0030668: Visualization - revise adding ZLayer API
[occt.git] / src / Graphic3d / Graphic3d_CView.hxx
1 // Copyright (c) 2015 OPEN CASCADE SAS
2 //
3 // This file is part of Open CASCADE Technology software library.
4 //
5 // This library is free software; you can redistribute it and/or modify it under
6 // the terms of the GNU Lesser General Public License version 2.1 as published
7 // by the Free Software Foundation, with special exception defined in the file
8 // OCCT_LGPL_EXCEPTION.txt. Consult the file LICENSE_LGPL_21.txt included in OCCT
9 // distribution for complete text of the license and disclaimer of any warranty.
10 //
11 // Alternatively, this file may be used under the terms of Open CASCADE
12 // commercial license or contractual agreement.
13
14 #ifndef _Graphic3d_CView_HeaderFile
15 #define _Graphic3d_CView_HeaderFile
16
17 #include <Aspect_Handle.hxx>
18 #include <Aspect_RenderingContext.hxx>
19 #include <Aspect_Window.hxx>
20 #include <Graphic3d_BufferType.hxx>
21 #include <Graphic3d_Camera.hxx>
22 #include <Graphic3d_CLight.hxx>
23 #include <Graphic3d_CStructure.hxx>
24 #include <Graphic3d_DataStructureManager.hxx>
25 #include <Graphic3d_DiagnosticInfo.hxx>
26 #include <Graphic3d_GraduatedTrihedron.hxx>
27 #include <Graphic3d_MapOfStructure.hxx>
28 #include <Graphic3d_NMapOfTransient.hxx>
29 #include <Graphic3d_RenderingParams.hxx>
30 #include <Graphic3d_SequenceOfHClipPlane.hxx>
31 #include <Graphic3d_SequenceOfStructure.hxx>
32 #include <Graphic3d_Structure.hxx>
33 #include <Graphic3d_TextureEnv.hxx>
34 #include <Graphic3d_TypeOfAnswer.hxx>
35 #include <Graphic3d_TypeOfBackfacingModel.hxx>
36 #include <Graphic3d_TypeOfShadingModel.hxx>
37 #include <Graphic3d_TypeOfVisualization.hxx>
38 #include <Graphic3d_Vec3.hxx>
39 #include <Graphic3d_ZLayerId.hxx>
40 #include <Graphic3d_ZLayerSettings.hxx>
41 #include <Image_PixMap.hxx>
42 #include <Quantity_NameOfColor.hxx>
43 #include <Standard_Address.hxx>
44 #include <Standard_Transient.hxx>
45 #include <TColStd_IndexedDataMapOfStringString.hxx>
46
47 class Graphic3d_CView;
48 class Graphic3d_GraphicDriver;
49 class Graphic3d_Layer;
50 class Graphic3d_StructureManager;
51
52 DEFINE_STANDARD_HANDLE (Graphic3d_CView, Graphic3d_DataStructureManager)
53
54 //! Base class of a graphical view that carries out rendering process for a concrete
55 //! implementation of graphical driver. Provides virtual interfaces for redrawing its
56 //! contents, management of displayed structures and render settings. The source code 
57 //! of the class itself implements functionality related to management of
58 //! computed (HLR or "view-dependent") structures.
59 class Graphic3d_CView : public Graphic3d_DataStructureManager
60 {
61   friend class Graphic3d_StructureManager;
62   DEFINE_STANDARD_RTTIEXT(Graphic3d_CView, Graphic3d_DataStructureManager)
63 public:
64
65   //! Constructor.
66   Standard_EXPORT Graphic3d_CView (const Handle(Graphic3d_StructureManager)& theMgr);
67
68   //! Destructor.
69   Standard_EXPORT virtual ~Graphic3d_CView();
70
71   //! Returns the identification number of the view.
72   Standard_Integer Identification() const { return myId; }
73
74   //! Activates the view. Maps presentations defined within structure manager onto this view.
75   Standard_EXPORT virtual void Activate();
76
77   //! Deactivates the view. Unmaps presentations defined within structure manager.
78   //! The view in deactivated state will ignore actions on structures such as Display().
79   Standard_EXPORT virtual void Deactivate();
80
81   //! Returns the activity flag of the view.
82   Standard_Boolean IsActive() const { return myIsActive; }
83
84   //! Erases the view and removes from graphic driver.
85   //! No more graphic operations are allowed in this view after the call.
86   Standard_EXPORT virtual void Remove();
87
88   //! Returns true if the view was removed.
89   Standard_Boolean IsRemoved() const { return myIsRemoved; }
90
91   //! Returns camera object of the view.
92   virtual const Handle(Graphic3d_Camera)& Camera() const { return myCamera; }
93
94   //! Sets camera used by the view.
95   virtual void SetCamera (const Handle(Graphic3d_Camera)& theCamera) { myCamera = theCamera; }
96
97 public:
98
99   //! Returns default Shading Model of the view; Graphic3d_TOSM_FRAGMENT by default.
100   Graphic3d_TypeOfShadingModel ShadingModel() const { return myShadingModel; }
101
102   //! Sets default Shading Model of the view.
103   //! Will throw an exception on attempt to set Graphic3d_TOSM_DEFAULT.
104   Standard_EXPORT void SetShadingModel (Graphic3d_TypeOfShadingModel theModel);
105
106   //! Returns visualization type of the view.
107   Graphic3d_TypeOfVisualization VisualizationType() const { return myVisualization; }
108
109   //! Sets visualization type of the view.
110   void SetVisualizationType (const Graphic3d_TypeOfVisualization theType) { myVisualization = theType; }
111
112   //! Switches computed HLR mode in the view
113   Standard_EXPORT void SetComputedMode (const Standard_Boolean theMode);
114
115   //! Returns the computed HLR mode state
116   Standard_Boolean ComputedMode() const { return myIsInComputedMode; }
117
118   //! Computes the new presentation of the structure  displayed in this view with the type Graphic3d_TOS_COMPUTED.
119   Standard_EXPORT void ReCompute (const Handle(Graphic3d_Structure)& theStructure);
120
121   //! Invalidates bounding box of specified ZLayerId.
122   Standard_EXPORT void Update (const Graphic3d_ZLayerId theLayerId = Graphic3d_ZLayerId_UNKNOWN);
123
124   //! Computes the new presentation of the structures displayed in this view with the type Graphic3d_TOS_COMPUTED.
125   Standard_EXPORT void Compute();
126
127   //! Returns Standard_True if one of the structures displayed in the view contains Polygons, Triangles or Quadrangles.
128   Standard_EXPORT Standard_Boolean ContainsFacet() const;
129
130   //! Returns Standard_True if one of the structures in the set contains Polygons, Triangles or Quadrangles.
131   Standard_EXPORT Standard_Boolean ContainsFacet (const Graphic3d_MapOfStructure& theSet) const;
132
133   //! Returns the set of structures displayed in this view.
134   Standard_EXPORT void DisplayedStructures (Graphic3d_MapOfStructure& theStructures) const;
135
136   //! Returns number of displayed structures in the view.
137   virtual Standard_Integer NumberOfDisplayedStructures() const { return myStructsDisplayed.Extent(); }
138
139   //! Returns map of objects hidden within this specific view (not viewer-wise).
140   const Handle(Graphic3d_NMapOfTransient)& HiddenObjects() const { return myHiddenObjects; }
141
142   //! Returns map of objects hidden within this specific view (not viewer-wise).
143   Handle(Graphic3d_NMapOfTransient)& ChangeHiddenObjects() { return myHiddenObjects; }
144
145   //! Returns Standard_True in case if the structure with the given <theStructId> is
146   //! in list of structures to be computed and stores computed struct to <theComputedStruct>.
147   Standard_EXPORT Standard_Boolean IsComputed (const Standard_Integer theStructId,
148                                                Handle(Graphic3d_Structure)& theComputedStruct) const;
149
150   //! Returns the bounding box of all structures displayed in the view.
151   //! If theToIncludeAuxiliary is TRUE, then the boundary box also includes minimum and maximum limits
152   //! of graphical elements forming parts of infinite and other auxiliary structures.
153   //! @param theToIncludeAuxiliary consider also auxiliary presentations (with infinite flag or with trihedron transformation persistence)
154   //! @return computed bounding box
155   Standard_EXPORT virtual Bnd_Box MinMaxValues (const Standard_Boolean theToIncludeAuxiliary = Standard_False) const;
156
157   //! Returns the coordinates of the boundary box of all structures in the set <theSet>.
158   //! If <theToIgnoreInfiniteFlag> is TRUE, then the boundary box
159   //! also includes minimum and maximum limits of graphical elements
160   //! forming parts of infinite structures.
161   Standard_EXPORT Bnd_Box MinMaxValues (const Graphic3d_MapOfStructure& theSet,
162                                         const Standard_Boolean theToIncludeAuxiliary = Standard_False) const;
163
164   //! Returns the structure manager handle which manage structures associated with this view.
165   const Handle(Graphic3d_StructureManager)& StructureManager() const { return myStructureManager; }
166
167 private:
168
169   //! Is it possible to display the structure in the view?
170   Standard_EXPORT Graphic3d_TypeOfAnswer acceptDisplay (const Graphic3d_TypeOfStructure theStructType) const;
171
172   //! Clears the structure in this view.
173   Standard_EXPORT void Clear (Graphic3d_Structure* theStructure,
174                               const Standard_Boolean theWithDestruction);
175
176   //! Connects the structures.
177   Standard_EXPORT void Connect (const Graphic3d_Structure* theMother,
178                                 const Graphic3d_Structure* theDaughter);
179
180   //! Disconnects the structures.
181   Standard_EXPORT void Disconnect (const Graphic3d_Structure* theMother,
182                                    const Graphic3d_Structure* theDaughter);
183
184   //! Displays the structure in the view.
185   Standard_EXPORT void Display (const Handle(Graphic3d_Structure)& theStructure);
186
187   //! Erases the structure from the view.
188   Standard_EXPORT void Erase (const Handle(Graphic3d_Structure)& theStructure);
189
190   //! Highlights the structure in the view.
191   Standard_EXPORT void Highlight (const Handle(Graphic3d_Structure)& theStructure);
192
193   //! Transforms the structure in the view.
194   Standard_EXPORT void SetTransform (const Handle(Graphic3d_Structure)& theStructure,
195                                      const Handle(Geom_Transformation)& theTrsf);
196
197   //! Suppress the highlighting on the structure <AStructure>
198   //! in the view <me>.
199   Standard_EXPORT void UnHighlight (const Handle(Graphic3d_Structure)& theStructure);
200
201   //! Returns an index != 0 if the structure have another structure computed for the view <me>.
202   Standard_EXPORT Standard_Integer IsComputed (const Graphic3d_Structure* theStructure) const;
203
204   Standard_Integer IsComputed (const Handle(Graphic3d_Structure)& theStructure) const { return IsComputed (theStructure.get()); }
205
206   //! Returns true if the structure is displayed in the view.
207   Standard_EXPORT Standard_Boolean IsDisplayed (const Handle(Graphic3d_Structure)& theStructure) const;
208
209   //! Changes the display priority of the structure.
210   Standard_EXPORT void ChangePriority (const Handle(Graphic3d_Structure)& theStructure,
211                                        const Standard_Integer theOldPriority,
212                                        const Standard_Integer theNewPriority);
213
214   //! Change Z layer of already displayed structure in the view.
215   Standard_EXPORT void ChangeZLayer (const Handle(Graphic3d_Structure)& theStructure,
216                                      const Graphic3d_ZLayerId theLayerId);
217
218   //! Returns an index != 0 if the structure have the same owner than another structure
219   //! in the sequence of the computed structures.
220   Standard_EXPORT Standard_Integer HaveTheSameOwner (const Handle(Graphic3d_Structure)& theStructure) const;
221
222 public:
223
224   //! Redraw content of the view.
225   virtual void Redraw() = 0;
226
227   //! Redraw immediate content of the view.
228   virtual void RedrawImmediate() = 0;
229
230   //! Invalidates content of the view but does not redraw it.
231   virtual void Invalidate() = 0;
232
233   //! Return true if view content cache has been invalidated.
234   virtual Standard_Boolean IsInvalidated() = 0;
235
236   //! Handle changing size of the rendering window.
237   virtual void Resized() = 0;
238
239   //! @param theDrawToFrontBuffer Advanced option to modify rendering mode:
240   //! 1. TRUE.  Drawing immediate mode structures directly to the front buffer over the scene image.
241   //! Fast, so preferred for interactive work (used by default).
242   //! However these extra drawings will be missed in image dump since it is performed from back buffer.
243   //! Notice that since no pre-buffering used the V-Sync will be ignored and rendering could be seen
244   //! in run-time (in case of slow hardware) and/or tearing may appear.
245   //! So this is strongly recommended to draw only simple (fast) structures.
246   //! 2. FALSE. Drawing immediate mode structures to the back buffer.
247   //! The complete scene is redrawn first, so this mode is slower if scene contains complex data and/or V-Sync
248   //! is turned on. But it works in any case and is especially useful for view dump because the dump image is read
249   //! from the back buffer.
250   //! @return previous mode.
251   virtual Standard_Boolean SetImmediateModeDrawToFront (const Standard_Boolean theDrawToFrontBuffer) = 0;
252
253   //! Creates and maps rendering window to the view.
254   //! @param theWindow [in] the window.
255   //! @param theContext [in] the rendering context. If NULL the context will be created internally.
256   virtual void SetWindow (const Handle(Aspect_Window)& theWindow,
257                           const Aspect_RenderingContext theContext = NULL) = 0;
258
259   //! Returns the window associated to the view.
260   virtual Handle(Aspect_Window) Window() const = 0;
261
262   //! Returns True if the window associated to the view is defined.
263   virtual Standard_Boolean IsDefined() const = 0;
264
265   //! Dump active rendering buffer into specified memory buffer.
266   virtual Standard_Boolean BufferDump (Image_PixMap& theImage, const Graphic3d_BufferType& theBufferType) = 0;
267
268   //! Marks BVH tree and the set of BVH primitives of correspondent priority list with id theLayerId as outdated.
269   virtual void InvalidateBVHData (const Graphic3d_ZLayerId theLayerId) = 0;
270
271   //! Add a layer to the view.
272   //! @param theNewLayerId [in] id of new layer, should be > 0 (negative values are reserved for default layers).
273   //! @param theSettings   [in] new layer settings
274   //! @param theLayerAfter [in] id of layer to append new layer before
275   virtual void InsertLayerBefore (const Graphic3d_ZLayerId theNewLayerId,
276                                   const Graphic3d_ZLayerSettings& theSettings,
277                                   const Graphic3d_ZLayerId theLayerAfter) = 0;
278
279   //! Add a layer to the view.
280   //! @param theNewLayerId  [in] id of new layer, should be > 0 (negative values are reserved for default layers).
281   //! @param theSettings    [in] new layer settings
282   //! @param theLayerBefore [in] id of layer to append new layer after
283   virtual void InsertLayerAfter (const Graphic3d_ZLayerId theNewLayerId,
284                                  const Graphic3d_ZLayerSettings& theSettings,
285                                  const Graphic3d_ZLayerId theLayerBefore) = 0;
286
287   //! Returns the maximum Z layer ID.
288   //! First layer ID is Graphic3d_ZLayerId_Default, last ID is ZLayerMax().
289   virtual Standard_Integer ZLayerMax() const = 0;
290
291   //! Returns the list of layers.
292   virtual const NCollection_List<Handle(Graphic3d_Layer)>& Layers() const = 0;
293
294   //! Returns layer with given ID or NULL if undefined.
295   virtual Handle(Graphic3d_Layer) Layer (const Graphic3d_ZLayerId theLayerId) const = 0;
296
297   //! Returns the bounding box of all structures displayed in the Z layer.
298   Standard_EXPORT virtual void InvalidateZLayerBoundingBox (const Graphic3d_ZLayerId theLayerId);
299
300   //! Remove Z layer from the specified view. All structures
301   //! displayed at the moment in layer will be displayed in default layer
302   //! ( the bottom-level z layer ). To unset layer ID from associated
303   //! structures use method UnsetZLayer (...).
304   virtual void RemoveZLayer (const Graphic3d_ZLayerId theLayerId) = 0;
305
306   //! Sets the settings for a single Z layer of specified view.
307   virtual void SetZLayerSettings (const Graphic3d_ZLayerId theLayerId,
308                                   const Graphic3d_ZLayerSettings& theSettings) = 0;
309
310   //! Returns zoom-scale factor.
311   Standard_EXPORT Standard_Real ConsiderZoomPersistenceObjects();
312
313   //! Returns pointer to an assigned framebuffer object.
314   virtual Handle(Standard_Transient) FBO() const = 0;
315
316   //! Sets framebuffer object for offscreen rendering.
317   virtual void SetFBO (const Handle(Standard_Transient)& theFbo) = 0;
318
319   //! Generate offscreen FBO in the graphic library.
320   //! If not supported on hardware returns NULL.
321   virtual Handle(Standard_Transient) FBOCreate (const Standard_Integer theWidth,
322                                                 const Standard_Integer theHeight) = 0;
323
324   //! Remove offscreen FBO from the graphic library
325   virtual void FBORelease (Handle(Standard_Transient)& theFbo) = 0;
326
327   //! Read offscreen FBO configuration.
328   virtual void FBOGetDimensions (const Handle(Standard_Transient)& theFbo,
329                                  Standard_Integer& theWidth,
330                                  Standard_Integer& theHeight,
331                                  Standard_Integer& theWidthMax,
332                                  Standard_Integer& theHeightMax) = 0;
333
334   //! Change offscreen FBO viewport.
335   virtual void FBOChangeViewport (const Handle(Standard_Transient)& theFbo,
336                                   const Standard_Integer theWidth,
337                                   const Standard_Integer theHeight) = 0;
338
339 public:
340
341   //! Copy visualization settings from another view.
342   //! Method is used for cloning views in viewer when its required to create view
343   //! with same view properties.
344   Standard_EXPORT virtual void CopySettings (const Handle(Graphic3d_CView)& theOther);
345
346   //! Returns current rendering parameters and effect settings.
347   const Graphic3d_RenderingParams& RenderingParams() const { return myRenderParams; }
348
349   //! Returns reference to current rendering parameters and effect settings.
350   Graphic3d_RenderingParams& ChangeRenderingParams() { return myRenderParams; }
351
352   //! Returns background  fill color.
353   virtual Aspect_Background Background() const { return Aspect_Background (myBgColor.GetRGB()); }
354
355   //! Sets background fill color.
356   virtual void SetBackground (const Aspect_Background& theBackground) { myBgColor.SetRGB (theBackground.Color()); }
357
358   //! Returns gradient background fill colors.
359   virtual Aspect_GradientBackground GradientBackground() const = 0;
360
361   //! Sets gradient background fill colors.
362   virtual void SetGradientBackground (const Aspect_GradientBackground& theBackground) = 0;
363
364   //! Returns background image texture file path.
365   virtual TCollection_AsciiString BackgroundImage() = 0;
366
367   //! Sets background image texture file path.
368   virtual void SetBackgroundImage (const TCollection_AsciiString& theFilePath) = 0;
369
370   //! Returns background image fill style.
371   virtual Aspect_FillMethod BackgroundImageStyle() const = 0;
372
373   //! Sets background image fill style.
374   virtual void SetBackgroundImageStyle (const Aspect_FillMethod theFillStyle) = 0;
375
376   //! Returns environment texture set for the view.
377   virtual Handle(Graphic3d_TextureEnv) TextureEnv() const = 0; 
378
379   //! Sets environment texture for the view.
380   virtual void SetTextureEnv (const Handle(Graphic3d_TextureEnv)& theTextureEnv) = 0;
381
382   //! Return backfacing model used for the view.
383   virtual Graphic3d_TypeOfBackfacingModel BackfacingModel() const = 0;
384
385   //! Sets backfacing model for the view.
386   virtual void SetBackfacingModel (const Graphic3d_TypeOfBackfacingModel theModel) = 0;
387
388   //! Returns list of lights of the view.
389   virtual const Handle(Graphic3d_LightSet)& Lights() const = 0;
390
391   //! Sets list of lights for the view.
392   virtual void SetLights (const Handle(Graphic3d_LightSet)& theLights) = 0;
393
394   //! Returns list of clip planes set for the view.
395   virtual const Handle(Graphic3d_SequenceOfHClipPlane)& ClipPlanes() const = 0;
396
397   //! Sets list of clip planes for the view.
398   virtual void SetClipPlanes (const Handle(Graphic3d_SequenceOfHClipPlane)& thePlanes) = 0;
399
400   //! Fill in the dictionary with diagnostic info.
401   //! Should be called within rendering thread.
402   //!
403   //! This API should be used only for user output or for creating automated reports.
404   //! The format of returned information (e.g. key-value layout)
405   //! is NOT part of this API and can be changed at any time.
406   //! Thus application should not parse returned information to weed out specific parameters.
407   virtual void DiagnosticInformation (TColStd_IndexedDataMapOfStringString& theDict,
408                                       Graphic3d_DiagnosticInfo theFlags) const = 0;
409
410   //! Returns string with statistic performance info.
411   virtual TCollection_AsciiString StatisticInformation() const = 0;
412
413   //! Fills in the dictionary with statistic performance info.
414   virtual void StatisticInformation (TColStd_IndexedDataMapOfStringString& theDict) const = 0;
415
416 public: //! @name obsolete Graduated Trihedron functionality
417
418   //! Returns data of a graduated trihedron
419   virtual const Graphic3d_GraduatedTrihedron& GetGraduatedTrihedron() { return myGTrihedronData; }
420
421   //! Displays Graduated Trihedron.
422   virtual void GraduatedTrihedronDisplay (const Graphic3d_GraduatedTrihedron& theTrihedronData) { (void )theTrihedronData; }
423
424   //! Erases Graduated Trihedron.
425   virtual void GraduatedTrihedronErase() {}
426
427   //! Sets minimum and maximum points of scene bounding box for Graduated Trihedron stored in graphic view object.
428   //! @param theMin [in] the minimum point of scene.
429   //! @param theMax [in] the maximum point of scene.
430   virtual void GraduatedTrihedronMinMaxValues (const Graphic3d_Vec3 theMin, const Graphic3d_Vec3 theMax)
431   {
432     (void )theMin;
433     (void )theMax;
434   }
435
436 private:
437
438   //! Adds the structure to display lists of the view.
439   virtual void displayStructure (const Handle(Graphic3d_CStructure)& theStructure,
440                                  const Standard_Integer thePriority) = 0;
441
442   //! Erases the structure from display lists of the view.
443   virtual void eraseStructure (const Handle(Graphic3d_CStructure)& theStructure) = 0;
444
445   //! Change Z layer of a structure already presented in view.
446   virtual void changeZLayer (const Handle(Graphic3d_CStructure)& theCStructure,
447                              const Graphic3d_ZLayerId theNewLayerId) = 0;
448
449   //! Changes the priority of a structure within its Z layer in the specified view.
450   virtual void changePriority (const Handle(Graphic3d_CStructure)& theCStructure,
451                                const Standard_Integer theNewPriority) = 0;
452
453 protected:
454
455   Standard_Integer myId;
456   Graphic3d_RenderingParams myRenderParams;
457   Quantity_ColorRGBA        myBgColor;
458   Handle(Graphic3d_StructureManager) myStructureManager;
459   Handle(Graphic3d_Camera)  myCamera;
460   Graphic3d_SequenceOfStructure myStructsToCompute;
461   Graphic3d_SequenceOfStructure myStructsComputed;
462   Graphic3d_MapOfStructure myStructsDisplayed;
463   Handle(Graphic3d_NMapOfTransient) myHiddenObjects;
464   Standard_Boolean myIsInComputedMode;
465   Standard_Boolean myIsActive;
466   Standard_Boolean myIsRemoved;
467   Graphic3d_TypeOfShadingModel  myShadingModel;
468   Graphic3d_TypeOfVisualization myVisualization;
469
470 protected:
471
472   Graphic3d_GraduatedTrihedron myGTrihedronData;
473
474 };
475
476 #endif // _Graphic3d_CView_HeaderFile