source/shadowmap.cpp

   1 #include <cmath>
   2 #include <cstdlib>
   3 #include "light.h"
   4 #include "matrix.h"
   5 #include "misc.h"
   6 #include "renderer.h"
   7 #include "scene.h"
   8 #include "shadowmap.h"
   9 #include "texgen.h"
  10 #include "texunit.h"
  11
  12 using namespace std;
  13
  14 namespace Msp {
  15 namespace GL {
  16
  17 ShadowMap::ShadowMap(unsigned s, const Renderable &r, const Light &l):
  18         Effect(r),
  19         size(s),
  20         light(l),
  21         radius(1),
  22         depth_bias(4)
  23 {
  24         depth_buf.set_min_filter(LINEAR);
  25         depth_buf.set_compare_enabled(true);
  26         depth_buf.set_compare_func(LEQUAL);
  27         depth_buf.set_wrap(CLAMP_TO_EDGE);
  28         depth_buf.storage(DEPTH_COMPONENT, size, size);
  29         fbo.attach(DEPTH_ATTACHMENT, depth_buf, 0);
  30
  31         set_darkness(0.7);
  32         set_texture_unit(3);
  33 }
  34
  35 void ShadowMap::set_target(const Vector3 &t, float r)
  36 {
  37         target = t;
  38         radius = r;
  39 }
  40
  41 void ShadowMap::set_darkness(float d)
  42 {
  43         if(d<0.0f || d>1.0f)
  44                 throw invalid_argument("ShadowMap::set_darkness");
  45
  46         shdata.uniform("shadow_darkness", d);
  47 }
  48
  49 void ShadowMap::set_depth_bias(float b)
  50 {
  51         if(b<0.0f)
  52                 throw invalid_argument("ShadowMap::set_depth_bias");
  53
  54         depth_bias = b;
  55 }
  56
  57 void ShadowMap::set_texture_unit(unsigned u)
  58 {
  59         unit = u;
  60
  61         int i = unit;
  62         shdata.uniform("shadow", i);
  63         shdata.uniform("shadow_unit", i);
  64 }
  65
  66 void ShadowMap::render(Renderer &renderer, const Tag &tag) const
  67 {
  68         if(!enabled_passes.count(tag))
  69                 return renderer.render(renderable, tag);
  70
  71         Vector4 lpos = light.get_position();
  72         if(lpos.w)
  73         {
  74                 /* XXX Not really proper way to support positional lights, but good
  75                 enough when the light source is far away */
  76                 lpos.x -= target.x;
  77                 lpos.y -= target.y;
  78                 lpos.z -= target.z;
  79                 float d = sqrt(lpos.x*lpos.x+lpos.y*lpos.y+lpos.z*lpos.z);
  80                 lpos.x /= d;
  81                 lpos.y /= d;
  82                 lpos.z /= d;
  83         }
  84
  85         float matrix[16];
  86         if(abs(lpos.z)>=abs(lpos.x) && abs(lpos.z)>=abs(lpos.y))
  87         {
  88                 float d = sqrt(lpos.x*lpos.x+lpos.z*lpos.z);
  89                 matrix[0] = lpos.z/d;
  90                 matrix[4] = 0;
  91                 matrix[8] = -lpos.x/d;
  92                 matrix[1] = -lpos.x*lpos.y/d;
  93                 matrix[5] = d;
  94                 matrix[9] = -lpos.z*lpos.y/d;
  95         }
  96         else
  97         {
  98                 float d = sqrt(lpos.x*lpos.x+lpos.y*lpos.y);
  99                 matrix[0] = -lpos.y/d;
 100                 matrix[4] = lpos.x/d;
 101                 matrix[8] = 0;
 102                 matrix[1] = -lpos.x*lpos.z/d;
 103                 matrix[5] = -lpos.y*lpos.z/d;
 104                 matrix[9] = d;
 105         }
 106
 107         matrix[2] = lpos.x;
 108         matrix[6] = lpos.y;
 109         matrix[10] = lpos.z;
 110
 111         matrix[12] = -(target.x*matrix[0]+target.y*matrix[4]+target.z*matrix[8]);
 112         matrix[13] = -(target.x*matrix[1]+target.y*matrix[5]+target.z*matrix[9]);
 113         matrix[14] = -(target.x*matrix[2]+target.y*matrix[6]+target.z*matrix[10]);
 114         matrix[3] = 0;
 115         matrix[7] = 0;
 116         matrix[11] = 0;
 117         matrix[15] = 1;
 118
 119         renderer.escape();
 120
 121         {
 122                 MatrixStack::Push push_mv(MatrixStack::modelview());
 123                 MatrixStack::Push push_proj(MatrixStack::projection());
 124
 125                 MatrixStack::projection() = Matrix::ortho(-radius, radius, -radius, radius, -radius, radius);
 126                 MatrixStack::modelview() = matrix;
 127
 128                 Bind bind_fbo(fbo, true);
 129                 fbo.clear(DEPTH_BUFFER_BIT);
 130                 renderable.render("shadow");
 131         }
 132
 133         // Has side effect of changing the current unit
 134         depth_buf.bind_to(unit);
 135         float diam = radius*2;
 136         TexGen tg_s, tg_t, tg_r;
 137         tg_s.set_plane(Vector4(matrix[0]/diam, matrix[4]/diam, matrix[8]/diam, matrix[12]/diam+0.5f));
 138         tg_t.set_plane(Vector4(matrix[1]/diam, matrix[5]/diam, matrix[9]/diam, matrix[13]/diam+0.5f));
 139         tg_r.set_plane(Vector4(-matrix[2]/diam, -matrix[6]/diam, -matrix[10]/diam, 0.5f-matrix[14]/diam-depth_bias/size));
 140         tg_s.bind_to(SCOORD);
 141         tg_t.bind_to(TCOORD);
 142         tg_r.bind_to(RCOORD);
 143         TexUnit::activate(0);
 144
 145         Renderer::Push _push_rend(renderer);
 146         renderer.add_shader_data(shdata);
 147         renderer.render(renderable, tag);
 148
 149         Texture::unbind_from(unit);
 150         TexGen::unbind_from(SCOORD);
 151         TexGen::unbind_from(TCOORD);
 152         TexGen::unbind_from(RCOORD);
 153         TexUnit::activate(0);
 154 }
 155
 156 } // namespace GL
 157 } // namespace Msp