extra/model-viewer/model-viewer.factor

   1 ! Copyright (C) 2010 Erik Charlebois
   2 ! See http://factorcode.org/license.txt for BSD license.
   3 USING: accessors alien.c-types arrays classes.struct combinators
   4 combinators.short-circuit game.loop game.worlds gpu gpu.buffers
   5 gpu.util.wasd gpu.framebuffers gpu.render gpu.shaders gpu.state
   6 gpu.textures gpu.util grouping http.client images images.loader
   7 io io.encodings.ascii io.files io.files.temp kernel locals math
   8 math.matrices math.vectors.simd math.parser math.vectors
   9 method-chains namespaces sequences splitting threads ui ui.gadgets
  10 ui.gadgets.worlds ui.pixel-formats specialized-arrays
  11 specialized-vectors literals fry xml
  12 xml.traversal sequences.deep destructors math.bitwise opengl.gl
  13 game.models.obj game.models.loader game.models.collada ;
  14 FROM: alien.c-types => float ;
  15 SPECIALIZED-ARRAY: float
  16 SPECIALIZED-VECTOR: uint
  17 IN: model-viewer
  18
  19 GLSL-SHADER: model-vertex-shader vertex-shader
  20 uniform mat4 mv_matrix, p_matrix;
  21 uniform vec3 light_position;
  22
  23 attribute vec3 POSITION;
  24 attribute vec3 NORMAL;
  25 attribute vec2 TEXCOORD;
  26
  27 varying vec2 texit;
  28 varying vec3 norm;
  29
  30 void main()
  31 {
  32     vec4 position = mv_matrix * vec4(POSITION, 1.0);
  33     gl_Position = p_matrix * position;
  34     texit = TEXCOORD;
  35     norm = NORMAL;
  36 }
  37 ;
  38
  39 GLSL-SHADER: model-fragment-shader fragment-shader
  40 varying vec2 texit;
  41 varying vec3 norm;
  42 void main()
  43 {
  44     gl_FragColor = vec4(texit, 0, 1) + vec4(norm, 1);
  45 }
  46 ;
  47
  48 GLSL-PROGRAM: model-program
  49     model-vertex-shader model-fragment-shader ;
  50
  51 GLSL-SHADER: debug-vertex-shader vertex-shader
  52 uniform mat4 mv_matrix, p_matrix;
  53 uniform vec3 light_position;
  54
  55 attribute vec3 POSITION;
  56 attribute vec3 COLOR;
  57 varying vec4 color;
  58
  59 void main()
  60 {
  61     gl_Position = p_matrix * mv_matrix * vec4(POSITION, 1.0);
  62     color = vec4(COLOR, 1);
  63 }
  64 ;
  65
  66 GLSL-SHADER: debug-fragment-shader fragment-shader
  67 varying vec4 color;
  68 void main()
  69 {
  70     gl_FragColor = color;
  71 }
  72 ;
  73
  74 GLSL-PROGRAM: debug-program debug-vertex-shader debug-fragment-shader ;
  75
  76 UNIFORM-TUPLE: model-uniforms < mvp-uniforms
  77     { "light-position" vec3-uniform  f } ;
  78
  79 TUPLE: model-state
  80     models
  81     vertex-arrays
  82     index-vectors ;
  83
  84 TUPLE: model-world < wasd-world
  85     { model-state model-state } ;
  86
  87 VERTEX-FORMAT: model-vertex
  88     { "POSITION"   float-components 3 f }
  89     { "NORMAL" float-components 3 f }
  90     { "TEXCOORD" float-components 2 f } ;
  91
  92 VERTEX-FORMAT: debug-vertex
  93     { "POSITION" float-components 3 f }
  94     { "COLOR"    float-components 3 f } ;
  95
  96 TUPLE: vbo vertex-buffer index-buffer index-count vertex-format ;
  97
  98 : <model-buffers> ( models -- buffers )
  99     [
 100         {
 101             [ attribute-buffer>> underlying>> static-upload draw-usage vertex-buffer byte-array>buffer ]
 102             [ index-buffer>> underlying>> static-upload draw-usage index-buffer byte-array>buffer ]
 103             [ index-buffer>> length ]
 104             [ vertex-format>> ]
 105         } cleave vbo boa
 106     ] map ;
 107
 108 : fill-model-state ( model-state -- )
 109     dup models>> <model-buffers>
 110     [
 111         [
 112             [ vertex-buffer>> model-program <program-instance> ]
 113             [ vertex-format>> ] bi buffer>vertex-array
 114         ] map >>vertex-arrays drop
 115     ]
 116     [
 117         [
 118             [ index-buffer>> ] [ index-count>> ] bi
 119             '[ _ 0 <buffer-ptr> _ uint-indexes <index-elements> ] call
 120         ] map >>index-vectors drop
 121     ] 2bi ;
 122
 123 : model-files ( -- files )
 124     { "C:/Users/erikc/Downloads/test2.dae"
 125       "C:/Users/erikc/Downloads/Sponza.obj" } ;
 126
 127 : <model-state> ( -- model-state )
 128     model-state new
 129     model-files [ load-models ] [ append ] map-reduce >>models ;
 130
 131 M: model-world begin-game-world
 132     init-gpu
 133     { 0.0 0.0 2.0 } 0 0 set-wasd-view
 134     <model-state> [ fill-model-state drop ] [ >>model-state drop ] 2bi ;
 135
 136 : <model-uniforms> ( world -- uniforms )
 137     [ wasd-mv-matrix ] [ wasd-p-matrix ] bi
 138     { -10000.0 10000.0 10000.0 } ! light position
 139     model-uniforms boa ;
 140
 141 : draw-line ( world from to color -- )
 142     [ 3 head ] tri@ dup -rot append -rot append swap append >float-array
 143     underlying>> stream-upload draw-usage vertex-buffer byte-array>buffer
 144     debug-program <program-instance> debug-vertex buffer>vertex-array
 145
 146     { 0 1 } >uint-array stream-upload draw-usage index-buffer byte-array>buffer
 147     2 '[ _ 0 <buffer-ptr> _ uint-indexes <index-elements> ] call
 148
 149     rot <model-uniforms>
 150
 151     {
 152         { "primitive-mode"     [ 3drop lines-mode ] }
 153         { "uniforms"           [ nip nip ] }
 154         { "vertex-array"       [ drop drop ] }
 155         { "indexes"            [ drop nip ] }
 156     } 3<render-set> render ;
 157
 158 : draw-lines ( world lines -- )
 159     3 <groups> [ first3 draw-line ] with each ; inline
 160
 161 : draw-axes ( world -- )
 162     { { 0 0 0 } { 1 0 0 } { 1 0 0 }
 163       { 0 0 0 } { 0 1 0 } { 0 1 0 }
 164       { 0 0 0 } { 0 0 1 } { 0 0 1 } } draw-lines ;
 165
 166 : draw-model ( world -- )
 167     0 0 0 0 glClearColor
 168     1 glClearDepth
 169     HEX: ffffffff glClearStencil
 170     { GL_COLOR_BUFFER_BIT GL_DEPTH_BUFFER_BIT GL_STENCIL_BUFFER_BIT } flags glClear
 171
 172     [
 173         triangle-fill dup t <triangle-state> set-gpu-state
 174         face-ccw cull-back <triangle-cull-state> set-gpu-state
 175
 176         cmp-less <depth-state> set-gpu-state
 177         [ model-state>> vertex-arrays>> ]
 178         [ model-state>> index-vectors>> ]
 179         [ <model-uniforms> ]
 180         tri
 181         [
 182             {
 183                 { "primitive-mode"     [ 3drop triangles-mode ] }
 184                 { "uniforms"           [ nip nip ] }
 185                 { "vertex-array"       [ drop drop ] }
 186                 { "indexes"            [ drop nip ] }
 187             } 3<render-set> render
 188         ] curry 2each
 189     ]
 190     [
 191         cmp-always <depth-state> set-gpu-state
 192         draw-axes
 193     ]
 194     bi ;
 195
 196 M: model-world draw-world*
 197     draw-model ;
 198
 199 M: model-world wasd-movement-speed drop 1/4. ;
 200 M: model-world wasd-near-plane drop 1/32. ;
 201 M: model-world wasd-far-plane drop 1024.0 ;
 202
 203 GAME: model-viewer {
 204         { world-class model-world }
 205         { title "Model Viewer" }
 206         { pixel-format-attributes { windowed double-buffered } }
 207         { grab-input? t }
 208         { use-game-input? t }
 209         { pref-dim { 1024 768 } }
 210         { tick-interval-micros $[ 60 fps ] }
 211     } ;