>Esc &nbsp;</tt> Quit
  14       -    <tt>q Q &nbsp;</tt> Quit
  15       -    <tt>i I &nbsp;</tt> Show info
  16       -    <tt>p P &nbsp;</tt> Toggle perspective or orthographic projection
  17       -    <tt>r R &nbsp;</tt> Toggle fixed or animated rotation around model X-axis
  18       -    <tt>s S &nbsp;</tt> Toggle toggle fixed function or shader render path
  19       -    <tt>n N &nbsp;</tt> Toggle visualization of object's normal vectors
  20       -    <tt>= + &nbsp;</tt> Increase \a slices
  21       -    <tt>- _ &nbsp;</tt> Decreate \a slices
  22       -    <tt>, < &nbsp;</tt> Decreate \a stacks
  23       -    <tt>. > &nbsp;</tt> Increase \a stacks
  24       -    <tt>9 ( &nbsp;</tt> Decreate \a depth  (Sierpinski Sponge)
  25       -    <tt>0 ) &nbsp;</tt> Increase \a depth  (Sierpinski Sponge)
  26       -    <tt>up&nbsp; &nbsp;</tt> Increase "outer radius"
  27       -    <tt>down&nbsp;</tt> Decrease "outer radius"
  28       -    <tt>left&nbsp;</tt> Decrease "inner radius"
  29       -    <tt>right</tt> Increase "inner radius"
  30       -    <tt>PgUp&nbsp;</tt> Next shape-drawing function
  31       -    <tt>PgDn&nbsp;</tt> Prev shape-drawing function
  32
  33     \author  Written by Nigel Stewart November 2003
  34
  35     \author  Portions Copyright (C) 2004, the OpenGLUT project contributors. <br>
  36              OpenGLUT branched from freeglut in February, 2004.
  37
  38     \image   html openglut_shapes.png OpenGLUT Geometric Shapes Demonstration
  39     \include demos/shapes/shapes.c
  40 */
  41
  42 #include <GL/freeglut.h>
  43
  44 #include <stdarg.h>
  45 #include <stdio.h>
  46 #include <stdlib.h>
  47 #include <stddef.h>
  48
  49 #include "glmatrix.h"
  50
  51 #ifdef _MSC_VER
  52 /* DUMP MEMORY LEAKS */
  53 #include <crtdbg.h>
  54 #endif
  55
  56 /* report GL errors, if any, to stderr */
  57 void checkError(const char *functionName)
  58 {
  59     GLenum error;
  60     while (( error = glGetError() ) != GL_NO_ERROR) {
  61         fprintf (stderr, "GL error 0x%X detected in %s\n", error, functionName);
  62     }
  63 }
  64
  65 /*
  66  * OpenGL 2+ shader mode needs some function and macro definitions,
  67  * avoiding a dependency on additional libraries like GLEW or the
  68  * GL/glext.h header
  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_COMPILE_STATUS
  79 #define GL_COMPILE_STATUS 0x8B81
  80 #endif
  81
  82 #ifndef GL_LINK_STATUS
  83 #define GL_LINK_STATUS 0x8B82
  84 #endif
  85
  86 #ifndef GL_INFO_LOG_LENGTH
  87 #define GL_INFO_LOG_LENGTH 0x8B84
  88 #endif
  89
  90 typedef ptrdiff_t ourGLsizeiptr;
  91 typedef char ourGLchar;
  92
  93 #ifndef APIENTRY
  94 #define APIENTRY
  95 #endif
  96
  97 #ifndef GL_VERSION_2_0
  98 typedef GLuint (APIENTRY *PFNGLCREATESHADERPROC) (GLenum type);
  99 typedef void (APIENTRY *PFNGLSHADERSOURCEPROC) (GLuint shader, GLsizei count, const ourGLchar **string, const GLint *length);
 100 typedef void (APIENTRY *PFNGLCOMPILESHADERPROC) (GLuint shader);
 101 typedef GLuint (APIENTRY *PFNGLCREATEPROGRAMPROC) (void);
 102 typedef void (APIENTRY *PFNGLATTACHSHADERPROC) (GLuint program, GLuint shader);
 103 typedef void (APIENTRY *PFNGLLINKPROGRAMPROC) (GLuint program);
 104 typedef void (APIENTRY *PFNGLUSEPROGRAMPROC) (GLuint program);
 105 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETSHADERIVPROC) (GLuint shader, GLenum pname, GLint *params);
 106 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC) (GLuint shader, GLsizei bufSize, GLsizei *length, ourGLchar *infoLog);
 107 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETPROGRAMIVPROC) (GLenum target, GLenum pname, GLint *params);
 108 typedef void (APIENTRY *PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC) (GLuint program, GLsizei bufSize, GLsizei *length, ourGLchar *infoLog);
 109 typedef GLint (APIENTRY *PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC) (GLuint program, const ourGLchar *name);
 110 typedef GLint (APIENTRY *PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC) (GLuint program, const ourGLchar *name);
 111 typedef void (APIENTRY *PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC) (GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
 112 typedef void (APIENTRY *PFNGLUNIFORMMATRIX3FVPROC) (GLint location, GLsizei count, GLboolean transpose, const GLfloat *value);
 113 #endif
 114
 115 PFNGLCREATESHADERPROC gl_CreateShader;
 116 PFNGLSHADERSOURCEPROC gl_ShaderSource;
 117 PFNGLCOMPILESHADERPROC gl_CompileShader;
 118 PFNGLCREATEPROGRAMPROC gl_CreateProgram;
 119 PFNGLATTACHSHADERPROC gl_AttachShader;
 120 PFNGLLINKPROGRAMPROC gl_LinkProgram;
 121 PFNGLUSEPROGRAMPROC gl_UseProgram;
 122 PFNGLGETSHADERIVPROC gl_GetShaderiv;
 123 PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC gl_GetShaderInfoLog;
 124 PFNGLGETPROGRAMIVPROC gl_GetProgramiv;
 125 PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC gl_GetProgramInfoLog;
 126 PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC gl_GetAttribLocation;
 127 PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC gl_GetUniformLocation;
 128 PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC gl_UniformMatrix4fv;
 129 PFNGLUNIFORMMATRIX3FVPROC gl_UniformMatrix3fv;
 130
 131 void initExtensionEntries(void)
 132 {
 133     gl_CreateShader = (PFNGLCREATESHADERPROC) glutGetProcAddress ("glCreateShader");
 134     gl_ShaderSource = (PFNGLSHADERSOURCEPROC) glutGetProcAddress ("glShaderSource");
 135     gl_CompileShader = (PFNGLCOMPILESHADERPROC) glutGetProcAddress ("glCompileShader");
 136     gl_CreateProgram = (PFNGLCREATEPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glCreateProgram");
 137     gl_AttachShader = (PFNGLATTACHSHADERPROC) glutGetProcAddress ("glAttachShader");
 138     gl_LinkProgram = (PFNGLLINKPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glLinkProgram");
 139     gl_UseProgram = (PFNGLUSEPROGRAMPROC) glutGetProcAddress ("glUseProgram");
 140     gl_GetShaderiv = (PFNGLGETSHADERIVPROC) glutGetProcAddress ("glGetShaderiv");
 141     gl_GetShaderInfoLog = (PFNGLGETSHADERINFOLOGPROC) glutGetProcAddress ("glGetShaderInfoLog");
 142     gl_GetProgramiv = (PFNGLGETPROGRAMIVPROC) glutGetProcAddress ("glGetProgramiv");
 143     gl_GetProgramInfoLog = (PFNGLGETPROGRAMINFOLOGPROC) glutGetProcAddress ("glGetProgramInfoLog");
 144     gl_GetAttribLocation = (PFNGLGETATTRIBLOCATIONPROC) glutGetProcAddress ("glGetAttribLocation");
 145     gl_GetUniformLocation = (PFNGLGETUNIFORMLOCATIONPROC) glutGetProcAddress ("glGetUniformLocation");
 146     gl_UniformMatrix4fv = (PFNGLUNIFORMMATRIX4FVPROC) glutGetProcAddress ("glUniformMatrix4fv");
 147     gl_UniformMatrix3fv = (PFNGLUNIFORMMATRIX3FVPROC) glutGetProcAddress ("glUniformMatrix3fv");
 148     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)
 149     {
 150         fprintf (stderr, "glCreateShader, glShaderSource, glCompileShader, glCreateProgram, glAttachShader, glLinkProgram, glUseProgram, glGetShaderiv, glGetShaderInfoLog, glGetProgramiv, glGetProgramInfoLog, glGetAttribLocation, glGetUniformLocation, glUniformMatrix4fv or gl_UniformMatrix3fv not found");
 151         exit(1);
 152     }
 153 }
 154
 155 const ourGLchar *vertexShaderSource[] = {
 156     "/**",
 157     " * From the OpenGL Programming wikibook: http://en.wikibooks.org/wiki/GLSL_Programming/GLUT/Smooth_Specular_Highlights",
 158     " * This file is in the public domain.",
 159     " * Contributors: Sylvain Beucler",
 160     " */",
 161     "attribute vec3 fg_coord;",
 162     "attribute vec3 fg_normal;",
 163     "varying vec4 position;  /* position of the vertex (and fragment) in world space */",
 164     "varying vec3 varyingNormalDirection;  /* surface normal vector in world space */",
 165     "uniform mat4 m, p;      /* don't need v, as always identity in our demo */",
 166     "uniform mat3 m_3x3_inv_transp;",
 167     " ",
 168     "void main()",
 169     "{",
 170     "  vec4 fg_coord4 = vec4(fg_coord, 1.0);",
 171     "  position = m * fg_coord4;",
 172     "  varyingNormalDirection = normalize(m_3x3_inv_transp * fg_normal);",
 173     " ",
 174     "  mat4 mvp = p*m;   /* normally p*v*m */",
 175     "  gl_Position = mvp * fg_coord4;",
 176     "}"
 177 };
 178
 179 const ourGLchar *fragmentShaderSource[] = {
 180     "/**",
 181     " * From the OpenGL Programming wikibook: http://en.wikibooks.org/wiki/GLSL_Programming/GLUT/Smooth_Specular_Highlights",
 182     " * This file is in the public domain.",
 183     " * Contributors: Martin Kraus, Sylvain Beucler",
 184     " */",
 185     "varying vec4 position;  /* position of the vertex (and fragment) in world space */",
 186     "varying vec3 varyingNormalDirection;  /* surface normal vector in world space */",
 187     "/* uniform mat4 v_inv;   // in this demo, the view matrix is always an identity matrix */",
 188     " ",
 189     "struct lightSource",
 190     "{",
 191     "  vec4 position;",
 192     "  vec4 diffuse;",
 193     "  vec4 specular;",
 194     "  float constantAttenuation, linearAttenuation, quadraticAttenuation;",
 195     "  float spotCutoff, spotExponent;",
 196     "  vec3 spotDirection;",
 197     "};",
 198     "lightSource light0 = lightSource(",
 199     "  vec4(2.0, 5.0, 5.0, 0.0),",
 200     "  vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0),",
 201     "  vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0),",
 202     "    0.0, 1.0, 0.0,",
 203     "  180.0, 0.0,",
 204     "  vec3(0.0, 0.0, 0.0)",
 205     ");",
 206     "vec4 scene_ambient = vec4(0.2, 0.2, 0.2, 1.0);",
 207     " ",
 208     "struct material",
 209     "{",
 210     "  vec4 ambient;",
 211     "  vec4 diffuse;",
 212     "  vec4 specular;",
 213     "  float shininess;",
 214     "};",
 215     "material frontMaterial = material(",
 216     "  vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0),",
 217     "  vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0),",
 218     "  vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0),",
 219     "  100.0",
 220     ");",
 221     " ",
 222     "void main()",
 223     "{",
 224     "  vec3 normalDirection = normalize(varyingNormalDirection);",
 225     "  /* vec3 viewDirection = normalize(vec3(v_inv * vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0) - position)); */",
 226     "  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 */",
 227     "  vec3 lightDirection;",
 228     "  float attenuation;",
 229     " ",
 230     "  if (0.0 == light0.position.w) /* directional light? */",
 231     "    {",
 232     "      attenuation = 1.0; /* no attenuation */",
 233     "      lightDirection = normalize(vec3(light0.position));",
 234     "    } ",
 235     "  else /* point light or spotlight (or other kind of light) */",
 236     "    {",
 237     "      vec3 positionToLightSource = vec3(light0.position - position);",
 238     "      float distance = length(positionToLightSource);",
 239     "      lightDirection = normalize(positionToLightSource);",
 240     "      attenuation = 1.0 / (light0.constantAttenuation",
 241     "                           + light0.linearAttenuation * distance",
 242     "                           + light0.quadraticAttenuation * distance * distance);",
 243     " ",
 244     "      if (light0.spotCutoff <= 90.0) /* spotlight? */",
 245     "        {",
 246     "          float clampedCosine = max(0.0, dot(-lightDirection, light0.spotDirection));",
 247     "          if (clampedCosine < cos(radians(light0.spotCutoff))) /* outside of spotlight cone? */",
 248     "            {",
 249     "              attenuation = 0.0;",
 250     "            }",
 251     "          else",
 252     "            {",
 253     "              attenuation = attenuation * pow(clampedCosine, light0.spotExponent);   ",
 254     "            }",
 255     "        }",
 256     "    }",
 257     " ",
 258     "  vec3 ambientLighting = vec3(scene_ambient) * vec3(frontMaterial.ambient);",
 259     " ",
 260     "  vec3 diffuseReflection = attenuation ",
 261     "    * vec3(light0.diffuse) * vec3(frontMaterial.diffuse)",
 262     "    * max(0.0, dot(normalDirection, lightDirection));",
 263     " ",
 264     "  vec3 specularReflection;",
 265     "  if (dot(normalDirection, lightDirection) < 0.0) /* light source on the wrong side? */",
 266     "    {",
 267     "      specularReflection = vec3(0.0, 0.0, 0.0); /* no specular reflection */",
 268     "    }",
 269     "  else /* light source on the right side */",
 270     "    {",
 271     "      specularReflection = attenuation * vec3(light0.specular) * vec3(frontMaterial.specular) ",
 272     "        * pow(max(0.0, dot(reflect(-lightDirection, normalDirection), viewDirection)), frontMaterial.shininess);",
 273     "    }",
 274     " ",
 275     "  gl_FragColor = vec4(ambientLighting + diffuseReflection + specularReflection, 1.0);",
 276     "}"
 277 };
 278
 279 GLint getAttribOrUniformLocation(const char* name, GLuint program, GLboolean isAttrib)
 280 {
 281     if (isAttrib)
 282     {
 283         GLint attrib = gl_GetAttribLocation(program, name);
 284         if (attrib == -1)
 285         {
 286             fprintf(stderr, "Warning: Could not bind attrib %s\n", name);
 287         }
 288
 289                 checkError ("getAttribOrUniformLocation");
 290         return attrib;
 291     }
 292     else
 293     {
 294         GLint uniform = gl_GetUniformLocation(program, name);
 295         if (uniform == -1)
 296         {
 297             fprintf(stderr, "Warning: Could not bind uniform %s\n", name);
 298         }
 299
 300                 checkError ("getAttribOrUniformLocation");
 301         return uniform;
 302     }
 303 }
 304
 305 GLuint program;
 306 GLint attribute_fg_coord = -1, attribute_fg_normal = -1;
 307 GLint uniform_m = -1, uniform_p = -1, uniform_m_3x3_inv_transp = -1;
 308 GLint shaderReady = 0;  /* Set to 1 when all initialization went well, to -1 when shader somehow unusable. */
 309
 310
 311
 312 void compileAndCheck(GLuint shader)
 313 {
 314     GLint status;
 315     gl_CompileShader (shader);
 316     gl_GetShaderiv (shader, GL_COMPILE_STATUS, &status);
 317     if (status == GL_FALSE) {
 318         GLint infoLogLength;
 319         ourGLchar *infoLog;
 320         gl_GetShaderiv (shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
 321         infoLog = (ourGLchar*) malloc (infoLogLength);
 322         gl_GetShaderInfoLog (shader, infoLogLength, NULL, infoLog);
 323         fprintf (stderr, "compile log: %s\n", infoLog);
 324         free (infoLog);
 325     }
 326     checkError ("compileAndCheck");
 327 }
 328
 329 GLuint compileShaderSource(GLenum type, GLsizei count, const ourGLchar **string)
 330 {
 331     GLuint shader = gl_CreateShader (type);
 332     gl_ShaderSource (shader, count, string, NULL);
 333
 334     checkError ("compileShaderSource");
 335
 336     compileAndCheck (shader);
 337     return shader;
 338 }
 339
 340 void linkAndCheck(GLuint program)
 341 {
 342     GLint status;
 343     gl_LinkProgram (program);
 344     gl_GetProgramiv (program, GL_LINK_STATUS, &status);
 345     if (status == GL_FALSE) {
 346         GLint infoLogLength;
 347         ourGLchar *infoLog;
 348         gl_GetProgramiv (program, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLength);
 349         infoLog = (ourGLchar*) malloc (infoLogLength);
 350         gl_GetProgramInfoLog (program, infoLogLength, NULL, infoLog);
 351         fprintf (stderr, "link log: %s\n", infoLog);
 352         free (infoLog);
 353     }
 354     checkError ("linkAndCheck");
 355 }
 356
 357 void createProgram(GLuint vertexShader, GLuint fragmentShader)
 358 {
 359     program = gl_CreateProgram ();
 360     if (vertexShader != 0) {
 361         gl_AttachShader (program, vertexShader);
 362     }
 363     if (fragmentShader != 0) {
 364         gl_AttachShader (program, fragmentShader);
 365     }
 366
 367     checkError ("createProgram");
 368
 369     linkAndCheck (program);
 370 }
 371
 372 void initShader(void)
 373 {
 374     const GLsizei vertexShaderLines = sizeof(vertexShaderSource) / sizeof(ourGLchar*);
 375     GLuint vertexShader =
 376         compileShaderSource (GL_VERTEX_SHADER, vertexShaderLines, vertexShaderSource);
 377
 378     const GLsizei fragmentShaderLines = sizeof(fragmentShaderSource) / sizeof(ourGLchar*);
 379     GLuint fragmentShader =
 380         compileShaderSource (GL_FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderLines, fragmentShaderSource);
 381
 382     checkError ("initShader - 1");
 383
 384     createProgram (vertexShader, fragmentShader);
 385
 386     gl_UseProgram (program);
 387
 388     attribute_fg_coord      = getAttribOrUniformLocation("fg_coord"         , program, GL_TRUE);
 389     attribute_fg_normal     = getAttribOrUniformLocation("fg_normal"        , program, GL_TRUE);
 390     uniform_m               = getAttribOrUniformLocation("m"                , program, GL_FALSE);
 391     uniform_p               = getAttribOrUniformLocation("p"                , program, GL_FALSE);
 392     uniform_m_3x3_inv_transp= getAttribOrUniformLocation("m_3x3_inv_transp" , program, GL_FALSE);
 393
 394     gl_UseProgram (0);
 395
 396     if (attribute_fg_coord==-1 || attribute_fg_normal==-1 ||
 397         uniform_m==-1 || uniform_p==-1 || uniform_m_3x3_inv_transp==-1)
 398         shaderReady = -1;
 399     else
 400         shaderReady = 1;
 401
 402     checkError ("initShader - 2");
 403 }
 404
 405 /*
 406  * This macro is only intended to be used on arrays, of course.
 407  */
 408 #define NUMBEROF(x) ((sizeof(x))/(sizeof(x[0])))
 409
 410 /*
 411  * These global variables control which object is drawn,
 412  * and how it is drawn.  No object uses all of these
 413  * variables.
 414  */
 415 static int function_index;
 416 static int slices = 16;
 417 static int stacks = 16;
 418 static double irad = .25;
 419 static double orad = 1.0;   /* doubles as size for objects other than Torus */
 420 static int depth = 4;
 421 static double offset[ 3 ] = { 0, 0, 0 };
 422 static GLboolean show_info = GL_TRUE;
 423 static float ar;
 424 static GLboolean persProject = GL_TRUE;
 425 static GLboolean animateXRot = GL_FALSE;
 426 static GLboolean useShader   = GL_FALSE;
 427 static GLboolean visNormals  = GL_FALSE;
 428
 429 /*
 430  * Enum to tell drawSizeInfo what to draw for each object
 431  */
 432 #define GEO_NO_SIZE 0
 433 #define GEO_SIZE 1
 434 #define GEO_SCALE 2
 435 #define GEO_INNER_OUTER_RAD 4
 436 #define GEO_RAD 8
 437 #define GEO_BASE_HEIGHT 16
 438 #define GEO_RAD_HEIGHT 32
 439
 440 /*
 441  * These one-liners draw particular objects, fetching appropriate
 442  * information from the above globals.  They are just thin wrappers
 443  * for the FreeGLUT objects.
 444  */
 445 static void drawSolidTetrahedron(void)         { glutSolidTetrahedron ();                        }
 446 static void drawWireTetrahedron(void)          { glutWireTetrahedron ();                         }
 447 static void drawSolidCube(void)                { glutSolidCube(orad);                            }  /* orad doubles as size input */
 448 static void drawWireCube(void)                 { glutWireCube(orad);                             }  /* orad doubles as size input */
 449 static void drawSolidOctahedron(void)          { glutSolidOctahedron ();                         }
 450 static void drawWireOctahedron(void)           { glutWireOctahedron ();                          }
 451 static void drawSolidDodecahedron(void)        { glutSolidDodecahedron ();                       }
 452 static void drawWireDodecahedron(void)         { glutWireDodecahedron ();                        }
 453 static void drawSolidRhombicDodecahedron(void) { glutSolidRhombicDodecahedron ();                }
 454 static void drawWireRhombicDodecahedron(void)  { glutWireRhombicDodecahedron ();                 }
 455 static void drawSolidIcosahedron(void)         { glutSolidIcosahedron ();                        }
 456 static void drawWireIcosahedron(void)          { glutWireIcosahedron ();                         }
 457 static void drawSolidSierpinskiSponge(void)    { glutSolidSierpinskiSponge (depth, offset, orad);}  /* orad doubles as size input */
 458 static void drawWireSierpinskiSponge(void)     { glutWireSierpinskiSponge (depth, offset, orad); }  /* orad doubles as size input */
 459 static void drawSolidTorus(void)               { glutSolidTorus(irad,orad,slices,stacks);        }
 460 static void drawWireTorus(void)                { glutWireTorus (irad,orad,slices,stacks);        }
 461 static void drawSolidSphere(void)              { glutSolidSphere(orad,slices,stacks);            }  /* orad doubles as size input */
 462 static void drawWireSphere(void)               { glutWireSphere(orad,slices,stacks);             }  /* orad doubles as size input */
 463 static void drawSolidCone(void)                { glutSolidCone(irad,orad,slices,stacks);         }  /* irad doubles as base input, and orad as height input */
 464 static void drawWireCone(void)                 { glutWireCone(irad,orad,slices,stacks);          }  /* irad doubles as base input, and orad as height input */
 465 static void drawSolidCylinder(void)            { glutSolidCylinder(irad,orad,slices,stacks);     }  /* irad doubles as radius input, and orad as height input */
 466 static void drawWireCylinder(void)             { glutWireCylinder(irad,orad,slices,stacks);      }  /* irad doubles as radius input, and orad as height input */
 467 /* per Glut manpage, it should be noted that the teapot is rendered
 468  * with clockwise winding for front facing polygons...
 469  * Same for the teacup and teaspoon
 470  */
 471 static void drawSolidTeapot(void)
 472 {   glFrontFace(GL_CW);    glutSolidTeapot(orad);   glFrontFace(GL_CCW);    /* orad doubles as size input */}
 473 static void drawWireTeapot(void)
 474 {   glFrontFace(GL_CW);    glutWireTeapot(orad);    glFrontFace(GL_CCW);    /* orad doubles as size input */}
 475 static void drawSolidTeacup(void)
 476 {   glFrontFace(GL_CW);    glutSolidTeacup(orad);   glFrontFace(GL_CCW);    /* orad doubles as size input */}
 477 static void drawWireTeacup(void)
 478 {   glFrontFace(GL_CW);    glutWireTeacup(orad);    glFrontFace(GL_CCW);    /* orad doubles as size input */}
 479 static void drawSolidTeaspoon(void)
 480 {   glFrontFace(GL_CW);    glutSolidTeaspoon(orad); glFrontFace(GL_CCW);    /* orad doubles as size input */}
 481 static void drawWireTeaspoon(void)
 482 {   glFrontFace(GL_CW);    glutWireTeaspoon(orad);  glFrontFace(GL_CCW);    /* orad doubles as size input */}
 483
 484 #define RADIUSFAC    0.70710678118654752440084436210485f
 485
 486 static void drawSolidCuboctahedron(void)
 487 {
 488   GLfloat radius = RADIUSFAC*(GLfloat)orad; /* orad doubles as size */
 489   glBegin( GL_TRIANGLES );
 490     glNormal3d( 0.577350269189, 0.577350269189, 0.577350269189); glVertex3d( radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0, radius, radius ); glVertex3d( radius, 0.0, radius );
 491     glNormal3d( 0.577350269189, 0.577350269189,-0.577350269189); glVertex3d( radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( radius, 0.0,-radius ); glVertex3d( 0.0, radius,-radius );
 492     glNormal3d( 0.577350269189,-0.577350269189, 0.577350269189); glVertex3d( radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( radius, 0.0, radius ); glVertex3d( 0.0,-radius, radius );
 493     glNormal3d( 0.577350269189,-0.577350269189,-0.577350269189); glVertex3d( radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0,-radius,-radius ); glVertex3d( radius, 0.0,-radius );
 494     glNormal3d(-0.577350269189, 0.577350269189, 0.577350269189); glVertex3d(-radius, radius, 0.0 ); glVertex3d(-radius, 0.0, radius ); glVertex3d( 0.0, radius, radius );
 495     glNormal3d(-0.577350269189, 0.577350269189,-0.577350269189); glVertex3d(-radius, radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0, radius,-radius ); glVertex3d(-radius, 0.0,-radius );
 496     glNormal3d(-0.577350269189,-0.577350269189, 0.577350269189); glVertex3d(-radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d( 0.0,-radius, radius ); glVertex3d(-radius, 0.0, radius );
 497     glNormal3d(-0.577350269189,-0.577350269189,-0.577350269189); glVertex3d(-radius,-radius, 0.0 ); glVertex3d(-radius, 0.0,-radius ); glVertex3d( 0.0,-radius,-radius );
 498   glEnd();
 499
 500   glBegin( GL_QUADS );
 501     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 );
 502     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 );
 503     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 );
 504     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 );
 505     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 );
 506     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 );
 507   glEnd();
 508 }
 509
 510 static void drawWireCuboctahedron(void)
 511 {
 512   GLfloat radius = RADIUSFAC*(GLfloat)orad; /* orad doubles as size */
 513   glBegin( GL_LINE_LOOP );
 514     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 );
 515   glEnd();
 516   glBegin( GL_LINE_LOOP );
 517     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 );
 518   glEnd();
 519   glBegin( GL_LINE_LOOP );
 520     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 );
 521   glEnd();
 522   glBegin( GL_LINE_LOOP );
 523     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 );
 524   glEnd();
 525   glBegin( GL_LINE_LOOP );
 526     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 );
 527   glEnd();
 528   glBegin( GL_LINE_LOOP );
 529     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 );
 530   glEnd();
 531 }
 532
 533 #undef RADIUSFAC
 534
 535 /*
 536  * This structure defines an entry in our function-table.
 537  */
 538 typedef struct
 539 {
 540     const char * const name;
 541     void (*solid) (void);
 542     void (*wire)  (void);
 543     int drawSizeInfoFlag;
 544 } entry;
 545
 546 #define ENTRY(e,f) {#e, drawSolid##e, drawWire##e,f}
 547 static const entry table [] =
 548 {
 549     ENTRY (Tetrahedron,GEO_NO_SIZE),
 550     ENTRY (Cube,GEO_SIZE),
 551     ENTRY (Octahedron,GEO_NO_SIZE),
 552     ENTRY (Dodecahedron,GEO_NO_SIZE),
 553     ENTRY (RhombicDodecahedron,GEO_NO_SIZE),
 554     ENTRY (Icosahedron,GEO_NO_SIZE),
 555     ENTRY (SierpinskiSponge,GEO_SCALE),
 556     ENTRY (Teapot,GEO_SIZE),
 557     ENTRY (Teacup,GEO_SIZE),
 558     ENTRY (Teaspoon,GEO_SIZE),
 559     ENTRY (Torus,GEO_INNER_OUTER_RAD),
 560     ENTRY (Sphere,GEO_RAD),
 561     ENTRY (Cone,GEO_BASE_HEIGHT),
 562     ENTRY (Cylinder,GEO_RAD_HEIGHT),
 563     ENTRY (Cuboctahedron,GEO_SIZE)   /* This one doesn't work when in shader mode and is then skipped */
 564 };
 565 #undef ENTRY
 566
 567 /*!
 568     Does printf()-like work using freeglut
 569     glutBitmapString().  Uses a fixed font.  Prints
 570     at the indicated row/column position.
 571
 572     Limitation: Cannot address pixels.
 573     Limitation: Renders in screen coords, not model coords.
 574 */
 575 static void shapesPrintf (int row, int col, const char *fmt, ...)
 576 {
 577     static char buf[256];
 578     int viewport[4];
 579     void *font = GLUT_BITMAP_9_BY_15;
 580     va_list args;
 581
 582     va_start(args, fmt);
 583 #if defined(WIN32) && !defined(__CYGWIN__)
 584     (void) _vsnprintf (buf, sizeof(buf), fmt, args);
 585 #else
 586     (void) vsnprintf (buf, sizeof(buf), fmt, args);
 587 #endif
 588     va_end(args);
 589
 590     glGetIntegerv(GL_VIEWPORT,viewport);
 591
 592     glPushMatrix();
 593     glLoadIdentity();
 594
 595     glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 596     glPushMatrix();
 597     glLoadIdentity();
 598
 599         glOrtho(0,viewport[2],0,viewport[3],-1,1);
 600
 601         glRasterPos2i
 602         (
 603               glutBitmapWidth(font, ' ') * col,
 604             - glutBitmapHeight(font) * row + viewport[3]
 605         );
 606         glutBitmapString (font, (unsigned char*)buf);
 607
 608     glPopMatrix();
 609     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 610     glPopMatrix();
 611 }
 612
 613 /* Print info about the about the current shape and render state on the screen */
 614 static void DrawSizeInfo(int *row)
 615 {
 616     switch (table [function_index].drawSizeInfoFlag)
 617     {
 618     case GEO_NO_SIZE:
 619         break;
 620     case GEO_SIZE:
 621         shapesPrintf ((*row)++, 1, "Size  Up  Down : %f", orad);
 622         break;
 623     case GEO_SCALE:
 624         shapesPrintf ((*row)++, 1, "Scale  Up  Down : %f", orad);
 625         break;
 626     case GEO_INNER_OUTER_RAD:
 627         shapesPrintf ((*row)++, 1, "Inner radius Left Right: %f", irad);
 628         shapesPrintf ((*row)++, 1, "Outer radius  Up  Down : %f", orad);
 629         break;
 630     case GEO_RAD:
 631         shapesPrintf ((*row)++, 1, "Radius  Up  Down : %f", orad);
 632         break;
 633     case GEO_BASE_HEIGHT:
 634         shapesPrintf ((*row)++, 1, "Base   Left Right: %f", irad);
 635         shapesPrintf ((*row)++, 1, "Height  Up  Down : %f", orad);
 636         break;
 637     case GEO_RAD_HEIGHT:
 638         shapesPrintf ((*row)++, 1, "Radius Left Right: %f", irad);
 639         shapesPrintf ((*row)++, 1, "Height  Up  Down : %f", orad);
 640         break;
 641     }
 642 }
 643
 644 static void drawInfo()
 645 {
 646     int row = 1;
 647     shapesPrintf (row++, 1, "Shape PgUp PgDn: %s", table [function_index].name);
 648     shapesPrintf (row++, 1, "Slices +-: %d   Stacks <>: %d", slices, stacks);
 649     shapesPrintf (row++, 1, "nSides +-: %d   nRings <>: %d", slices, stacks);
 650     shapesPrintf (row++, 1, "Depth  (): %d", depth);
 651     DrawSizeInfo(&row);
 652     if (persProject)
 653         shapesPrintf (row++, 1, "Perspective projection (p)");
 654     else
 655         shapesPrintf (row++, 1, "Orthographic projection (p)");
 656     if (useShader)
 657         shapesPrintf (row++, 1, "Using shader (s)");
 658     else
 659         shapesPrintf (row++, 1, "Using fixed function pipeline (s)");
 660     if (animateXRot)
 661         shapesPrintf (row++, 1, "2D rotation (r)");
 662     else
 663         shapesPrintf (row++, 1, "1D rotation (r)");
 664     shapesPrintf (row++, 1, "visualizing normals: %i (n)",visNormals);
 665 }
 666
 667 /* GLUT callback Handlers */
 668 static void
 669 resize(int width, int height)
 670 {
 671     ar = (float) width / (float) height;
 672
 673     glViewport(0, 0, width, height);
 674 }
 675
 676 static void display(void)
 677 {
 678     const double t = glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME) / 1000.0;
 679     const double a = t*89.0;
 680     const double b = (animateXRot?t:1)*67.0;
 681
 682     glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 683
 684     glutSetOption(GLUT_GEOMETRY_VISUALIZE_NORMALS,visNormals);  /* Normals visualized or not? */
 685
 686     if (useShader && !shaderReady)
 687         initShader();
 688
 689     if (useShader && shaderReady)
 690     {
 691         /* setup use of shader (and vertex buffer by FreeGLUT) */
 692         gl_UseProgram (program);
 693         glutSetVertexAttribCoord3(attribute_fg_coord);
 694         glutSetVertexAttribNormal(attribute_fg_normal);
 695         /* There is also a glutSetVertexAttribTexCoord2, which is used only when drawing the teapot, teacup or teaspoon */
 696
 697         gl_matrix_mode(GL_PROJECTION);
 698         gl_load_identity();
 699         if (persProject)
 700             gl_frustum(-ar, ar, -1.f, 1.f, 2.f, 100.f);
 701         else
 702             gl_ortho(-ar*3, ar*3, -3.f, 3.f, 2.f, 100.f);
 703         gl_UniformMatrix4fv (uniform_p, 1, GL_FALSE, get_matrix(GL_PROJECTION));
 704
 705
 706         gl_matrix_mode(GL_MODELVIEW);
 707         gl_load_identity();
 708
 709         gl_push_matrix();
 710             /* Not in reverse order like normal OpenGL, our util library multiplies the matrices in the order they are specified in */
 711             gl_rotatef((float)a,0,0,1);
 712             gl_rotatef((float)b,1,0,0);
 713             gl_translatef(0,1.2f,-6);
 714             gl_UniformMatrix4fv (uniform_m               , 1, GL_FALSE, get_matrix(GL_MODELVIEW));
 715             gl_UniformMatrix3fv (uniform_m_3x3_inv_transp, 1, GL_FALSE, get_inv_transpose_3x3(GL_MODELVIEW));
 716             table [function_index].solid ();
 717         gl_pop_matrix();
 718
 719         gl_push_matrix();
 720             gl_rotatef((float)a,0,0,1);
 721             gl_rotatef((float)b,1,0,0);
 722             gl_translatef(0,-1.2f,-6);
 723             gl_UniformMatrix4fv (uniform_m               , 1, GL_FALSE, get_matrix(GL_MODELVIEW));
 724             gl_UniformMatrix3fv (uniform_m_3x3_inv_transp, 1, GL_FALSE, get_inv_transpose_3x3(GL_MODELVIEW));
 725             table [function_index].wire ();
 726         gl_pop_matrix();
 727
 728         gl_UseProgram (0);
 729         glutSetVertexAttribCoord3(-1);
 730         glutSetVertexAttribNormal(-1);
 731
 732         checkError ("display");
 733     }
 734     else
 735     {
 736         /* fixed function pipeline */
 737         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 738         glLoadIdentity();
 739         if (persProject)
 740             glFrustum(-ar, ar, -1.0, 1.0, 2.0, 100.0);
 741         else
 742             glOrtho(-ar*3, ar*3, -3.0, 3.0, 2.0, 100.0);
 743         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 744         glLoadIdentity();
 745
 746         glEnable(GL_LIGHTING);
 747
 748         glColor3d(1,0,0);
 749
 750         glPushMatrix();
 751             glTranslated(0,1.2,-6);
 752             glRotated(b,1,0,0);
 753             glRotated(a,0,0,1);
 754             table [function_index].solid ();
 755         glPopMatrix();
 756
 757         glPushMatrix();
 758             glTranslated(0,-1.2,-6);
 759             glRotated(b,1,0,0);
 760             glRotated(a,0,0,1);
 761             table [function_index].wire ();
 762         glPopMatrix();
 763
 764         glDisable(GL_LIGHTING);
 765         glColor3d(0.1,0.1,0.4);
 766     }
 767
 768     if( show_info )
 769         /* print info to screen */
 770         drawInfo();
 771     else
 772         /* print to command line instead */
 773         printf ( "Shape %d slides %d stacks %d\n", function_index, slices, stacks ) ;
 774
 775     glutSwapBuffers();
 776 }
 777
 778
 779 static void
 780 key(unsigned char key, int x, int y)
 781 {
 782     switch (key)
 783     {
 784     case 27 :
 785     case 'Q':
 786     case 'q': glutLeaveMainLoop () ;      break;
 787
 788     case 'I':
 789     case 'i': show_info=!show_info;       break;
 790
 791     case '=':
 792     case '+': slices++;                   break;
 793
 794     case '-':
 795     case '_': if( slices > -1 ) slices--; break;
 796
 797     case ',':
 798     case '<': if( stacks > -1 ) stacks--; break;
 799
 800     case '.':
 801     case '>': stacks++;                   break;
 802
 803     case '9':
 804     case '(': if( depth > -1 ) depth--;   break;
 805
 806     case '0':
 807     case ')': ++depth;                    break;
 808
 809     case 'P':
 810     case 'p': persProject=!persProject;   break;
 811
 812     case 'R':
 813     case 'r': animateXRot=!animateXRot;   break;
 814
 815     case 'S':
 816     case 's':
 817         useShader=!useShader;
 818         /* Cuboctahedron can't be shown when in shader mode, move to next */
 819         if (useShader && NUMBEROF (table)-1 == ( unsigned )function_index)
 820                 function_index = 0;
 821         break;
 822
 823     case 'N':
 824     case 'n': visNormals=!visNormals;     break;
 825
 826     default:
 827         break;
 828     }
 829
 830     glutPostRedisplay();
 831 }
 832
 833 static void special (int key, int x, int y)
 834 {
 835     switch (key)
 836     {
 837     case GLUT_KEY_PAGE_UP:    ++function_index; break;
 838     case GLUT_KEY_PAGE_DOWN:  --function_index; break;
 839     case GLUT_KEY_UP:         orad *= 2;        break;
 840     case GLUT_KEY_DOWN:       orad /= 2;        break;
 841
 842     case GLUT_KEY_RIGHT:      irad *= 2;        break;
 843     case GLUT_KEY_LEFT:       irad /= 2;        break;
 844
 845     default:
 846         break;
 847     }
 848
 849     if (0 > function_index)
 850         function_index = NUMBEROF (table) - 1;
 851
 852     if (NUMBEROF (table) <= ( unsigned )function_index)
 853         function_index = 0;
 854
 855     /* Cuboctahedron can't be shown when in shader mode, skip it */
 856     if (useShader && NUMBEROF (table)-1 == ( unsigned )function_index)
 857     {
 858         if (key==GLUT_KEY_PAGE_UP)
 859             function_index = 0;
 860         else
 861             function_index -= 1;
 862     }
 863 }
 864
 865
 866 static void
 867 idle(void)
 868 {
 869     glutPostRedisplay();
 870 }
 871
 872 const GLfloat light_ambient[]  = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };
 873 const GLfloat light_diffuse[]  = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };
 874 const GLfloat light_specular[] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };
 875 const GLfloat light_position[] = { 2.0f, 5.0f, 5.0f, 0.0f };
 876
 877 const GLfloat mat_ambient[]    = { 0.7f, 0.7f, 0.7f, 1.0f };
 878 const GLfloat mat_diffuse[]    = { 0.8f, 0.8f, 0.8f, 1.0f };
 879 const GLfloat mat_specular[]   = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f };
 880 const GLfloat high_shininess[] = { 100.0f };
 881
 882 /* Program entry point */
 883
 884 int
 885 main(int argc, char *argv[])
 886 {
 887     glutInitWindowSize(800,600);
 888     glutInitWindowPosition(40,40);
 889     glutInit(&argc, argv);
 890     glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH | GLUT_MULTISAMPLE);
 891
 892     glutCreateWindow("FreeGLUT Shapes");
 893
 894     glutReshapeFunc(resize);
 895     glutDisplayFunc(display);
 896     glutKeyboardFunc(key);
 897     glutSpecialFunc(special);
 898     glutIdleFunc(idle);
 899
 900     glutSetOption ( GLUT_ACTION_ON_WINDOW_CLOSE, GLUT_ACTION_CONTINUE_EXECUTION ) ;
 901
 902     glClearColor(1,1,1,1);
 903     glEnable(GL_CULL_FACE);
 904     glCullFace(GL_BACK);
 905
 906     glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 907     glDepthFunc(GL_LESS);
 908
 909     glEnable(GL_LIGHT0);
 910     glEnable(GL_NORMALIZE);
 911     glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
 912
 913     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT,  light_ambient);
 914     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE,  light_diffuse);
 915     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, light_specular);
 916     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position);
 917
 918     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT,   mat_ambient);
 919     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE,   mat_diffuse);
 920     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR,  mat_specular);
 921     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, high_shininess);
 922
 923     initExtensionEntries();
 924
 925     glutMainLoop();
 926
 927 #ifdef _MSC_VER
 928     /* DUMP MEMORY LEAK INFORMATION */
 929     _CrtDumpMemoryLeaks () ;
 930 #endif
 931
 932     return EXIT_SUCCESS;
 933 }