source/light.h

   1 #ifndef MSP_GL_LIGHT_H_
   2 #define MSP_GL_LIGHT_H_
   3
   4 #include <vector>
   5 #include <msp/datafile/objectloader.h>
   6 #include "color.h"
   7 #include "placeable.h"
   8
   9 namespace Msp {
  10 namespace GL {
  11
  12 class Matrix;
  13 class ProgramData;
  14
  15 /**
  16 Stores properties of a single light source.  Lights can be directional, point
  17 lights or spotlights.  No explicit type parameter is provided; rather the
  18 other parameters determine what kind of light it is.  If the fourth component
  19 of position is zero, it's a directional light.  Otherwise, if the spot cutoff
  20 is not 180 degrees, it's a spotlight.  Otherwise it's an omnidirectional point
  21 light.
  22
  23 Lights are usually grouped with a Lighting object, which can be used in a
  24 Pipeline::Pass.
  25
  26 Lights do not cast shadows by themselves.  See ShadowMap for that.
  27 */
  28 class Light: public Placeable
  29 {
  30 public:
  31         class Loader: public DataFile::ObjectLoader<Light>
  32         {
  33         public:
  34                 Loader(Light &);
  35
  36         private:
  37                 void attenuation(float, float, float);
  38                 void diffuse(float, float, float);
  39                 void position(float, float, float, float);
  40                 void specular(float, float, float);
  41                 void spot_direction(float, float, float);
  42                 void spot_exponent(float);
  43                 void spot_cutoff(float);
  44         };
  45
  46 private:
  47         enum ParameterMask
  48         {
  49                 DIFFUSE = 1,
  50                 SPECULAR = 2,
  51                 POSITION = 4,
  52                 SPOT_DIR = 8,
  53                 SPOT_EXP = 16,
  54                 SPOT_CUTOFF = 32,
  55                 ATTENUATION = 64
  56         };
  57
  58         Color diffuse;
  59         Color specular;
  60         Vector4 position;
  61         Vector3 spot_dir;
  62         Vector3 direction;
  63         float spot_exp;
  64         Geometry::Angle<float> spot_cutoff;
  65         float attenuation[3];
  66
  67 public:
  68         Light();
  69         ~Light();
  70
  71 private:
  72         void update_parameter(int, int = -1) const;
  73         void update_matrix();
  74
  75 public:
  76         /** Sets the diffuse (direction-independent) color of the Light.  Provided
  77         to shaders with the name light_sources[i].diffuse. */
  78         void set_diffuse(const Color &c);
  79
  80         /** Sets the specular (direction-dependent) color of the Light.  Provided to
  81         shaders with the name light_sources[i].specular. */
  82         void set_specular(const Color &c);
  83
  84         const Color &get_diffuse() const { return diffuse; }
  85         const Color &get_specular() const { return specular; }
  86
  87         /** Sets the postion and orientation of the Light from a matrix.  Negative Z
  88         axis is used as the spot direction, other axes are ignored. */
  89         virtual void set_matrix(const Matrix &);
  90
  91         /** Sets the position of the Light.  For a directional light, set the xyz
  92         components to a vector pointing towards the light and the w component to 0. */
  93         void set_position(const Vector4 &);
  94
  95         const Vector4 &get_position() const { return position; }
  96
  97         /** Sets the direction of a spotlight.  Has no effect if spotlight cutoff is
  98         not set. */
  99         void set_spot_direction(const Vector3 &);
 100
 101         /** Sets the angular falloff exponent of the spotlight.  Must be >= 0. */
 102         void set_spot_exponent(float);
 103
 104         /// Deprecated.
 105         void set_spot_cutoff(float);
 106
 107         /** Sets the cutoff angle of a spotlight.  Beyond this angle from its axis
 108         the spotlight provides no illumination.  Must be between 0 and 90 degrees,
 109         or exactly 180 degrees to indicate a non-spotlight. */
 110         void set_spot_cutoff(const Geometry::Angle<float> &);
 111
 112         /** Disables spotlight, reverting to an omnidirectional point light.
 113         Equivalent to setting the spot cutoff to 180 degrees. */
 114         void disable_spot_cutoff();
 115
 116         const Vector3 &get_spot_direction() const { return spot_dir; }
 117         float get_spot_exponent() const { return spot_exp; }
 118         const Geometry::Angle<float> &get_spot_cutoff() const { return spot_cutoff; }
 119         void set_attenuation(float, float, float);
 120         const float *get_attenuation() const { return attenuation; }
 121
 122         /** Updates a ProgramData object with the uniforms for the Light.  A view
 123         matrix and light source index must be passed in. */
 124         void update_shader_data(ProgramData &, const Matrix &, unsigned) const;
 125
 126         void bind() const { return bind_to(0); }
 127         void bind_to(unsigned) const;
 128
 129         static const Light *current(unsigned = 0);
 130         static void unbind() { return unbind_from(0); }
 131         static void unbind_from(unsigned);
 132 };
 133
 134 } // namespace GL
 135 } // namespace Msp
 136
 137 #endif