src/Graphic3d/Graphic3d_ShaderProgram.hxx

   1 // Created on: 2013-09-20
   2 // Created by: Denis BOGOLEPOV
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   9 // by the Free Software Foundation, with special exception defined in the file
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  12 //
  13 // Alternatively, this file may be used under the terms of Open CASCADE
  14 // commercial license or contractual agreement.
  15
  16 #ifndef _Graphic3d_ShaderProgram_HeaderFile
  17 #define _Graphic3d_ShaderProgram_HeaderFile
  18
  19 #include <Graphic3d_ShaderAttribute.hxx>
  20 #include <Graphic3d_ShaderObject.hxx>
  21 #include <Graphic3d_ShaderVariable.hxx>
  22 #include <Graphic3d_TextureParams.hxx>
  23 #include <NCollection_Sequence.hxx>
  24
  25 //! List of shader objects.
  26 typedef NCollection_Sequence<Handle(Graphic3d_ShaderObject)> Graphic3d_ShaderObjectList;
  27
  28 //! List of custom uniform shader variables.
  29 typedef NCollection_Sequence<Handle(Graphic3d_ShaderVariable)> Graphic3d_ShaderVariableList;
  30
  31 //! List of custom vertex shader attrubures
  32 typedef NCollection_Sequence<Handle(Graphic3d_ShaderAttribute)> Graphic3d_ShaderAttributeList;
  33
  34 //! This class is responsible for managing shader programs.
  35 class Graphic3d_ShaderProgram : public Standard_Transient
  36 {
  37   DEFINE_STANDARD_RTTIEXT(Graphic3d_ShaderProgram, Standard_Transient)
  38 public:
  39
  40   //! Default value of THE_MAX_LIGHTS macros within GLSL program (see Declarations.glsl).
  41   static const Standard_Integer THE_MAX_LIGHTS_DEFAULT = 8;
  42
  43   //! Default value of THE_MAX_CLIP_PLANES macros within GLSL program (see Declarations.glsl).
  44   static const Standard_Integer THE_MAX_CLIP_PLANES_DEFAULT = 8;
  45
  46   //! Default value of THE_NB_FRAG_OUTPUTS macros within GLSL program (see Declarations.glsl).
  47   static const Standard_Integer THE_NB_FRAG_OUTPUTS = 1;
  48
  49 public:
  50
  51   //! Creates new empty program object.
  52   Standard_EXPORT Graphic3d_ShaderProgram();
  53
  54   //! Releases resources of program object.
  55   Standard_EXPORT virtual ~Graphic3d_ShaderProgram();
  56
  57   //! Checks if the program object is valid or not.
  58   Standard_EXPORT virtual Standard_Boolean IsDone() const;
  59
  60   //! Returns unique ID used to manage resource in graphic driver.
  61   const TCollection_AsciiString& GetId() const { return myID; }
  62
  63   //! Returns GLSL header (version code and extensions).
  64   const TCollection_AsciiString& Header() const { return myHeader; }
  65
  66   //! Setup GLSL header containing language version code and used extensions.
  67   //! Will be prepended to the very beginning of the source code.
  68   //! Example:
  69   //! @code
  70   //!   #version 300 es
  71   //!   #extension GL_ARB_bindless_texture : require
  72   //! @endcode
  73   void SetHeader (const TCollection_AsciiString& theHeader) { myHeader = theHeader; }
  74
  75   //! Append line to GLSL header.
  76   void AppendToHeader (const TCollection_AsciiString& theHeaderLine)
  77   {
  78     if (!myHeader.IsEmpty())
  79     {
  80       myHeader += "\n";
  81     }
  82     myHeader += theHeaderLine;
  83   }
  84
  85   //! Return the length of array of light sources (THE_MAX_LIGHTS),
  86   //! to be used for initialization occLightSources.
  87   //! Default value is THE_MAX_LIGHTS_DEFAULT.
  88   Standard_Integer NbLightsMax() const { return myNbLightsMax; }
  89
  90   //! Specify the length of array of light sources (THE_MAX_LIGHTS).
  91   void SetNbLightsMax (Standard_Integer theNbLights) { myNbLightsMax = theNbLights; }
  92
  93   //! Return the length of array of clipping planes (THE_MAX_CLIP_PLANES),
  94   //! to be used for initialization occClipPlaneEquations.
  95   //! Default value is THE_MAX_CLIP_PLANES_DEFAULT.
  96   Standard_Integer NbClipPlanesMax() const { return myNbClipPlanesMax; }
  97
  98   //! Specify the length of array of clipping planes (THE_MAX_CLIP_PLANES).
  99   void SetNbClipPlanesMax (Standard_Integer theNbPlanes) { myNbClipPlanesMax = theNbPlanes; }
 100
 101   //! Attaches shader object to the program object.
 102   Standard_EXPORT Standard_Boolean AttachShader (const Handle(Graphic3d_ShaderObject)& theShader);
 103
 104   //! Detaches shader object from the program object.
 105   Standard_EXPORT Standard_Boolean DetachShader (const Handle(Graphic3d_ShaderObject)& theShader);
 106
 107   //! Returns list of attached shader objects.
 108   const Graphic3d_ShaderObjectList& ShaderObjects() const { return myShaderObjects; }
 109
 110   //! The list of currently pushed but not applied custom uniform variables.
 111   //! This list is automatically cleared after applying to GLSL program.
 112   const Graphic3d_ShaderVariableList& Variables() const { return myVariables; }
 113
 114   //! Return the list of custom vertex attributes.
 115   const Graphic3d_ShaderAttributeList& VertexAttributes() const { return myAttributes; }
 116
 117   //! Assign the list of custom vertex attributes.
 118   //! Should be done before GLSL program initialization.
 119   Standard_EXPORT void SetVertexAttributes (const Graphic3d_ShaderAttributeList& theAttributes);
 120
 121   //! Returns the number (1+) of Fragment Shader outputs to be written to
 122   //! (more than 1 can be in case of multiple draw buffers); 1 by default.
 123   Standard_Integer NbFragmentOutputs() const { return myNbFragOutputs; }
 124
 125   //! Sets the number of Fragment Shader outputs to be written to.
 126   //! Should be done before GLSL program initialization.
 127   void SetNbFragmentOutputs (const Standard_Integer theNbOutputs) { myNbFragOutputs = theNbOutputs; }
 128
 129   //! Return true if Fragment Shader color should output the weighted OIT coverage; FALSE by default.
 130   Standard_Boolean HasWeightOitOutput() const { return myHasWeightOitOutput; }
 131
 132   //! Set if Fragment Shader color should output the weighted OIT coverage.
 133   //! Note that weighted OIT also requires at least 2 Fragment Outputs (color + coverage).
 134   void SetWeightOitOutput (Standard_Boolean theOutput) { myHasWeightOitOutput = theOutput; }
 135
 136   //! Pushes custom uniform variable to the program.
 137   //! The list of pushed variables is automatically cleared after applying to GLSL program.
 138   //! Thus after program recreation even unchanged uniforms should be pushed anew.
 139   template<class T>
 140   Standard_Boolean PushVariable (const TCollection_AsciiString& theName,
 141                                  const T&                       theValue);
 142
 143   //! Removes all custom uniform variables from the program.
 144   Standard_EXPORT void ClearVariables();
 145
 146   //! Pushes float uniform.
 147   Standard_Boolean PushVariableFloat (const TCollection_AsciiString& theName, const float theValue)            { return PushVariable (theName, theValue); }
 148
 149   //! Pushes vec2 uniform.
 150   Standard_Boolean PushVariableVec2  (const TCollection_AsciiString& theName, const Graphic3d_Vec2& theValue)  { return PushVariable (theName, theValue); }
 151
 152   //! Pushes vec3 uniform.
 153   Standard_Boolean PushVariableVec3  (const TCollection_AsciiString& theName, const Graphic3d_Vec3& theValue)  { return PushVariable (theName, theValue); }
 154
 155   //! Pushes vec4 uniform.
 156   Standard_Boolean PushVariableVec4  (const TCollection_AsciiString& theName, const Graphic3d_Vec4& theValue)  { return PushVariable (theName, theValue); }
 157
 158   //! Pushes int uniform.
 159   Standard_Boolean PushVariableInt   (const TCollection_AsciiString& theName, const int theValue)              { return PushVariable (theName, theValue); }
 160
 161   //! Pushes vec2i uniform.
 162   Standard_Boolean PushVariableVec2i (const TCollection_AsciiString& theName, const Graphic3d_Vec2i& theValue) { return PushVariable (theName, theValue); }
 163
 164   //! Pushes vec3i uniform.
 165   Standard_Boolean PushVariableVec3i (const TCollection_AsciiString& theName, const Graphic3d_Vec3i& theValue) { return PushVariable (theName, theValue); }
 166
 167   //! Pushes vec4i uniform.
 168   Standard_Boolean PushVariableVec4i (const TCollection_AsciiString& theName, const Graphic3d_Vec4i& theValue) { return PushVariable (theName, theValue); }
 169
 170 public:
 171
 172   //! The path to GLSL programs determined from CSF_ShadersDirectory or CASROOT environment variables.
 173   //! @return the root folder with default GLSL programs.
 174   Standard_EXPORT static const TCollection_AsciiString& ShadersFolder();
 175
 176 private:
 177
 178   TCollection_AsciiString       myID;            //!< the unique identifier of program object
 179   Graphic3d_ShaderObjectList    myShaderObjects; //!< the list of attached shader objects
 180   Graphic3d_ShaderVariableList  myVariables;     //!< the list of custom uniform variables
 181   Graphic3d_ShaderAttributeList myAttributes;    //!< the list of custom vertex attributes
 182   TCollection_AsciiString       myHeader;        //!< GLSL header with version code and used extensions
 183   Standard_Integer              myNbLightsMax;   //!< length of array of light sources (THE_MAX_LIGHTS)
 184   Standard_Integer              myNbClipPlanesMax; //!< length of array of clipping planes (THE_MAX_CLIP_PLANES)
 185   Standard_Integer              myNbFragOutputs; //!< length of array of Fragment Shader outputs (THE_NB_FRAG_OUTPUTS)
 186   Standard_Boolean              myHasWeightOitOutput; //!< flag indicating that Fragment Shader includes weighted OIT coverage
 187
 188 };
 189
 190 DEFINE_STANDARD_HANDLE (Graphic3d_ShaderProgram, Standard_Transient)
 191
 192 // =======================================================================
 193 // function : PushVariable
 194 // purpose  : Pushes custom uniform variable to the program
 195 // =======================================================================
 196 template<class T> inline
 197 Standard_Boolean Graphic3d_ShaderProgram::PushVariable (const TCollection_AsciiString& theName,
 198                                                         const T& theValue)
 199 {
 200   Handle(Graphic3d_ShaderVariable) aVariable = Graphic3d_ShaderVariable::Create (theName, theValue);
 201   if (aVariable.IsNull() || !aVariable->IsDone())
 202   {
 203     return Standard_False;
 204   }
 205
 206   myVariables.Append (aVariable);
 207   return Standard_True;
 208 }
 209
 210 #endif