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