source/shadowmap.cpp

   1 /* $Id$
   2
   3 This file is part of libmspgl
   4 Copyright © 2009  Mikko Rasa, Mikkosoft Productions
   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 "projection.h"
  14 #include "scene.h"
  15 #include "shadowmap.h"
  16 #include "texunit.h"
  17
  18 using namespace std;
  19
  20 namespace Msp {
  21 namespace GL {
  22
  23 ShadowMap::ShadowMap(unsigned s, const Scene &c, const Light &l):
  24         size(s),
  25         scene(c),
  26         light(l),
  27         unit(3),
  28         radius(1)
  29 {
  30         depth_buf.set_min_filter(LINEAR);
  31         depth_buf.set_compare_enabled(true);
  32         depth_buf.set_compare_func(LEQUAL);
  33         depth_buf.set_wrap(CLAMP_TO_EDGE);
  34         depth_buf.storage(DEPTH_COMPONENT, size, size, 0);
  35         depth_buf.image(0, DEPTH_COMPONENT, UNSIGNED_BYTE, 0);
  36         fbo.attach(DEPTH_ATTACHMENT, depth_buf, 0);
  37         draw_buffer(NO_BUFFER);
  38         Framebuffer::unbind();
  39 }
  40
  41 void ShadowMap::set_target(const Vector3 &t, float r)
  42 {
  43         target = t;
  44         radius = r;
  45 }
  46
  47 void ShadowMap::set_texture_unit(unsigned u)
  48 {
  49         unit = u;
  50 }
  51
  52 void ShadowMap::prepare()
  53 {
  54         Vector4 lpos = light.get_position();
  55         if(lpos.w)
  56         {
  57                 /* XXX Not really proper way to support positional lights, but good
  58                 enough when the light source is far away */
  59                 lpos.x -= target.x;
  60                 lpos.y -= target.y;
  61                 lpos.z -= target.z;
  62                 float d = sqrt(lpos.x*lpos.x+lpos.y*lpos.y+lpos.z*lpos.z);
  63                 lpos.x /= d;
  64                 lpos.y /= d;
  65                 lpos.z /= d;
  66         }
  67
  68         float matrix[16];
  69         if(abs(lpos.z)>=abs(lpos.x) && abs(lpos.z)>=abs(lpos.y))
  70         {
  71                 float d = sqrt(lpos.x*lpos.x+lpos.z*lpos.z);
  72                 matrix[0] = lpos.z/d;
  73                 matrix[4] = 0;
  74                 matrix[8] = -lpos.x/d;
  75                 matrix[1] = -lpos.x*lpos.y/d;
  76                 matrix[5] = d;
  77                 matrix[9] = -lpos.z*lpos.y/d;
  78         }
  79         else
  80         {
  81                 float d = sqrt(lpos.x*lpos.x+lpos.y*lpos.y);
  82                 matrix[0] = -lpos.y/d;
  83                 matrix[4] = lpos.x/d;
  84                 matrix[8] = 0;
  85                 matrix[1] = -lpos.x*lpos.z/d;
  86                 matrix[5] = -lpos.y*lpos.z/d;
  87                 matrix[9] = d;
  88         }
  89
  90         matrix[2] = lpos.x;
  91         matrix[6] = lpos.y;
  92         matrix[10] = lpos.z;
  93
  94         matrix[12] = -(target.x*matrix[0]+target.y*matrix[4]+target.z*matrix[8]);
  95         matrix[13] = -(target.x*matrix[1]+target.y*matrix[5]+target.z*matrix[9]);
  96         matrix[14] = -(target.x*matrix[2]+target.y*matrix[6]+target.z*matrix[10]);
  97         matrix[3] = 0;
  98         matrix[7] = 0;
  99         matrix[11] = 0;
 100         matrix[15] = 1;
 101
 102         {
 103                 matrix_mode(PROJECTION);
 104                 push_matrix();
 105                 load_identity();
 106                 ortho(-radius, radius, -radius, radius, -radius, radius);
 107                 matrix_mode(MODELVIEW);
 108                 push_matrix();
 109                 load_matrix(matrix);
 110
 111                 const Framebuffer *old_fbo = Framebuffer::current();
 112                 fbo.bind();
 113                 clear(DEPTH_BUFFER_BIT);
 114                 scene.render("shadow");
 115
 116                 matrix_mode(PROJECTION);
 117                 pop_matrix();
 118                 matrix_mode(MODELVIEW);
 119                 pop_matrix();
 120                 if(old_fbo)
 121                         old_fbo->bind();
 122                 else
 123                         Framebuffer::unbind();
 124         }
 125
 126         depth_buf.bind_to(unit);
 127         float diam = radius*2;
 128         float s_eq[4] = { matrix[0]/diam, matrix[4]/diam, matrix[8]/diam, matrix[12]/diam+0.5 };
 129         float t_eq[4] = { matrix[1]/diam, matrix[5]/diam, matrix[9]/diam, matrix[13]/diam+0.5 };
 130         float r_eq[4] = { -matrix[2]/diam, -matrix[6]/diam, -matrix[10]/diam, 0.5-matrix[14]/diam-4.0/size };
 131         glTexGeni(GL_S, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_EYE_LINEAR);
 132         glTexGenfv(GL_S, GL_EYE_PLANE, s_eq);
 133         enable(GL_TEXTURE_GEN_S);
 134         glTexGeni(GL_T, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_EYE_LINEAR);
 135         glTexGenfv(GL_T, GL_EYE_PLANE, t_eq);
 136         enable(GL_TEXTURE_GEN_T);
 137         glTexGeni(GL_R, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_EYE_LINEAR);
 138         glTexGenfv(GL_R, GL_EYE_PLANE, r_eq);
 139         enable(GL_TEXTURE_GEN_R);
 140
 141         TexUnit::activate(0);
 142 }
 143
 144 void ShadowMap::cleanup()
 145 {
 146         Texture::unbind_from(unit);
 147         disable(GL_TEXTURE_GEN_S);
 148         disable(GL_TEXTURE_GEN_T);
 149         disable(GL_TEXTURE_GEN_R);
 150         TexUnit::activate(0);
 151 }
 152
 153 } // namespace GL
 154 } // namespace Msp