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         radius(1)
  28 {
  29         depth_buf.set_min_filter(LINEAR);
  30         depth_buf.storage(DEPTH_COMPONENT, size, size, 0);
  31         depth_buf.image(0, DEPTH_COMPONENT, UNSIGNED_BYTE, 0);
  32         depth_buf.parameter(GL_DEPTH_TEXTURE_MODE, GL_LUMINANCE);
  33         depth_buf.parameter(GL_TEXTURE_COMPARE_MODE, GL_COMPARE_R_TO_TEXTURE);
  34         depth_buf.parameter(GL_TEXTURE_COMPARE_FUNC, GL_LEQUAL);
  35         depth_buf.parameter(GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
  36         depth_buf.parameter(GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
  37         fbo.attach(DEPTH_ATTACHMENT, depth_buf, 0);
  38         glDrawBuffer(GL_NONE);
  39         Framebuffer::unbind();
  40         Texture::unbind();
  41 }
  42
  43 void ShadowMap::set_target(const Vector3 &t, float r)
  44 {
  45         target=t;
  46         radius=r;
  47 }
  48
  49 void ShadowMap::prepare()
  50 {
  51         const Vector4 &lpos=light.get_position();
  52         if(lpos.w)
  53                 throw Exception("Non-directional lights not supported at the moment");
  54
  55         float matrix[16];
  56         if(abs(lpos.z)>=abs(lpos.x) && abs(lpos.z)>=abs(lpos.y))
  57         {
  58                 float d=sqrt(lpos.x*lpos.x+lpos.z*lpos.z);
  59                 matrix[0]=lpos.z/d;
  60                 matrix[4]=0;
  61                 matrix[8]=-lpos.x/d;
  62                 matrix[1]=-lpos.x*lpos.y/d;
  63                 matrix[5]=d;
  64                 matrix[9]=-lpos.z*lpos.y/d;
  65         }
  66         else
  67         {
  68                 float d=sqrt(lpos.x*lpos.x+lpos.y*lpos.y);
  69                 matrix[0]=-lpos.y/d;
  70                 matrix[4]=lpos.x/d;
  71                 matrix[8]=0;
  72                 matrix[1]=-lpos.x*lpos.z/d;
  73                 matrix[5]=-lpos.y*lpos.z/d;
  74                 matrix[9]=d;
  75         }
  76
  77         matrix[2]=lpos.x;
  78         matrix[6]=lpos.y;
  79         matrix[10]=lpos.z;
  80
  81         matrix[12]=-(target.x*matrix[0]+target.y*matrix[4]+target.z*matrix[8]);
  82         matrix[13]=-(target.x*matrix[1]+target.y*matrix[5]+target.z*matrix[9]);
  83         matrix[14]=-(target.x*matrix[2]+target.y*matrix[6]+target.z*matrix[10]);
  84         matrix[3]=0;
  85         matrix[7]=0;
  86         matrix[11]=0;
  87         matrix[15]=1;
  88
  89         {
  90                 matrix_mode(PROJECTION);
  91                 push_matrix();
  92                 load_identity();
  93                 ortho(-radius, radius, -radius, radius, -radius, radius);
  94                 matrix_mode(MODELVIEW);
  95                 push_matrix();
  96                 load_matrix(matrix);
  97
  98                 const Framebuffer *old_fbo=Framebuffer::current();
  99                 fbo.bind();
 100                 glViewport(0, 0, size, size);
 101                 glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 102                 scene.render("shadow");
 103
 104                 matrix_mode(PROJECTION);
 105                 pop_matrix();
 106                 matrix_mode(MODELVIEW);
 107                 pop_matrix();
 108                 if(old_fbo)
 109                         old_fbo->bind();
 110                 else
 111                         Framebuffer::unbind();
 112         }
 113
 114         depth_buf.bind_to(3);
 115         float diam=radius*2;
 116         float s_eq[4]={ matrix[0]/diam, matrix[4]/diam, matrix[8]/diam, matrix[12]/diam+0.5 };
 117         float t_eq[4]={ matrix[1]/diam, matrix[5]/diam, matrix[9]/diam, matrix[13]/diam+0.5 };
 118         float r_eq[4]={ -matrix[2]/diam, -matrix[6]/diam, -matrix[10]/diam, 0.5-matrix[14]/diam-4.0/size };
 119         glTexGeni(GL_S, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_EYE_LINEAR);
 120         glTexGenfv(GL_S, GL_EYE_PLANE, s_eq);
 121         enable(GL_TEXTURE_GEN_S);
 122         glTexGeni(GL_T, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_EYE_LINEAR);
 123         glTexGenfv(GL_T, GL_EYE_PLANE, t_eq);
 124         enable(GL_TEXTURE_GEN_T);
 125         glTexGeni(GL_R, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_EYE_LINEAR);
 126         glTexGenfv(GL_R, GL_EYE_PLANE, r_eq);
 127         enable(GL_TEXTURE_GEN_R);
 128
 129         TexUnit::activate(0);
 130 }
 131
 132 void ShadowMap::cleanup()
 133 {
 134         TexUnit::activate(3);
 135         Texture::unbind();
 136         disable(GL_TEXTURE_GEN_S);
 137         disable(GL_TEXTURE_GEN_T);
 138         disable(GL_TEXTURE_GEN_R);
 139         TexUnit::activate(0);
 140 }
 141
 142 } // namespace GL
 143 } // namespace Msp