src/OpenGl/OpenGl_Context.hxx

   1 // Created on: 2012-01-26
   2 // Created by: Kirill GAVRILOV
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   4 //
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   8 // the terms of the GNU Lesser General Public License version 2.1 as published
   9 // by the Free Software Foundation, with special exception defined in the file
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  11 // distribution for complete text of the license and disclaimer of any warranty.
  12 //
  13 // Alternatively, this file may be used under the terms of Open CASCADE
  14 // commercial license or contractual agreement.
  15
  16 #ifndef _OpenGl_Context_H__
  17 #define _OpenGl_Context_H__
  18
  19 #include <Aspect_Handle.hxx>
  20 #include <Aspect_HatchStyle.hxx>
  21 #include <Aspect_Drawable.hxx>
  22 #include <Aspect_Display.hxx>
  23 #include <Aspect_RenderingContext.hxx>
  24 #include <Aspect_TypeOfLine.hxx>
  25 #include <NCollection_DataMap.hxx>
  26 #include <Graphic3d_DiagnosticInfo.hxx>
  27 #include <NCollection_Map.hxx>
  28 #include <NCollection_Handle.hxx>
  29 #include <NCollection_List.hxx>
  30 #include <Message.hxx>
  31 #include <OpenGl_Caps.hxx>
  32 #include <OpenGl_LineAttributes.hxx>
  33 #include <OpenGl_MatrixState.hxx>
  34 #include <OpenGl_Vec.hxx>
  35 #include <OpenGl_Resource.hxx>
  36 #include <Standard_Transient.hxx>
  37 #include <TColStd_IndexedDataMapOfStringString.hxx>
  38 #include <TColStd_PackedMapOfInteger.hxx>
  39 #include <OpenGl_Clipping.hxx>
  40 #include <OpenGl_GlCore11.hxx>
  41 #include <OpenGl_ShaderProgram.hxx>
  42
  43 #include <NCollection_Shared.hxx>
  44
  45 //! Forward declarations
  46 #if defined(__APPLE__)
  47   #import <TargetConditionals.h>
  48   #if defined(TARGET_OS_IPHONE) && TARGET_OS_IPHONE
  49     #ifdef __OBJC__
  50       @class EAGLContext;
  51     #else
  52       struct EAGLContext;
  53     #endif
  54   #else
  55     #ifdef __OBJC__
  56       @class NSOpenGLContext;
  57     #else
  58       struct NSOpenGLContext;
  59     #endif
  60   #endif
  61 #endif
  62
  63 struct OpenGl_GlFunctions;
  64 struct OpenGl_ArbTBO;
  65 struct OpenGl_ArbIns;
  66 struct OpenGl_ArbDbg;
  67 struct OpenGl_ArbFBO;
  68 struct OpenGl_ArbFBOBlit;
  69 struct OpenGl_ExtGS;
  70 struct OpenGl_ArbTexBindless;
  71
  72 template<typename theBaseClass_t> struct OpenGl_TmplCore12;
  73 typedef OpenGl_TmplCore12<OpenGl_GlCore11>     OpenGl_GlCore12;
  74 typedef OpenGl_TmplCore12<OpenGl_GlCore11Fwd>  OpenGl_GlCore12Fwd;
  75
  76 struct OpenGl_GlCore13;
  77 struct OpenGl_GlCore13Fwd;
  78
  79 template<typename theBaseClass_t> struct OpenGl_TmplCore14;
  80 typedef OpenGl_TmplCore14<OpenGl_GlCore13>     OpenGl_GlCore14;
  81 typedef OpenGl_TmplCore14<OpenGl_GlCore13Fwd>  OpenGl_GlCore14Fwd;
  82
  83 template<typename theBaseClass_t> struct OpenGl_TmplCore15;
  84 typedef OpenGl_TmplCore15<OpenGl_GlCore14>     OpenGl_GlCore15;
  85 typedef OpenGl_TmplCore15<OpenGl_GlCore14Fwd>  OpenGl_GlCore15Fwd;
  86
  87 template<typename theBaseClass_t> struct OpenGl_TmplCore20;
  88 typedef OpenGl_TmplCore20<OpenGl_GlCore15>     OpenGl_GlCore20;
  89 typedef OpenGl_TmplCore20<OpenGl_GlCore15Fwd>  OpenGl_GlCore20Fwd;
  90
  91 template<typename theBaseClass_t> struct OpenGl_TmplCore21;
  92 typedef OpenGl_TmplCore21<OpenGl_GlCore20>     OpenGl_GlCore21;
  93 typedef OpenGl_TmplCore21<OpenGl_GlCore20Fwd>  OpenGl_GlCore21Fwd;
  94
  95 template<typename theBaseClass_t> struct OpenGl_TmplCore30;
  96 typedef OpenGl_TmplCore30<OpenGl_GlCore21>     OpenGl_GlCore30;
  97 typedef OpenGl_TmplCore30<OpenGl_GlCore21Fwd>  OpenGl_GlCore30Fwd;
  98
  99 template<typename theBaseClass_t> struct OpenGl_TmplCore31;
 100 typedef OpenGl_TmplCore31<OpenGl_GlCore30>     OpenGl_GlCore31Back;
 101 typedef OpenGl_TmplCore31<OpenGl_GlCore30Fwd>  OpenGl_GlCore31;
 102
 103 template<typename theBaseClass_t> struct OpenGl_TmplCore32;
 104 typedef OpenGl_TmplCore32<OpenGl_GlCore31Back> OpenGl_GlCore32Back;
 105 typedef OpenGl_TmplCore32<OpenGl_GlCore31>     OpenGl_GlCore32;
 106
 107 template<typename theBaseClass_t> struct OpenGl_TmplCore33;
 108 typedef OpenGl_TmplCore33<OpenGl_GlCore32Back> OpenGl_GlCore33Back;
 109 typedef OpenGl_TmplCore33<OpenGl_GlCore32>     OpenGl_GlCore33;
 110
 111 template<typename theBaseClass_t> struct OpenGl_TmplCore40;
 112 typedef OpenGl_TmplCore40<OpenGl_GlCore33Back> OpenGl_GlCore40Back;
 113 typedef OpenGl_TmplCore40<OpenGl_GlCore33>     OpenGl_GlCore40;
 114
 115 template<typename theBaseClass_t> struct OpenGl_TmplCore41;
 116 typedef OpenGl_TmplCore41<OpenGl_GlCore40Back> OpenGl_GlCore41Back;
 117 typedef OpenGl_TmplCore41<OpenGl_GlCore40>     OpenGl_GlCore41;
 118
 119 template<typename theBaseClass_t> struct OpenGl_TmplCore42;
 120 typedef OpenGl_TmplCore42<OpenGl_GlCore41Back> OpenGl_GlCore42Back;
 121 typedef OpenGl_TmplCore42<OpenGl_GlCore41>     OpenGl_GlCore42;
 122
 123 template<typename theBaseClass_t> struct OpenGl_TmplCore43;
 124 typedef OpenGl_TmplCore43<OpenGl_GlCore42Back> OpenGl_GlCore43Back;
 125 typedef OpenGl_TmplCore43<OpenGl_GlCore42>     OpenGl_GlCore43;
 126
 127 template<typename theBaseClass_t> struct OpenGl_TmplCore44;
 128 typedef OpenGl_TmplCore44<OpenGl_GlCore43Back> OpenGl_GlCore44Back;
 129 typedef OpenGl_TmplCore44<OpenGl_GlCore43>     OpenGl_GlCore44;
 130
 131 class OpenGl_ShaderManager;
 132 class OpenGl_Sampler;
 133 class OpenGl_FrameBuffer;
 134 class OpenGl_AspectFace;
 135
 136 class OpenGl_Context;
 137 DEFINE_STANDARD_HANDLE(OpenGl_Context, Standard_Transient)
 138
 139 //! This class generalize access to the GL context and available extensions.
 140 //!
 141 //! Functions related to specific OpenGL version or extension are grouped into structures which can be accessed as fields of this class.
 142 //! The most simple way to check that required functionality is available - is NULL check for the group:
 143 //! @code
 144 //!   if (myContext->core20 != NULL)
 145 //!   {
 146 //!     myGlProgram = myContext->core20->glCreateProgram();
 147 //!     .. do more stuff ..
 148 //!   }
 149 //!   else
 150 //!   {
 151 //!     .. compatibility with outdated configurations ..
 152 //!   }
 153 //! @endcode
 154 //!
 155 //! Current implementation provide access to OpenGL core functionality up to 4.4 version (core12, core13, core14, core15, fields core20)
 156 //! as well as several extensions (arbTBO, arbFBO, etc.).
 157 //!
 158 //! OpenGL context might be initialized in Core Profile. In this case deprecated functionality become unavailable.
 159 //! To make code easily adaptable to wide range of OpenGL versions, function sets related to each version has two kinds of suffixes:
 160 //!  - "back" for version 3.2+.
 161 //!     Represents function set for Backward-Compatible Profile.
 162 //!     Function sets without this suffix represents core profile.
 163 //!  - "fwd"  for version 3.0-.
 164 //!     Represents non-deprecated function set of earlier OpenGL versions, which are still available within OpenGL 3.2 Core Profile.
 165 //!     Function sets without this suffix represents complete list of functions related to specific OpenGL version.
 166 //!
 167 //! To select which core** function set should be used in specific case:
 168 //!  - Determine the minimal OpenGL version required for implemented functionality and use it to access all functions.
 169 //!    For example, if algorithm requires OpenGL 2.1+, it is better to write core20fwd->glEnable() rather than core11fwd->glEnable() for uniformity.
 170 //!  - If functionality will work within Core Profile, use function sets with appropriate suffix.
 171 //!  - Validate minimal requirements at initialization/creation time and omit checks within code where algorithm should be already initialized.
 172 //!    Properly escape code incompatible with Core Profile. The simplest way to check Core Profile is "if (core11 == NULL)".
 173 //!
 174 //! Simplified extensions classification:
 175 //!  - prefixed with NV, AMD, ATI are vendor-specific (however may be provided by other vendors in some cases);
 176 //!  - prefixed with EXT are accepted by 2+ vendors;
 177 //!  - prefixed with ARB are accepted by Architecture Review Board and are candidates
 178 //!    for inclusion into GL core functionality.
 179 //! Some functionality can be represented in several extensions simultaneously.
 180 //! In this case developer should be careful because different specification may differ
 181 //! in aspects (like enumeration values and error-handling).
 182 //!
 183 //! Notice that some systems provide mechanisms to simultaneously incorporate with GL contexts with different capabilities.
 184 //! For this reason OpenGl_Context should be initialized and used for each GL context independently.
 185 class OpenGl_Context : public Standard_Transient
 186 {
 187 public:
 188
 189   //! Function for getting power of to number larger or equal to input number.
 190   //! @param theNumber    number to 'power of two'
 191   //! @param theThreshold upper threshold
 192   //! @return power of two number
 193   inline static Standard_Integer GetPowerOfTwo (const Standard_Integer theNumber,
 194                                                 const Standard_Integer theThreshold)
 195   {
 196     for (Standard_Integer p2 = 2; p2 <= theThreshold; p2 <<= 1)
 197     {
 198       if (theNumber <= p2)
 199       {
 200         return p2;
 201       }
 202     }
 203     return theThreshold;
 204   }
 205
 206 public:
 207
 208   //! Empty constructor. You should call Init() to perform initialization with bound GL context.
 209   Standard_EXPORT OpenGl_Context (const Handle(OpenGl_Caps)& theCaps = NULL);
 210
 211   //! Destructor.
 212   Standard_EXPORT virtual ~OpenGl_Context();
 213
 214   //! Release all resources, including shared ones
 215   Standard_EXPORT void forcedRelease();
 216
 217   //! Share GL context resources.
 218   //! theShareCtx - handle to context to retrieve handles to shared resources.
 219   Standard_EXPORT void Share (const Handle(OpenGl_Context)& theShareCtx);
 220
 221   //! Initialize class from currently bound OpenGL context. Method should be called only once.
 222   //! @return false if no GL context is bound to the current thread
 223   Standard_EXPORT Standard_Boolean Init (const Standard_Boolean theIsCoreProfile = Standard_False);
 224
 225   //! @return true if this context is valid (has been initialized)
 226   inline Standard_Boolean IsValid() const
 227   {
 228     return myIsInitialized;
 229   }
 230
 231 #if defined(HAVE_EGL)
 232   //! Initialize class from specified surface and rendering context. Method should be called only once.
 233   //! @return false if OpenGL context can not be bound to specified surface
 234   Standard_EXPORT Standard_Boolean Init (const Aspect_Drawable         theEglSurface,
 235                                          const Aspect_Display          theEglDisplay,
 236                                          const Aspect_RenderingContext theEglContext,
 237                                          const Standard_Boolean        theIsCoreProfile = Standard_False);
 238 #elif defined(_WIN32)
 239   //! Initialize class from specified window and rendering context. Method should be called only once.
 240   //! @return false if OpenGL context can not be bound to specified window
 241   Standard_EXPORT Standard_Boolean Init (const Aspect_Handle           theWindow,
 242                                          const Aspect_Handle           theWindowDC,
 243                                          const Aspect_RenderingContext theGContext,
 244                                          const Standard_Boolean        theIsCoreProfile = Standard_False);
 245
 246   //! @return the window handle (HWND) currently bound to this OpenGL context
 247   inline Aspect_Handle Window() const
 248   {
 249     return myWindow;
 250   }
 251
 252 #elif defined(__APPLE__) && !defined(MACOSX_USE_GLX)
 253   #if defined(TARGET_OS_IPHONE) && TARGET_OS_IPHONE
 254
 255   //! Initialize class from specified OpenGL ES context (EAGLContext). Method should be called only once.
 256   Standard_EXPORT Standard_Boolean Init (EAGLContext*                  theGContext,
 257                                          const Standard_Boolean        theIsCoreProfile = Standard_False);
 258   #else
 259
 260   //! Initialize class from specified OpenGL context (NSOpenGLContext). Method should be called only once.
 261   Standard_EXPORT Standard_Boolean Init (NSOpenGLContext*              theGContext,
 262                                          const Standard_Boolean        theIsCoreProfile = Standard_False);
 263   #endif
 264 #else
 265
 266   //! Initialize class from specified window and rendering context. Method should be called only once.
 267   //! @return false if OpenGL context can not be bound to specified window
 268   Standard_EXPORT Standard_Boolean Init (const Aspect_Drawable         theWindow,
 269                                          const Aspect_Display          theDisplay,
 270                                          const Aspect_RenderingContext theGContext,
 271                                          const Standard_Boolean        theIsCoreProfile = Standard_False);
 272
 273   //! @return the window handle (GLXDrawable) currently bound to this OpenGL context
 274   inline Aspect_Drawable Window() const
 275   {
 276     return myWindow;
 277   }
 278 #endif
 279
 280   //! Read OpenGL version information from active context.
 281   Standard_EXPORT static void ReadGlVersion (Standard_Integer& theGlVerMajor,
 282                                              Standard_Integer& theGlVerMinor);
 283
 284   //! Check if theExtName extension is supported by active GL context.
 285   Standard_EXPORT Standard_Boolean CheckExtension (const char* theExtName) const;
 286
 287   //! Check if theExtName extension is in extensions string.
 288   Standard_EXPORT static Standard_Boolean CheckExtension (const char* theExtString,
 289                                                           const char* theExtName);
 290
 291   //! Auxiliary template to retrieve GL function pointer.
 292   //! Pointer to function retrieved from library is statically casted
 293   //! to requested type - there no way to check real signature of exported function.
 294   //! The context should be bound before call.
 295   template <typename FuncType_t>
 296   Standard_Boolean FindProc (const char* theFuncName,
 297                              FuncType_t& theFuncPtr)
 298   {
 299     theFuncPtr = (FuncType_t )findProc (theFuncName);
 300     return (theFuncPtr != NULL);
 301   }
 302
 303   //! @return true if detected GL version is greater or equal to requested one.
 304   inline Standard_Boolean IsGlGreaterEqual (const Standard_Integer theVerMajor,
 305                                             const Standard_Integer theVerMinor) const
 306   {
 307     return (myGlVerMajor >  theVerMajor)
 308         || (myGlVerMajor == theVerMajor && myGlVerMinor >= theVerMinor);
 309   }
 310
 311   //! Return cached GL version major number.
 312   Standard_Integer VersionMajor() const { return myGlVerMajor; }
 313
 314   //! Return cached GL version minor number.
 315   Standard_Integer VersionMinor() const { return myGlVerMinor; }
 316
 317   //! Access entire map of loaded OpenGL functions.
 318   const OpenGl_GlFunctions* Functions() const { return myFuncs.operator->(); }
 319
 320   //! Clean up errors stack for this GL context (glGetError() in loop).
 321   Standard_EXPORT void ResetErrors (const bool theToPrintErrors = false);
 322
 323   //! This method uses system-dependent API to retrieve information
 324   //! about GL context bound to the current thread.
 325   //! @return true if current thread is bound to this GL context
 326   Standard_EXPORT Standard_Boolean IsCurrent() const;
 327
 328   //! Activates current context.
 329   //! Class should be initialized with appropriate info.
 330   Standard_EXPORT Standard_Boolean MakeCurrent();
 331
 332   //! Swap front/back buffers for this GL context (should be activated before!).
 333   Standard_EXPORT void SwapBuffers();
 334
 335   //! Setup swap interval (VSync).
 336   Standard_EXPORT Standard_Boolean SetSwapInterval (const Standard_Integer theInterval);
 337
 338   //! Return true if active mode is GL_RENDER (cached state)
 339   Standard_Boolean IsRender() const
 340   {
 341   #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
 342     return myRenderMode == GL_RENDER;
 343   #else
 344     return Standard_True;
 345   #endif
 346   }
 347
 348   //! Return true if active mode is GL_FEEDBACK (cached state)
 349   Standard_Boolean IsFeedback() const
 350   {
 351   #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
 352     return myRenderMode == GL_FEEDBACK;
 353   #else
 354     return Standard_False;
 355   #endif
 356   }
 357
 358   //! This function retrieves information from GL about free GPU memory that is:
 359   //!  - OS-dependent. On some OS it is per-process and on others - for entire system.
 360   //!  - Vendor-dependent. Currently available only on NVIDIA and AMD/ATi drivers only.
 361   //!  - Numbers meaning may vary.
 362   //! You should use this info only for diagnostics purposes.
 363   //! @return free GPU dedicated memory in bytes.
 364   Standard_EXPORT Standard_Size AvailableMemory() const;
 365
 366   //! This function retrieves information from GL about GPU memory
 367   //! and contains more vendor-specific values than AvailableMemory().
 368   Standard_EXPORT TCollection_AsciiString MemoryInfo() const;
 369
 370   //! This function retrieves information from GL about GPU memory.
 371   Standard_EXPORT void MemoryInfo (TColStd_IndexedDataMapOfStringString& theDict) const;
 372
 373   //! Fill in the dictionary with OpenGL info.
 374   //! Should be called with bound context.
 375   Standard_EXPORT void DiagnosticInformation (TColStd_IndexedDataMapOfStringString& theDict,
 376                                               Graphic3d_DiagnosticInfo theFlags) const;
 377
 378   //! Access shared resource by its name.
 379   //! @param  theKey - unique identifier;
 380   //! @return handle to shared resource or NULL.
 381   Standard_EXPORT const Handle(OpenGl_Resource)& GetResource (const TCollection_AsciiString& theKey) const;
 382
 383   //! Access shared resource by its name.
 384   //! @param  theKey   - unique identifier;
 385   //! @param  theValue - handle to fill;
 386   //! @return true if resource was shared.
 387   template<typename TheHandleType>
 388   Standard_Boolean GetResource (const TCollection_AsciiString& theKey,
 389                                 TheHandleType&                 theValue) const
 390   {
 391     const Handle(OpenGl_Resource)& aResource = GetResource (theKey);
 392     if (aResource.IsNull())
 393     {
 394       return Standard_False;
 395     }
 396
 397     theValue = TheHandleType::DownCast (aResource);
 398     return !theValue.IsNull();
 399   }
 400
 401   //! Register shared resource.
 402   //! Notice that after registration caller shouldn't release it by himself -
 403   //! it will be automatically released on context destruction.
 404   //! @param theKey      - unique identifier, shouldn't be empty;
 405   //! @param theResource - new resource to register, shouldn't be NULL.
 406   Standard_EXPORT Standard_Boolean ShareResource (const TCollection_AsciiString& theKey,
 407                                                   const Handle(OpenGl_Resource)& theResource);
 408
 409   //! Release shared resource.
 410   //! If there are more than one reference to this resource
 411   //! (also used by some other existing object) then call will be ignored.
 412   //! This means that current object itself should nullify handle before this call.
 413   //! Notice that this is unrecommended operation at all and should be used
 414   //! only in case of fat resources to release memory for other needs.
 415   //! @param theKey     unique identifier
 416   //! @param theToDelay postpone release until next redraw call
 417   Standard_EXPORT void ReleaseResource (const TCollection_AsciiString& theKey,
 418                                         const Standard_Boolean         theToDelay = Standard_False);
 419
 420   //! Append resource to queue for delayed clean up.
 421   //! Resources in this queue will be released at next redraw call.
 422   template <class T>
 423   void DelayedRelease (Handle(T)& theResource)
 424   {
 425     myUnusedResources->Prepend (theResource);
 426     theResource.Nullify();
 427   }
 428
 429   //! Clean up the delayed release queue.
 430   Standard_EXPORT void ReleaseDelayed();
 431
 432   //! @return tool for management of clippings within this context.
 433   inline OpenGl_Clipping& ChangeClipping() { return myClippingState; }
 434
 435   //! @return tool for management of clippings within this context.
 436   inline const OpenGl_Clipping& Clipping() const { return myClippingState; }
 437
 438   //! @return tool for management of shader programs within this context.
 439   inline const Handle(OpenGl_ShaderManager)& ShaderManager() const { return myShaderManager; }
 440
 441 public:
 442
 443   //! Either GL_CLAMP_TO_EDGE (1.2+) or GL_CLAMP (1.1).
 444   Standard_Integer TextureWrapClamp() const { return myTexClamp; }
 445
 446   //! @return maximum degree of anisotropy texture filter
 447   Standard_Integer MaxDegreeOfAnisotropy() const { return myAnisoMax; }
 448
 449   //! @return value for GL_MAX_TEXTURE_SIZE
 450   Standard_Integer MaxTextureSize() const { return myMaxTexDim; }
 451
 452   //! @return value for GL_MAX_SAMPLES
 453   Standard_Integer MaxMsaaSamples() const { return myMaxMsaaSamples; }
 454
 455   //! Get maximum number of clip planes supported by OpenGl.
 456   //! This value is implementation dependent. At least 6
 457   //! planes should be supported by OpenGl (see specs).
 458   //! @return value for GL_MAX_CLIP_PLANES
 459   Standard_Integer MaxClipPlanes() const { return myMaxClipPlanes; }
 460
 461   //! Returns true if VBO is supported and permitted.
 462   inline bool ToUseVbo() const
 463   {
 464     return core15fwd != NULL
 465        && !caps->vboDisable;
 466   }
 467
 468   //! @return cached state of GL_NORMALIZE.
 469   Standard_Boolean IsGlNormalizeEnabled() const { return myIsGlNormalizeEnabled; }
 470
 471   //! Sets GL_NORMALIZE enabled or disabled.
 472   //! @return old value of the flag
 473   Standard_EXPORT Standard_Boolean SetGlNormalizeEnabled (Standard_Boolean isEnabled);
 474
 475   //! @return cached state of polygon rasterization mode (glPolygonMode()).
 476   Standard_Integer PolygonMode() const { return myPolygonMode; }
 477
 478   //! Sets polygon rasterization mode (glPolygonMode() function).
 479   //! @return old value of the rasterization mode.
 480   Standard_EXPORT Standard_Integer SetPolygonMode (const Standard_Integer theMode);
 481
 482   //! @return cached enabled state of polygon hatching rasterization.
 483   bool IsPolygonHatchEnabled() const
 484   {
 485     return !myHatchStyles.IsNull() && myHatchStyles->TypeOfHatch() != 0;
 486   }
 487
 488   //! Sets enabled state of polygon hatching rasterization
 489   //! without affecting currently selected hatching pattern.
 490   //! @return previous state of polygon hatching mode.
 491   Standard_EXPORT bool SetPolygonHatchEnabled (const bool theIsEnabled);
 492
 493   //! @return cached state of polygon hatch type.
 494   Standard_Integer PolygonHatchStyle() const
 495   {
 496     return myHatchStyles.IsNull() ? Aspect_HS_SOLID : myHatchStyles->TypeOfHatch();
 497   }
 498
 499   //! Sets polygon hatch pattern.
 500   //! Zero-index value is a default alias for solid filling.
 501   //! @param the type of hatch supported by base implementation of
 502   //! OpenGl_LineAttributes (Aspect_HatchStyle) or the type supported by custom
 503   //! implementation derived from OpenGl_LineAttributes class.
 504   //! @return old type of hatch.
 505   Standard_EXPORT Standard_Integer SetPolygonHatchStyle (const Standard_Integer theStyle);
 506
 507   //! Applies matrix stored in ModelWorldState to OpenGl.
 508   Standard_EXPORT void ApplyModelWorldMatrix();
 509
 510   //! Applies matrix stored in WorldViewState to OpenGl.
 511   Standard_EXPORT void ApplyWorldViewMatrix();
 512
 513   //! Applies combination of matrices stored in ModelWorldState and WorldViewState to OpenGl.
 514   Standard_EXPORT void ApplyModelViewMatrix();
 515
 516   //! Applies matrix stored in ProjectionState to OpenGl.
 517   Standard_EXPORT void ApplyProjectionMatrix();
 518
 519 public:
 520
 521   //! @return messenger instance
 522   inline const Handle(Message_Messenger)& Messenger() const
 523   {
 524     return ::Message::DefaultMessenger();
 525   }
 526
 527   //! Callback for GL_ARB_debug_output extension
 528   //! @param theSource   message source   within GL_DEBUG_SOURCE_   enumeration
 529   //! @param theType     message type     within GL_DEBUG_TYPE_     enumeration
 530   //! @param theId       message ID       within source
 531   //! @param theSeverity message severity within GL_DEBUG_SEVERITY_ enumeration
 532   //! @param theMessage  the message itself
 533   Standard_EXPORT void PushMessage (const unsigned int theSource,
 534                                     const unsigned int theType,
 535                                     const unsigned int theId,
 536                                     const unsigned int theSeverity,
 537                                     const TCollection_ExtendedString& theMessage);
 538
 539   //! Adds a filter for messages with theId and theSource (GL_DEBUG_SOURCE_)
 540   Standard_EXPORT Standard_Boolean ExcludeMessage (const unsigned int theSource,
 541                                                    const unsigned int theId);
 542
 543   //! Removes a filter for messages with theId and theSource (GL_DEBUG_SOURCE_)
 544   Standard_EXPORT Standard_Boolean IncludeMessage (const unsigned int theSource,
 545                                                    const unsigned int theId);
 546
 547   //! @return true if OpenGl context supports left and
 548   //! right rendering buffers.
 549   Standard_Boolean HasStereoBuffers() const
 550   {
 551   #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
 552     return myIsStereoBuffers;
 553   #else
 554     return Standard_False;
 555   #endif
 556   }
 557
 558 public: //! @name methods to alter or retrieve current state
 559
 560   //! Return cached viewport definition (x, y, width, height).
 561   const Standard_Integer* Viewport() const { return myViewport; }
 562
 563   //! Resize the viewport (alias for glViewport).
 564   //! @param theRect viewport definition (x, y, width, height)
 565   Standard_EXPORT void ResizeViewport (const Standard_Integer theRect[4]);
 566
 567   //! Return active read buffer.
 568   Standard_Integer ReadBuffer() { return myReadBuffer; }
 569
 570   //! Switch read buffer, wrapper for ::glReadBuffer().
 571   Standard_EXPORT void SetReadBuffer (const Standard_Integer theReadBuffer);
 572
 573   //! Return active draw buffer.
 574   Standard_Integer DrawBuffer() { return myDrawBuffer; }
 575
 576   //! Switch draw buffer, wrapper for ::glDrawBuffer().
 577   Standard_EXPORT void SetDrawBuffer (const Standard_Integer theDrawBuffer);
 578
 579   //! Switch read/draw buffers.
 580   void SetReadDrawBuffer (const Standard_Integer theBuffer)
 581   {
 582     SetReadBuffer (theBuffer);
 583     SetDrawBuffer (theBuffer);
 584   }
 585
 586   //! Return back face culling state.
 587   bool ToCullBackFaces() const { return myToCullBackFaces; }
 588
 589   //! Enable or disable back face culling (glEnable (GL_CULL_FACE)).
 590   Standard_EXPORT void SetCullBackFaces (bool theToEnable);
 591
 592   //! Fetch OpenGl context state. This class tracks value of several OpenGl
 593   //! state variables. Consulting the cached values is quicker than
 594   //! doing the same via OpenGl API. Call this method if any of the controlled
 595   //! OpenGl state variables has a possibility of being out-of-date.
 596   Standard_EXPORT void FetchState();
 597
 598   //! @return active GLSL program
 599   const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& ActiveProgram() const
 600   {
 601     return myActiveProgram;
 602   }
 603
 604   //! @return OpenGL sampler object used to override default texture parameters
 605   const Handle(OpenGl_Sampler)& TextureSampler()
 606   {
 607     return myTexSampler;
 608   }
 609
 610   //! Bind specified program to current context,
 611   //! or unbind previous one when NULL specified.
 612   //! @return true if some program is bound to context
 613   Standard_EXPORT Standard_Boolean BindProgram (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram);
 614
 615   //! Setup current shading material.
 616   Standard_EXPORT void SetShadingMaterial (const OpenGl_AspectFace* theAspect,
 617                                            const OpenGl_Vec4* theHighlightColor = NULL);
 618
 619   //! Setup current color.
 620   Standard_EXPORT void SetColor4fv (const OpenGl_Vec4& theColor);
 621
 622   //! Setup type of line.
 623   Standard_EXPORT void SetTypeOfLine (const Aspect_TypeOfLine  theType,
 624                                       const Standard_ShortReal theFactor = 1.0f);
 625
 626   //! Setup width of line.
 627   Standard_EXPORT void SetLineWidth (const Standard_ShortReal theWidth);
 628
 629   //! Setup point size.
 630   Standard_EXPORT void SetPointSize (const Standard_ShortReal theSize);
 631
 632   //! Setup point sprite origin using GL_POINT_SPRITE_COORD_ORIGIN state:
 633   //! - GL_UPPER_LEFT when GLSL program is active;
 634   //!   flipping should be handled in GLSL program for compatibility with OpenGL ES
 635   //! - GL_LOWER_LEFT for FFP
 636   Standard_EXPORT void SetPointSpriteOrigin();
 637
 638   //! Setup texture matrix to active GLSL program or to FFP global state using glMatrixMode (GL_TEXTURE).
 639   Standard_EXPORT void SetTextureMatrix (const Handle(Graphic3d_TextureParams)& theParams);
 640
 641   //! Bind default Vertex Array Object
 642   Standard_EXPORT void BindDefaultVao();
 643
 644   //! Default Frame Buffer Object.
 645   const Handle(OpenGl_FrameBuffer)& DefaultFrameBuffer() const
 646   {
 647     return myDefaultFbo;
 648   }
 649
 650   //! Setup new Default Frame Buffer Object and return previously set.
 651   //! This call doesn't change Active FBO!
 652   Standard_EXPORT Handle(OpenGl_FrameBuffer) SetDefaultFrameBuffer (const Handle(OpenGl_FrameBuffer)& theFbo);
 653
 654   //! Return debug context initialization state.
 655   Standard_Boolean IsDebugContext() const
 656   {
 657     return myIsGlDebugCtx;
 658   }
 659
 660   Standard_EXPORT void EnableFeatures() const;
 661
 662   Standard_EXPORT void DisableFeatures() const;
 663
 664   //! Set resolution ratio.
 665   //! Note that this method rounds @theRatio to nearest integer.
 666   void SetResolutionRatio (const Standard_ShortReal theRatio)
 667   {
 668     myResolutionRatio = Max (1.0f, std::floor (theRatio + 0.5f));
 669   }
 670
 671 private:
 672
 673   //! Wrapper to system function to retrieve GL function pointer by name.
 674   Standard_EXPORT void* findProc (const char* theFuncName);
 675
 676   //! Print error if not all functions have been exported by context for reported version.
 677   //! Note that this will never happen when using GLX, since returned functions can not be validated.
 678   //! @param theGlVerMajor the OpenGL major version with missing functions
 679   //! @param theGlVerMinor the OpenGL minor version with missing functions
 680   Standard_EXPORT void checkWrongVersion (const Standard_Integer theGlVerMajor,
 681                                           const Standard_Integer theGlVerMinor);
 682
 683   //! Private initialization function that should be called only once.
 684   Standard_EXPORT void init (const Standard_Boolean theIsCoreProfile);
 685
 686 public: //! @name core profiles
 687
 688   OpenGl_GlCore11*     core11;     //!< OpenGL 1.1 core functionality
 689   OpenGl_GlCore11Fwd*  core11fwd;  //!< OpenGL 1.1 without deprecated entry points
 690   OpenGl_GlCore15*     core15;     //!< OpenGL 1.5 core functionality
 691   OpenGl_GlCore15Fwd*  core15fwd;  //!< OpenGL 1.5 without deprecated entry points
 692   OpenGl_GlCore20*     core20;     //!< OpenGL 2.0 core functionality (includes 1.5)
 693   OpenGl_GlCore20Fwd*  core20fwd;  //!< OpenGL 2.0 without deprecated entry points
 694   OpenGl_GlCore32*     core32;     //!< OpenGL 3.2 core profile
 695   OpenGl_GlCore32Back* core32back; //!< OpenGL 3.2 backward compatibility profile
 696   OpenGl_GlCore33*     core33;     //!< OpenGL 3.3 core profile
 697   OpenGl_GlCore33Back* core33back; //!< OpenGL 3.3 backward compatibility profile
 698   OpenGl_GlCore41*     core41;     //!< OpenGL 4.1 core profile
 699   OpenGl_GlCore41Back* core41back; //!< OpenGL 4.1 backward compatibility profile
 700   OpenGl_GlCore42*     core42;     //!< OpenGL 4.2 core profile
 701   OpenGl_GlCore42Back* core42back; //!< OpenGL 4.2 backward compatibility profile
 702   OpenGl_GlCore43*     core43;     //!< OpenGL 4.3 core profile
 703   OpenGl_GlCore43Back* core43back; //!< OpenGL 4.3 backward compatibility profile
 704   OpenGl_GlCore44*     core44;     //!< OpenGL 4.4 core profile
 705   OpenGl_GlCore44Back* core44back; //!< OpenGL 4.4 backward compatibility profile
 706
 707   Handle(OpenGl_Caps) caps; //!< context options
 708
 709 public: //! @name extensions
 710
 711   Standard_Boolean       hasHighp;       //!< highp in GLSL ES fragment shader is supported
 712   Standard_Boolean       hasUintIndex;   //!< GLuint for index buffer is supported (always available on desktop; on OpenGL ES - since 3.0 or as extension GL_OES_element_index_uint)
 713   Standard_Boolean       hasTexRGBA8;    //!< always available on desktop; on OpenGL ES - since 3.0 or as extension GL_OES_rgb8_rgba8
 714   Standard_Boolean       arbNPTW;        //!< GL_ARB_texture_non_power_of_two
 715   Standard_Boolean       arbTexRG;       //!< GL_ARB_texture_rg
 716   Standard_Boolean       arbTexFloat;    //!< GL_ARB_texture_float (on desktop OpenGL - since 3.0 or as extension GL_ARB_texture_float; on OpenGL ES - since 3.0)
 717   OpenGl_ArbTexBindless* arbTexBindless; //!< GL_ARB_bindless_texture
 718   OpenGl_ArbTBO*         arbTBO;         //!< GL_ARB_texture_buffer_object
 719   Standard_Boolean       arbTboRGB32;    //!< GL_ARB_texture_buffer_object_rgb32 (3-component TBO), in core since 4.0
 720   OpenGl_ArbIns*         arbIns;         //!< GL_ARB_draw_instanced
 721   OpenGl_ArbDbg*         arbDbg;         //!< GL_ARB_debug_output
 722   OpenGl_ArbFBO*         arbFBO;         //!< GL_ARB_framebuffer_object
 723   OpenGl_ArbFBOBlit*     arbFBOBlit;     //!< glBlitFramebuffer function, moved out from OpenGl_ArbFBO structure for compatibility with OpenGL ES 2.0
 724   OpenGl_ExtGS*          extGS;          //!< GL_EXT_geometry_shader4
 725   Standard_Boolean       extBgra;        //!< GL_EXT_bgra or GL_EXT_texture_format_BGRA8888 on OpenGL ES
 726   Standard_Boolean       extAnis;        //!< GL_EXT_texture_filter_anisotropic
 727   Standard_Boolean       extPDS;         //!< GL_EXT_packed_depth_stencil
 728   Standard_Boolean       atiMem;         //!< GL_ATI_meminfo
 729   Standard_Boolean       nvxMem;         //!< GL_NVX_gpu_memory_info
 730
 731 private: // system-dependent fields
 732
 733 #if defined(HAVE_EGL)
 734   Aspect_Drawable         myWindow;   //!< EGL surface                   : EGLSurface
 735   Aspect_Display          myDisplay;  //!< EGL connection to the Display : EGLDisplay
 736   Aspect_RenderingContext myGContext; //!< EGL rendering context         : EGLContext
 737 #elif defined(_WIN32)
 738   Aspect_Handle           myWindow;   //!< window handle (owner of GL context) : HWND
 739   Aspect_Handle           myWindowDC; //!< Device Descriptor handle : HDC
 740   Aspect_RenderingContext myGContext; //!< Rendering Context handle : HGLRC
 741 #elif defined(__APPLE__) && !defined(MACOSX_USE_GLX)
 742   #if defined(TARGET_OS_IPHONE) && TARGET_OS_IPHONE
 743   EAGLContext*            myGContext;    //!< Rendering Context handle
 744   #else
 745   NSOpenGLContext*        myGContext; //!< Rendering Context handle
 746   #endif
 747 #else
 748   Aspect_Drawable         myWindow;   //!< window handle (owner of GL context) : GLXDrawable
 749   Aspect_Display          myDisplay;  //!< connection to the X-server : Display*
 750   Aspect_RenderingContext myGContext; //!< X-GLX rendering context : GLXContext
 751 #endif
 752
 753 private: // context info
 754
 755   typedef NCollection_Shared< NCollection_DataMap<TCollection_AsciiString, Standard_Integer> > OpenGl_DelayReleaseMap;
 756   typedef NCollection_Shared< NCollection_DataMap<TCollection_AsciiString, Handle(OpenGl_Resource)> > OpenGl_ResourcesMap;
 757   typedef NCollection_Shared< NCollection_List<Handle(OpenGl_Resource)> > OpenGl_ResourcesStack;
 758
 759   Handle(OpenGl_ResourcesMap)    mySharedResources; //!< shared resources with unique identification key
 760   Handle(OpenGl_DelayReleaseMap) myDelayed;         //!< shared resources for delayed release
 761   Handle(OpenGl_ResourcesStack)  myUnusedResources; //!< stack of resources for delayed clean up
 762
 763   OpenGl_Clipping myClippingState; //!< state of clip planes
 764
 765   void*            myGlLibHandle;          //!< optional handle to GL library
 766   NCollection_Handle<OpenGl_GlFunctions>
 767                    myFuncs;                //!< mega structure for all GL functions
 768   Standard_Integer myAnisoMax;             //!< maximum level of anisotropy texture filter
 769   Standard_Integer myTexClamp;             //!< either GL_CLAMP_TO_EDGE (1.2+) or GL_CLAMP (1.1)
 770   Standard_Integer myMaxTexDim;            //!< value for GL_MAX_TEXTURE_SIZE
 771   Standard_Integer myMaxClipPlanes;        //!< value for GL_MAX_CLIP_PLANES
 772   Standard_Integer myMaxMsaaSamples;       //!< value for GL_MAX_SAMPLES
 773   Standard_Integer myGlVerMajor;           //!< cached GL version major number
 774   Standard_Integer myGlVerMinor;           //!< cached GL version minor number
 775   Standard_Boolean myIsInitialized;        //!< flag indicates initialization state
 776   Standard_Boolean myIsStereoBuffers;      //!< context supports stereo buffering
 777   Standard_Boolean myIsGlNormalizeEnabled; //!< GL_NORMALIZE flag
 778                                            //!< Used to tell OpenGl that normals should be normalized
 779
 780   Handle(OpenGl_ShaderManager) myShaderManager; //! support object for managing shader programs
 781
 782 private: //! @name fields tracking current state
 783
 784   Handle(OpenGl_ShaderProgram)  myActiveProgram;   //!< currently active GLSL program
 785   Handle(OpenGl_Sampler)        myTexSampler;      //!< currently active sampler object
 786   Handle(OpenGl_FrameBuffer)    myDefaultFbo;      //!< default Frame Buffer Object
 787   Handle(OpenGl_LineAttributes) myHatchStyles;     //!< resource holding predefined hatch styles patterns
 788   Standard_Integer              myViewport[4];     //!< current viewport
 789   Standard_Integer              myPointSpriteOrig; //!< GL_POINT_SPRITE_COORD_ORIGIN state (GL_UPPER_LEFT by default)
 790   Standard_Integer              myRenderMode;      //!< value for active rendering mode
 791   Standard_Integer              myPolygonMode;     //!< currently used polygon rasterization mode (glPolygonMode)
 792   bool                          myToCullBackFaces; //!< back face culling mode enabled state (glIsEnabled (GL_CULL_FACE))
 793   Standard_Integer              myReadBuffer;      //!< current read buffer
 794   Standard_Integer              myDrawBuffer;      //!< current draw buffer
 795   unsigned int                  myDefaultVao;      //!< default Vertex Array Object
 796   Standard_Boolean              myIsGlDebugCtx;    //!< debug context initialization state
 797   TCollection_AsciiString       myVendor;          //!< Graphics Driver's vendor
 798   TColStd_PackedMapOfInteger    myFilters[6];      //!< messages suppressing filter (for sources from GL_DEBUG_SOURCE_API_ARB to GL_DEBUG_SOURCE_OTHER_ARB)
 799   Standard_ShortReal            myResolutionRatio; //!< scaling factor for parameters like text size
 800                                                   //!< to be properly displayed on device (screen / printer)
 801
 802 public:
 803
 804   OpenGl_MatrixState<Standard_ShortReal> ModelWorldState; //!< state of orientation matrix
 805   OpenGl_MatrixState<Standard_ShortReal> WorldViewState;  //!< state of orientation matrix
 806   OpenGl_MatrixState<Standard_ShortReal> ProjectionState; //!< state of projection  matrix
 807
 808 private:
 809
 810   //! Copying allowed only within Handles
 811   OpenGl_Context            (const OpenGl_Context& );
 812   OpenGl_Context& operator= (const OpenGl_Context& );
 813
 814 public:
 815
 816   DEFINE_STANDARD_RTTIEXT(OpenGl_Context,Standard_Transient) // Type definition
 817
 818   friend class OpenGl_Window;
 819
 820 };
 821
 822 #endif // _OpenGl_Context_H__