source/shadowmap.cpp

   1 /* $Id$
   2
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   5 Distributed under the LGPL
   6 */
   7
   8 #include <cmath>
   9 #include <cstdlib>
  10 #include "light.h"
  11 #include "matrix.h"
  12 #include "misc.h"
  13 #include "scene.h"
  14 #include "shadowmap.h"
  15 #include "texunit.h"
  16
  17 using namespace std;
  18
  19 namespace Msp {
  20 namespace GL {
  21
  22 ShadowMap::ShadowMap(unsigned s, const Scene &c, const Light &l):
  23         size(s),
  24         scene(c),
  25         light(l),
  26         unit(3),
  27         radius(1)
  28 {
  29         depth_buf.set_min_filter(LINEAR);
  30         depth_buf.set_compare_enabled(true);
  31         depth_buf.set_compare_func(LEQUAL);
  32         depth_buf.set_wrap(CLAMP_TO_EDGE);
  33         depth_buf.storage(DEPTH_COMPONENT, size, size);
  34         fbo.attach(DEPTH_ATTACHMENT, depth_buf, 0);
  35 }
  36
  37 void ShadowMap::set_target(const Vector3 &t, float r)
  38 {
  39         target = t;
  40         radius = r;
  41 }
  42
  43 void ShadowMap::set_texture_unit(unsigned u)
  44 {
  45         unit = u;
  46 }
  47
  48 void ShadowMap::prepare()
  49 {
  50         Vector4 lpos = light.get_position();
  51         if(lpos.w)
  52         {
  53                 /* XXX Not really proper way to support positional lights, but good
  54                 enough when the light source is far away */
  55                 lpos.x -= target.x;
  56                 lpos.y -= target.y;
  57                 lpos.z -= target.z;
  58                 float d = sqrt(lpos.x*lpos.x+lpos.y*lpos.y+lpos.z*lpos.z);
  59                 lpos.x /= d;
  60                 lpos.y /= d;
  61                 lpos.z /= d;
  62         }
  63
  64         float matrix[16];
  65         if(abs(lpos.z)>=abs(lpos.x) && abs(lpos.z)>=abs(lpos.y))
  66         {
  67                 float d = sqrt(lpos.x*lpos.x+lpos.z*lpos.z);
  68                 matrix[0] = lpos.z/d;
  69                 matrix[4] = 0;
  70                 matrix[8] = -lpos.x/d;
  71                 matrix[1] = -lpos.x*lpos.y/d;
  72                 matrix[5] = d;
  73                 matrix[9] = -lpos.z*lpos.y/d;
  74         }
  75         else
  76         {
  77                 float d = sqrt(lpos.x*lpos.x+lpos.y*lpos.y);
  78                 matrix[0] = -lpos.y/d;
  79                 matrix[4] = lpos.x/d;
  80                 matrix[8] = 0;
  81                 matrix[1] = -lpos.x*lpos.z/d;
  82                 matrix[5] = -lpos.y*lpos.z/d;
  83                 matrix[9] = d;
  84         }
  85
  86         matrix[2] = lpos.x;
  87         matrix[6] = lpos.y;
  88         matrix[10] = lpos.z;
  89
  90         matrix[12] = -(target.x*matrix[0]+target.y*matrix[4]+target.z*matrix[8]);
  91         matrix[13] = -(target.x*matrix[1]+target.y*matrix[5]+target.z*matrix[9]);
  92         matrix[14] = -(target.x*matrix[2]+target.y*matrix[6]+target.z*matrix[10]);
  93         matrix[3] = 0;
  94         matrix[7] = 0;
  95         matrix[11] = 0;
  96         matrix[15] = 1;
  97
  98         {
  99                 MatrixStack::Push push_mv(MatrixStack::modelview());
 100                 MatrixStack::Push push_proj(MatrixStack::projection());
 101
 102                 MatrixStack::projection() = Matrix::ortho(-radius, radius, -radius, radius, -radius, radius);
 103                 MatrixStack::modelview() = matrix;
 104
 105                 Bind bind_fbo(fbo, true);
 106                 fbo.clear(DEPTH_BUFFER_BIT);
 107                 scene.render("shadow");
 108         }
 109
 110         depth_buf.bind_to(unit);
 111         float diam = radius*2;
 112         float s_eq[4] = { matrix[0]/diam, matrix[4]/diam, matrix[8]/diam, matrix[12]/diam+0.5 };
 113         float t_eq[4] = { matrix[1]/diam, matrix[5]/diam, matrix[9]/diam, matrix[13]/diam+0.5 };
 114         float r_eq[4] = { -matrix[2]/diam, -matrix[6]/diam, -matrix[10]/diam, 0.5-matrix[14]/diam-4.0/size };
 115         glTexGeni(GL_S, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_EYE_LINEAR);
 116         glTexGenfv(GL_S, GL_EYE_PLANE, s_eq);
 117         enable(GL_TEXTURE_GEN_S);
 118         glTexGeni(GL_T, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_EYE_LINEAR);
 119         glTexGenfv(GL_T, GL_EYE_PLANE, t_eq);
 120         enable(GL_TEXTURE_GEN_T);
 121         glTexGeni(GL_R, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_EYE_LINEAR);
 122         glTexGenfv(GL_R, GL_EYE_PLANE, r_eq);
 123         enable(GL_TEXTURE_GEN_R);
 124
 125         TexUnit::activate(0);
 126 }
 127
 128 void ShadowMap::cleanup()
 129 {
 130         Texture::unbind_from(unit);
 131         disable(GL_TEXTURE_GEN_S);
 132         disable(GL_TEXTURE_GEN_T);
 133         disable(GL_TEXTURE_GEN_R);
 134         TexUnit::activate(0);
 135 }
 136
 137 } // namespace GL
 138 } // namespace Msp