root/OpenSceneGraph/trunk/examples/osgvertexprogram/osgvertexprogram.cpp @ 1697

Revision 1697, 17.4 kB (checked in by robert, 12 years ago)

Ported osgGLUT based src/Demos across to being osgProducer based, and placed
them in the new examples/ directory.

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
Line 
1#include <osg/GL>
2#include <osgProducer/Viewer>
3
4#include <osg/Vec3>
5#include <osg/Vec4>
6#include <osg/Quat>
7#include <osg/Matrix>
8#include <osg/ShapeDrawable>
9#include <osg/Geometry>
10#include <osg/Geode>
11#include <osg/Transform>
12#include <osg/Material>
13#include <osg/NodeCallback>
14#include <osg/Depth>
15#include <osg/CullFace>
16#include <osg/TexMat>
17#include <osg/TexGen>
18#include <osg/TexEnvCombine>
19#include <osg/TextureCubeMap>
20#include <osg/VertexProgram>
21
22#include <osgDB/Registry>
23#include <osgDB/ReadFile>
24
25#include <osgGA/TrackballManipulator>
26
27#include <osgUtil/SmoothingVisitor>
28#include <osgUtil/Optimizer>
29
30float refract = 1.01;          // ratio of indicies of refraction
31float fresnel = 1.1;           // Fresnel multiplier
32
33
34const char vpstr[] =
35    "!!ARBvp1.0 # Refraction                                    \n"
36    "                                                           \n"
37    "ATTRIB iPos         = vertex.position;                     \n"
38    "#ATTRIB iCol        = vertex.color.primary;                \n"
39    "ATTRIB iNormal      = vertex.normal;                       \n"
40    "PARAM  esEyePos     = { 0, 0, 0, 1 };                      \n"
41    "PARAM  const0123    = { 0, 1, 2, 3 };                      \n"
42    "PARAM  fresnel      = program.local[0];                    \n"
43    "PARAM  refract      = program.local[1];                    \n"
44    "PARAM  itMV[4]      = { state.matrix.modelview.invtrans }; \n"
45    "PARAM  MVP[4]       = { state.matrix.mvp };                \n"
46    "PARAM  MV[4]        = { state.matrix.modelview };          \n"
47    "PARAM  texmat[4]    = { state.matrix.texture[0] };         \n"
48    "TEMP   esPos;        # position in eye-space               \n"
49    "TEMP   esNormal;     # normal in eye-space                 \n"
50    "TEMP   tmp, IdotN, K;                                      \n"
51    "TEMP   esE;          # eye vector                          \n"
52    "TEMP   esI;          # incident vector (=-E)               \n"
53    "TEMP   esR;          # first refract- then reflect-vector  \n"
54    "OUTPUT oPos         = result.position;                     \n"
55    "OUTPUT oColor       = result.color;                        \n"
56    "OUTPUT oRefractMap  = result.texcoord[0];                  \n"
57    "OUTPUT oReflectMap  = result.texcoord[1];                  \n"
58    "                                                           \n"
59    "# transform vertex to clip space                           \n"
60    "DP4    oPos.x, MVP[0], iPos;                               \n"
61    "DP4    oPos.y, MVP[1], iPos;                               \n"
62    "DP4    oPos.z, MVP[2], iPos;                               \n"
63    "DP4    oPos.w, MVP[3], iPos;                               \n"
64    "                                                           \n"
65    "# Transform the normal to eye space.                       \n"
66    "DP3    esNormal.x, itMV[0], iNormal;                       \n"
67    "DP3    esNormal.y, itMV[1], iNormal;                       \n"
68    "DP3    esNormal.z, itMV[2], iNormal;                       \n"
69    "                                                           \n"
70    "# normalize normal                                         \n"
71    "DP3    esNormal.w, esNormal, esNormal;                     \n"
72    "RSQ    esNormal.w, esNormal.w;                             \n"
73    "MUL    esNormal, esNormal, esNormal.w;                     \n"
74    "                                                           \n"
75    "# transform vertex position to eye space                   \n"
76    "DP4    esPos.x, MV[0], iPos;                               \n"
77    "DP4    esPos.y, MV[1], iPos;                               \n"
78    "DP4    esPos.z, MV[2], iPos;                               \n"
79    "DP4    esPos.w, MV[3], iPos;                               \n"
80    "                                                           \n"
81    "# vertex to eye vector                                     \n"
82    "ADD    esE, -esPos, esEyePos;                              \n"
83    "#MOV   esE, -esPos;                                        \n"
84    "                                                           \n"
85    "# normalize eye vector                                     \n"
86    "DP3    esE.w, esE, esE;                                    \n"
87    "RSQ    esE.w, esE.w;                                       \n"
88    "MUL    esE, esE, esE.w;                                    \n"
89    "                                                           \n"
90    "# calculate some handy values                              \n"
91    "MOV    esI, -esE;                                          \n"
92    "DP3    IdotN, esNormal, esI;                               \n"
93    "                                                           \n"
94    "# calculate refraction vector, Renderman style             \n"
95    "                                                           \n"
96    "# k = 1-index*index*(1-(I dot N)^2)                        \n"
97    "MAD    tmp, -IdotN, IdotN, const0123.y;                    \n"
98    "MUL    tmp, tmp, refract.y;                                \n"
99    "ADD    K.x, const0123.y, -tmp;                             \n"
100    "                                                           \n"
101    "# k<0,  R = [0,0,0]                                        \n"
102    "# k>=0, R = index*I-(index*(I dot N) + sqrt(k))*N          \n"
103    "RSQ    K.y, K.x;                                           \n"
104    "RCP    K.y, K.y;                           # K.y = sqrt(k) \n"
105    "MAD    tmp.x, refract.x, IdotN, K.y;                       \n"
106    "MUL    tmp, esNormal, tmp.x;                               \n"
107    "MAD    esR, refract.x, esI, tmp;                           \n"
108    "                                                           \n"
109    "# transform refracted ray by cubemap transform             \n"
110    "DP3    oRefractMap.x, texmat[0], esR;                      \n"
111    "DP3    oRefractMap.y, texmat[1], esR;                      \n"
112    "DP3    oRefractMap.z, texmat[2], esR;                      \n"
113    "                                                           \n"
114    "# calculate reflection vector                              \n"
115    "# R = 2*N*(N dot E)-E                                      \n"
116    "MUL    tmp, esNormal, const0123.z;                         \n"
117    "DP3    esR.w, esNormal, esE;                               \n"
118    "MAD    esR, esR.w, tmp, -esE;                              \n"
119    "                                                           \n"
120    "# transform reflected ray by cubemap transform             \n"
121    "DP3    oReflectMap.x, texmat[0], esR;                      \n"
122    "DP3    oReflectMap.y, texmat[1], esR;                      \n"
123    "DP3    oReflectMap.z, texmat[2], esR;                      \n"
124    "                                                           \n"
125    "# Fresnel approximation = fresnel*(1-(N dot I))^2          \n"
126    "ADD    tmp.x, const0123.y, -IdotN;                         \n"
127    "MUL    tmp.x, tmp.x, tmp.x;                                \n"
128    "MUL    oColor, tmp.x, fresnel;                             \n"
129    "                                                           \n"
130    "END                                                        \n";
131
132
133osg::TextureCubeMap* readCubeMap()
134{
135    osg::TextureCubeMap* cubemap = new osg::TextureCubeMap;
136    //#define CUBEMAP_FILENAME(face) "nvlobby_" #face ".png"
137    //#define CUBEMAP_FILENAME(face) "Cubemap_axis/" #face ".png"
138    #define CUBEMAP_FILENAME(face) "Cubemap_snow/" #face ".jpg"
139
140    osg::Image* imagePosX = osgDB::readImageFile(CUBEMAP_FILENAME(posx));
141    osg::Image* imageNegX = osgDB::readImageFile(CUBEMAP_FILENAME(negx));
142    osg::Image* imagePosY = osgDB::readImageFile(CUBEMAP_FILENAME(posy));
143    osg::Image* imageNegY = osgDB::readImageFile(CUBEMAP_FILENAME(negy));
144    osg::Image* imagePosZ = osgDB::readImageFile(CUBEMAP_FILENAME(posz));
145    osg::Image* imageNegZ = osgDB::readImageFile(CUBEMAP_FILENAME(negz));
146
147    if (imagePosX && imageNegX && imagePosY && imageNegY && imagePosZ && imageNegZ)
148    {
149        cubemap->setImage(osg::TextureCubeMap::POSITIVE_X, imagePosX);
150        cubemap->setImage(osg::TextureCubeMap::NEGATIVE_X, imageNegX);
151        cubemap->setImage(osg::TextureCubeMap::POSITIVE_Y, imagePosY);
152        cubemap->setImage(osg::TextureCubeMap::NEGATIVE_Y, imageNegY);
153        cubemap->setImage(osg::TextureCubeMap::POSITIVE_Z, imagePosZ);
154        cubemap->setImage(osg::TextureCubeMap::NEGATIVE_Z, imageNegZ);
155
156        cubemap->setWrap(osg::Texture::WRAP_S, osg::Texture::CLAMP_TO_EDGE);
157        cubemap->setWrap(osg::Texture::WRAP_T, osg::Texture::CLAMP_TO_EDGE);
158        cubemap->setWrap(osg::Texture::WRAP_R, osg::Texture::CLAMP_TO_EDGE);
159
160        cubemap->setFilter(osg::Texture::MIN_FILTER, osg::Texture::LINEAR_MIPMAP_LINEAR);
161        cubemap->setFilter(osg::Texture::MAG_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
162    }
163
164    return cubemap;
165}
166
167
168// Update texture matrix for cubemaps
169struct TexMatCallback : public osg::NodeCallback
170{
171public:
172
173    TexMatCallback(osg::TexMat& tm) :
174        _texMat(tm)
175    {
176    }
177
178    virtual void operator()(osg::Node* node, osg::NodeVisitor* nv)
179    {
180        osgUtil::CullVisitor* cv = dynamic_cast<osgUtil::CullVisitor*>(nv);
181        if (cv)
182        {
183            const osg::Matrix& MV = cv->getModelViewMatrix();
184            const osg::Matrix R = osg::Matrix::rotate( osg::DegreesToRadians(112.0f), 0.0f,0.0f,1.0f)*
185                                  osg::Matrix::rotate( osg::DegreesToRadians(90.0f), 1.0f,0.0f,0.0f);
186
187            osg::Quat q;
188            q.set(MV);
189            const osg::Matrix C = osg::Matrix::rotate( q.inverse() );
190
191            _texMat.setMatrix( C*R );
192        }
193
194        traverse(node,nv);
195    }
196
197    osg::TexMat& _texMat;
198};
199
200
201struct MoveEarthySkyWithEyePointCallback : public osg::Transform::ComputeTransformCallback
202{
203    /** Get the transformation matrix which moves from local coords to world coords.*/
204    virtual bool computeLocalToWorldMatrix(osg::Matrix& matrix,const osg::Transform*, osg::NodeVisitor* nv) const 
205    {
206        osgUtil::CullVisitor* cv = dynamic_cast<osgUtil::CullVisitor*>(nv);
207        if (cv)
208        {
209            osg::Vec3 eyePointLocal = cv->getEyeLocal();
210            matrix.preMult(osg::Matrix::translate(eyePointLocal));
211        }
212        return true;
213    }
214
215    /** Get the transformation matrix which moves from world coords to local coords.*/
216    virtual bool computeWorldToLocalMatrix(osg::Matrix& matrix,const osg::Transform*, osg::NodeVisitor* nv) const
217    {
218        osgUtil::CullVisitor* cv = dynamic_cast<osgUtil::CullVisitor*>(nv);
219        if (cv)
220        {
221            osg::Vec3 eyePointLocal = cv->getEyeLocal();
222            matrix.postMult(osg::Matrix::translate(-eyePointLocal));
223        }
224        return true;
225    }
226};
227
228
229osg::Node* createSkyBox()
230{
231
232    osg::StateSet* stateset = new osg::StateSet();
233
234    osg::TexEnv* te = new osg::TexEnv;
235    te->setMode(osg::TexEnv::REPLACE);
236    stateset->setTextureAttributeAndModes(0, te, osg::StateAttribute::ON);
237
238    osg::TexGen *tg = new osg::TexGen;
239    tg->setMode(osg::TexGen::NORMAL_MAP);
240    stateset->setTextureAttributeAndModes(0, tg, osg::StateAttribute::ON);
241
242    osg::TexMat *tm = new osg::TexMat;
243    stateset->setTextureAttribute(0, tm);
244
245    osg::TextureCubeMap* skymap = readCubeMap();
246    stateset->setTextureAttributeAndModes(0, skymap, osg::StateAttribute::ON);
247
248    stateset->setMode( GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF );
249    stateset->setMode( GL_CULL_FACE, osg::StateAttribute::OFF );
250
251    // clear the depth to the far plane.
252    osg::Depth* depth = new osg::Depth;
253    depth->setFunction(osg::Depth::ALWAYS);
254    depth->setRange(1.0,1.0);   
255    stateset->setAttributeAndModes(depth, osg::StateAttribute::ON );
256
257    stateset->setRenderBinDetails(-1,"RenderBin");
258
259    osg::Drawable* drawable = new osg::ShapeDrawable(new osg::Sphere(osg::Vec3(0.0f,0.0f,0.0f),1));
260
261    osg::Geode* geode = new osg::Geode;
262    geode->setCullingActive(false);
263    geode->setStateSet( stateset );
264    geode->addDrawable(drawable);
265
266
267    osg::Transform* transform = new osg::Transform;
268    transform->setCullingActive(false);
269    transform->setComputeTransformCallback(new MoveEarthySkyWithEyePointCallback);
270    transform->addChild(geode);
271
272    osg::ClearNode* clearNode = new osg::ClearNode;
273//  clearNode->setRequiresClear(false);
274    clearNode->setCullCallback(new TexMatCallback(*tm));
275    clearNode->addChild(transform);
276
277    return clearNode;
278}
279
280
281
282
283osg::Node* addRefractStateSet(osg::Node* node)
284{
285    osg::StateSet* stateset = new osg::StateSet();
286
287    osg::TextureCubeMap* reflectmap = readCubeMap();
288    stateset->setTextureAttributeAndModes( 0, reflectmap, osg::StateAttribute::ON | osg::StateAttribute::OVERRIDE );
289    stateset->setTextureAttributeAndModes( 1, reflectmap, osg::StateAttribute::ON | osg::StateAttribute::OVERRIDE );
290   
291    osg::TexMat* texMat = new osg::TexMat;
292    stateset->setTextureAttribute(0, texMat);
293
294    // ---------------------------------------------------
295    // Vertex Program
296    // ---------------------------------------------------
297    osg::VertexProgram* vp = new osg::VertexProgram();
298    vp->setVertexProgram( vpstr );
299    vp->setProgramLocalParameter( 0, osg::Vec4( fresnel, fresnel, fresnel, 1.0f ) );
300    vp->setProgramLocalParameter( 1, osg::Vec4( refract, refract*refract, 0.0f, 0.0f ) );
301    stateset->setAttributeAndModes( vp, osg::StateAttribute::ON | osg::StateAttribute::OVERRIDE );
302
303    // ---------------------------------------------------
304    // fragment = refraction*(1-fresnel) + reflection*fresnel
305    // T0 = texture unit 0, refraction map
306    // T1 = texture unit 1, reflection map
307    // C.rgb = primary color, water color
308    // C.a   = primary color, fresnel factor
309    // Cp    = result from previous texture environment
310    // ---------------------------------------------------
311
312    // REPLACE function: Arg0
313    // = T0
314    osg::TexEnvCombine *te0 = new osg::TexEnvCombine;   
315    te0->setCombine_RGB(osg::TexEnvCombine::REPLACE);
316    te0->setSource0_RGB(osg::TexEnvCombine::TEXTURE0);
317    te0->setOperand0_RGB(osg::TexEnvCombine::SRC_COLOR);
318   
319    // INTERPOLATE function: Arg0 * (Arg2) + Arg1 * (1-Arg2)
320    // = T1 * C0.a + Cp * (1-C0.a)
321    osg::TexEnvCombine *te1 = new osg::TexEnvCombine;   
322
323    // rgb = Cp + Ct
324    te1->setCombine_RGB(osg::TexEnvCombine::INTERPOLATE);
325    te1->setSource0_RGB(osg::TexEnvCombine::TEXTURE1);
326    te1->setOperand0_RGB(osg::TexEnvCombine::SRC_COLOR);
327    te1->setSource1_RGB(osg::TexEnvCombine::PREVIOUS);
328    te1->setOperand1_RGB(osg::TexEnvCombine::SRC_COLOR);
329    te1->setSource2_RGB(osg::TexEnvCombine::PRIMARY_COLOR);
330    te1->setOperand2_RGB(osg::TexEnvCombine::SRC_COLOR);
331
332    stateset->setTextureAttributeAndModes(0, te0, osg::StateAttribute::ON | osg::StateAttribute::OVERRIDE);
333    stateset->setTextureAttributeAndModes(1, te1, osg::StateAttribute::ON | osg::StateAttribute::OVERRIDE);
334
335    osg::Group* group = new osg::Group;
336    group->addChild(node);
337    group->setCullCallback(new TexMatCallback(*texMat));
338    group->setStateSet( stateset );
339   
340    return group;
341}
342
343
344int main(int argc, char *argv[])
345{
346    // use an ArgumentParser object to manage the program arguments.
347    osg::ArgumentParser arguments(&argc,argv);
348
349    // set up the usage document, in case we need to print out how to use this program.
350    arguments.getApplicationUsage()->setCommandLineUsage(arguments.getProgramName()+" [options] filename ...");
351    arguments.getApplicationUsage()->addCommandLineOption("-h or --help","Display this information");
352   
353    // construct the viewer.
354    osgProducer::Viewer viewer(arguments);
355
356    // set up the value with sensible default event handlers.
357    viewer.setUpViewer(osgProducer::Viewer::STANDARD_SETTINGS);
358
359    // get details on keyboard and mouse bindings used by the viewer.
360    viewer.getUsage(*arguments.getApplicationUsage());
361
362    // if user request help write it out to cout.
363    if (arguments.read("-h") || arguments.read("--help"))
364    {
365        arguments.getApplicationUsage()->write(std::cout);
366        return 1;
367    }
368
369    // any option left unread are converted into errors to write out later.
370    arguments.reportRemainingOptionsAsUnrecognized();
371
372    // report any errors if they have occured when parsing the program aguments.
373    if (arguments.errors())
374    {
375        arguments.writeErrorMessages(std::cout);
376        return 1;
377    }
378
379    osg::Group* rootnode = new osg::Group;
380
381    rootnode->addChild(createSkyBox());
382
383    // load the nodes from the commandline arguments.
384    osg::Node* model = osgDB::readNodeFiles(arguments);
385    if (!model)
386    {
387        const float radius = 1.0f;
388        osg::Geode* geode = new osg::Geode;
389        geode->addDrawable(new osg::ShapeDrawable(new osg::Sphere(osg::Vec3(0.0f,0.0f,0.0f),radius)));
390        model = geode;
391    }
392
393    // run optimization over the scene graph
394    osgUtil::Optimizer optimzer;
395    optimzer.optimize(model);
396
397    // create normals.   
398    osgUtil::SmoothingVisitor smoother;
399    model->accept(smoother);
400
401    rootnode->addChild( addRefractStateSet(model) );
402
403    // add a viewport to the viewer and attach the scene graph.
404    viewer.setSceneData(rootnode);
405   
406    // create the windows and run the threads.
407    viewer.realize(Producer::CameraGroup::ThreadPerCamera);
408
409    while( !viewer.done() )
410    {
411        // wait for all cull and draw threads to complete.
412        viewer.sync();
413
414        // update the scene by traversing it with the the update visitor which will
415        // call all node update callbacks and animations.
416        viewer.update();
417         
418        // fire off the cull and draw traversals of the scene.
419        viewer.frame();
420       
421    }
422
423    return 0;
424}
Note: See TracBrowser for help on using the browser.