root/OpenSceneGraph/trunk/examples/osgvertexprogram/osgvertexprogram.cpp @ 4135

Revision 4135, 18.0 kB (checked in by robert, 10 years ago)

Moved osg::Impostor to osgSim::Impostor, as Impostor isn't a core feature.

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
Line 
1#include <osg/Vec3>
2#include <osg/Vec4>
3#include <osg/Quat>
4#include <osg/Matrix>
5#include <osg/ShapeDrawable>
6#include <osg/Geometry>
7#include <osg/Geode>
8#include <osg/Transform>
9#include <osg/Material>
10#include <osg/NodeCallback>
11#include <osg/Depth>
12#include <osg/CullFace>
13#include <osg/TexMat>
14#include <osg/TexGen>
15#include <osg/TexEnv>
16#include <osg/TexEnvCombine>
17#include <osg/TextureCubeMap>
18#include <osg/VertexProgram>
19
20#include <osgDB/Registry>
21#include <osgDB/ReadFile>
22
23#include <osgUtil/SmoothingVisitor>
24#include <osgUtil/Optimizer>
25
26#include <osgProducer/Viewer>
27
28
29float refract = 1.02;          // ratio of indicies of refraction
30float fresnel = 0.2;           // Fresnel multiplier
31
32
33const char vpstr[] =
34    "!!ARBvp1.0 # Refraction                                    \n"
35    "                                                           \n"
36    "ATTRIB iPos         = vertex.position;                     \n"
37    "#ATTRIB iCol        = vertex.color.primary;                \n"
38    "ATTRIB iNormal      = vertex.normal;                       \n"
39    "PARAM  esEyePos     = { 0, 0, 0, 1 };                      \n"
40    "PARAM  const0123    = { 0, 1, 2, 3 };                      \n"
41    "PARAM  fresnel      = program.local[0];                    \n"
42    "PARAM  refract      = program.local[1];                    \n"
43    "PARAM  itMV[4]      = { state.matrix.modelview.invtrans }; \n"
44    "PARAM  MVP[4]       = { state.matrix.mvp };                \n"
45    "PARAM  MV[4]        = { state.matrix.modelview };          \n"
46    "PARAM  texmat[4]    = { state.matrix.texture[0] };         \n"
47    "TEMP   esPos;        # position in eye-space               \n"
48    "TEMP   esNormal;     # normal in eye-space                 \n"
49    "TEMP   tmp, IdotN, K;                                      \n"
50    "TEMP   esE;          # eye vector                          \n"
51    "TEMP   esI;          # incident vector (=-E)               \n"
52    "TEMP   esR;          # first refract- then reflect-vector  \n"
53    "OUTPUT oPos         = result.position;                     \n"
54    "OUTPUT oColor       = result.color;                        \n"
55    "OUTPUT oRefractMap  = result.texcoord[0];                  \n"
56    "OUTPUT oReflectMap  = result.texcoord[1];                  \n"
57    "                                                           \n"
58    "# transform vertex to clip space                           \n"
59    "DP4    oPos.x, MVP[0], iPos;                               \n"
60    "DP4    oPos.y, MVP[1], iPos;                               \n"
61    "DP4    oPos.z, MVP[2], iPos;                               \n"
62    "DP4    oPos.w, MVP[3], iPos;                               \n"
63    "                                                           \n"
64    "# Transform the normal to eye space.                       \n"
65    "DP3    esNormal.x, itMV[0], iNormal;                       \n"
66    "DP3    esNormal.y, itMV[1], iNormal;                       \n"
67    "DP3    esNormal.z, itMV[2], iNormal;                       \n"
68    "                                                           \n"
69    "# normalize normal                                         \n"
70    "DP3    esNormal.w, esNormal, esNormal;                     \n"
71    "RSQ    esNormal.w, esNormal.w;                             \n"
72    "MUL    esNormal, esNormal, esNormal.w;                     \n"
73    "                                                           \n"
74    "# transform vertex position to eye space                   \n"
75    "DP4    esPos.x, MV[0], iPos;                               \n"
76    "DP4    esPos.y, MV[1], iPos;                               \n"
77    "DP4    esPos.z, MV[2], iPos;                               \n"
78    "DP4    esPos.w, MV[3], iPos;                               \n"
79    "                                                           \n"
80    "# vertex to eye vector                                     \n"
81    "ADD    esE, -esPos, esEyePos;                              \n"
82    "#MOV   esE, -esPos;                                        \n"
83    "                                                           \n"
84    "# normalize eye vector                                     \n"
85    "DP3    esE.w, esE, esE;                                    \n"
86    "RSQ    esE.w, esE.w;                                       \n"
87    "MUL    esE, esE, esE.w;                                    \n"
88    "                                                           \n"
89    "# calculate some handy values                              \n"
90    "MOV    esI, -esE;                                          \n"
91    "DP3    IdotN, esNormal, esI;                               \n"
92    "                                                           \n"
93    "# calculate refraction vector, Renderman style             \n"
94    "                                                           \n"
95    "# k = 1-index*index*(1-(I dot N)^2)                        \n"
96    "MAD    tmp, -IdotN, IdotN, const0123.y;                    \n"
97    "MUL    tmp, tmp, refract.y;                                \n"
98    "ADD    K.x, const0123.y, -tmp;                             \n"
99    "                                                           \n"
100    "# k<0,  R = [0,0,0]                                        \n"
101    "# k>=0, R = index*I-(index*(I dot N) + sqrt(k))*N          \n"
102    "RSQ    K.y, K.x;                                           \n"
103    "RCP    K.y, K.y;                           # K.y = sqrt(k) \n"
104    "MAD    tmp.x, refract.x, IdotN, K.y;                       \n"
105    "MUL    tmp, esNormal, tmp.x;                               \n"
106    "MAD    esR, refract.x, esI, tmp;                           \n"
107    "                                                           \n"
108    "# transform refracted ray by cubemap transform             \n"
109    "DP3    oRefractMap.x, texmat[0], esR;                      \n"
110    "DP3    oRefractMap.y, texmat[1], esR;                      \n"
111    "DP3    oRefractMap.z, texmat[2], esR;                      \n"
112    "                                                           \n"
113    "# calculate reflection vector                              \n"
114    "# R = 2*N*(N dot E)-E                                      \n"
115    "MUL    tmp, esNormal, const0123.z;                         \n"
116    "DP3    esR.w, esNormal, esE;                               \n"
117    "MAD    esR, esR.w, tmp, -esE;                              \n"
118    "                                                           \n"
119    "# transform reflected ray by cubemap transform             \n"
120    "DP3    oReflectMap.x, texmat[0], esR;                      \n"
121    "DP3    oReflectMap.y, texmat[1], esR;                      \n"
122    "DP3    oReflectMap.z, texmat[2], esR;                      \n"
123    "                                                           \n"
124    "# Fresnel approximation = fresnel*(1-(N dot I))^2          \n"
125    "ADD    tmp.x, const0123.y, -IdotN;                         \n"
126    "MUL    tmp.x, tmp.x, tmp.x;                                \n"
127    "MUL    oColor, tmp.x, fresnel;                             \n"
128    "                                                           \n"
129    "END                                                        \n";
130
131
132osg::TextureCubeMap* readCubeMap()
133{
134    osg::TextureCubeMap* cubemap = new osg::TextureCubeMap;
135    //#define CUBEMAP_FILENAME(face) "nvlobby_" #face ".png"
136    //#define CUBEMAP_FILENAME(face) "Cubemap_axis/" #face ".png"
137    #define CUBEMAP_FILENAME(face) "Cubemap_snow/" #face ".jpg"
138
139    osg::Image* imagePosX = osgDB::readImageFile(CUBEMAP_FILENAME(posx));
140    osg::Image* imageNegX = osgDB::readImageFile(CUBEMAP_FILENAME(negx));
141    osg::Image* imagePosY = osgDB::readImageFile(CUBEMAP_FILENAME(posy));
142    osg::Image* imageNegY = osgDB::readImageFile(CUBEMAP_FILENAME(negy));
143    osg::Image* imagePosZ = osgDB::readImageFile(CUBEMAP_FILENAME(posz));
144    osg::Image* imageNegZ = osgDB::readImageFile(CUBEMAP_FILENAME(negz));
145
146    if (imagePosX && imageNegX && imagePosY && imageNegY && imagePosZ && imageNegZ)
147    {
148        cubemap->setImage(osg::TextureCubeMap::POSITIVE_X, imagePosX);
149        cubemap->setImage(osg::TextureCubeMap::NEGATIVE_X, imageNegX);
150        cubemap->setImage(osg::TextureCubeMap::POSITIVE_Y, imagePosY);
151        cubemap->setImage(osg::TextureCubeMap::NEGATIVE_Y, imageNegY);
152        cubemap->setImage(osg::TextureCubeMap::POSITIVE_Z, imagePosZ);
153        cubemap->setImage(osg::TextureCubeMap::NEGATIVE_Z, imageNegZ);
154
155        cubemap->setWrap(osg::Texture::WRAP_S, osg::Texture::CLAMP_TO_EDGE);
156        cubemap->setWrap(osg::Texture::WRAP_T, osg::Texture::CLAMP_TO_EDGE);
157        cubemap->setWrap(osg::Texture::WRAP_R, osg::Texture::CLAMP_TO_EDGE);
158
159        cubemap->setFilter(osg::Texture::MIN_FILTER, osg::Texture::LINEAR_MIPMAP_LINEAR);
160        cubemap->setFilter(osg::Texture::MAG_FILTER, osg::Texture::LINEAR);
161    }
162
163    return cubemap;
164}
165
166
167// Update texture matrix for cubemaps
168struct TexMatCallback : public osg::NodeCallback
169{
170public:
171
172    TexMatCallback(osg::TexMat& tm) :
173        _texMat(tm)
174    {
175    }
176
177    virtual void operator()(osg::Node* node, osg::NodeVisitor* nv)
178    {
179        osgUtil::CullVisitor* cv = dynamic_cast<osgUtil::CullVisitor*>(nv);
180        if (cv)
181        {
182            const osg::Matrix& MV = cv->getModelViewMatrix();
183            const osg::Matrix R = osg::Matrix::rotate( osg::DegreesToRadians(112.0f), 0.0f,0.0f,1.0f)*
184                                  osg::Matrix::rotate( osg::DegreesToRadians(90.0f), 1.0f,0.0f,0.0f);
185
186            osg::Quat q;
187            MV.get(q);
188            const osg::Matrix C = osg::Matrix::rotate( q.inverse() );
189
190            _texMat.setMatrix( C*R );
191        }
192
193        traverse(node,nv);
194    }
195
196    osg::TexMat& _texMat;
197};
198
199
200class MoveEarthySkyWithEyePointTransform : public osg::Transform
201{
202public:
203    /** Get the transformation matrix which moves from local coords to world coords.*/
204    virtual bool computeLocalToWorldMatrix(osg::Matrix& matrix,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,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 MoveEarthySkyWithEyePointTransform;
268    transform->setCullingActive(false);
269    transform->addChild(geode);
270
271    osg::ClearNode* clearNode = new osg::ClearNode;
272//  clearNode->setRequiresClear(false);
273    clearNode->setCullCallback(new TexMatCallback(*tm));
274    clearNode->addChild(transform);
275
276    return clearNode;
277}
278
279
280
281
282osg::Node* addRefractStateSet(osg::Node* node)
283{
284    osg::StateSet* stateset = new osg::StateSet();
285
286    osg::TextureCubeMap* reflectmap = readCubeMap();
287    stateset->setTextureAttributeAndModes( 0, reflectmap, osg::StateAttribute::ON | osg::StateAttribute::OVERRIDE );
288    stateset->setTextureAttributeAndModes( 1, reflectmap, osg::StateAttribute::ON | osg::StateAttribute::OVERRIDE );
289   
290    osg::TexMat* texMat = new osg::TexMat;
291    stateset->setTextureAttribute(0, texMat);
292
293    // ---------------------------------------------------
294    // Vertex Program
295    // ---------------------------------------------------
296    osg::VertexProgram* vp = new osg::VertexProgram();
297    vp->setVertexProgram( vpstr );
298    vp->setProgramLocalParameter( 0, osg::Vec4( fresnel, fresnel, fresnel, 1.0f ) );
299    vp->setProgramLocalParameter( 1, osg::Vec4( refract, refract*refract, 0.0f, 0.0f ) );
300    stateset->setAttributeAndModes( vp, osg::StateAttribute::ON | osg::StateAttribute::OVERRIDE );
301
302    // ---------------------------------------------------
303    // fragment = refraction*(1-fresnel) + reflection*fresnel
304    // T0 = texture unit 0, refraction map
305    // T1 = texture unit 1, reflection map
306    // C.rgb = primary color, water color
307    // C.a   = primary color, fresnel factor
308    // Cp    = result from previous texture environment
309    // ---------------------------------------------------
310
311    // REPLACE function: Arg0
312    // = T0
313    osg::TexEnvCombine *te0 = new osg::TexEnvCombine;   
314    te0->setCombine_RGB(osg::TexEnvCombine::REPLACE);
315    te0->setSource0_RGB(osg::TexEnvCombine::TEXTURE0);
316    te0->setOperand0_RGB(osg::TexEnvCombine::SRC_COLOR);
317   
318    // INTERPOLATE function: Arg0 * (Arg2) + Arg1 * (1-Arg2)
319    // = T1 * C0.a + Cp * (1-C0.a)
320    osg::TexEnvCombine *te1 = new osg::TexEnvCombine;   
321
322    // rgb = Cp + Ct
323    te1->setCombine_RGB(osg::TexEnvCombine::INTERPOLATE);
324    te1->setSource0_RGB(osg::TexEnvCombine::TEXTURE1);
325    te1->setOperand0_RGB(osg::TexEnvCombine::SRC_COLOR);
326    te1->setSource1_RGB(osg::TexEnvCombine::PREVIOUS);
327    te1->setOperand1_RGB(osg::TexEnvCombine::SRC_COLOR);
328    te1->setSource2_RGB(osg::TexEnvCombine::PRIMARY_COLOR);
329    te1->setOperand2_RGB(osg::TexEnvCombine::SRC_COLOR);
330
331    stateset->setTextureAttributeAndModes(0, te0, osg::StateAttribute::ON | osg::StateAttribute::OVERRIDE);
332    stateset->setTextureAttributeAndModes(1, te1, osg::StateAttribute::ON | osg::StateAttribute::OVERRIDE);
333
334    osg::Group* group = new osg::Group;
335    group->addChild(node);
336    group->setCullCallback(new TexMatCallback(*texMat));
337    group->setStateSet( stateset );
338   
339    return group;
340}
341
342
343int main(int argc, char *argv[])
344{
345    // use an ArgumentParser object to manage the program arguments.
346    osg::ArgumentParser arguments(&argc,argv);
347
348    // set up the usage document, in case we need to print out how to use this program.
349    arguments.getApplicationUsage()->setDescription(arguments.getApplicationName()+" is the example which demonstrate support for ARB_vertex_program.");
350    arguments.getApplicationUsage()->setCommandLineUsage(arguments.getApplicationName()+" [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();
408
409    // now check to see if vertex program is supported.
410    for(unsigned int contextID = 0;
411        contextID<viewer.getDisplaySettings()->getMaxNumberOfGraphicsContexts();
412        ++contextID)
413    {
414        osg::VertexProgram::Extensions* vpExt = osg::VertexProgram::getExtensions(contextID,false);
415        if (vpExt)
416        {
417            if (!vpExt->isVertexProgramSupported())
418            {
419                std::cout<<"Warning: ARB_vertex_program not supported by OpenGL drivers, unable to run application."<<std::endl;
420                return 1;
421            }
422        }
423    }
424
425    while( !viewer.done() )
426    {
427        // wait for all cull and draw threads to complete.
428        viewer.sync();
429
430        // update the scene by traversing it with the the update visitor which will
431        // call all node update callbacks and animations.
432        viewer.update();
433         
434        // fire off the cull and draw traversals of the scene.
435        viewer.frame();
436       
437    }
438   
439    // wait for all cull and draw threads to complete before exit.
440    viewer.sync();
441
442    return 0;
443}
Note: See TracBrowser for help on using the browser.