0027787: Visualization, TKOpenGl - Optimize rendering by additional check whether...
[occt.git] / src / OpenGl / OpenGl_ShaderManager.cxx
index 0298b49..257843c 100644 (file)
@@ -15,6 +15,7 @@
 
 #include <typeinfo>
 
+#include <Graphic3d_TextureParams.hxx>
 #include <OpenGl_AspectFace.hxx>
 #include <OpenGl_AspectLine.hxx>
 #include <OpenGl_AspectMarker.hxx>
 #include <OpenGl_ShaderProgram.hxx>
 #include <OpenGl_Workspace.hxx>
 
-IMPLEMENT_STANDARD_HANDLE (OpenGl_SetOfShaderPrograms, Standard_Transient)
-IMPLEMENT_STANDARD_RTTIEXT(OpenGl_SetOfShaderPrograms, Standard_Transient)
+#include <TCollection_ExtendedString.hxx>
 
-IMPLEMENT_STANDARD_HANDLE (OpenGl_ShaderManager, Standard_Transient)
-IMPLEMENT_STANDARD_RTTIEXT(OpenGl_ShaderManager, Standard_Transient)
+IMPLEMENT_STANDARD_RTTIEXT(OpenGl_ShaderManager,Standard_Transient)
 
 namespace
 {
 
+  //! Clipping planes limit (see the same definition in Declarations.glsl).
+  static const Standard_Size THE_MAX_CLIP_PLANES = 8;
+
 #define EOL "\n"
 
+//! Definition of TexCoord varying.
+const char THE_VARY_TexCoord_OUT[] =
+  EOL"THE_SHADER_OUT vec4 TexCoord;";
+const char THE_VARY_TexCoord_IN[] =
+  EOL"THE_SHADER_IN  vec4 TexCoord;";
+//! Compute TexCoord value in Vertex Shader
+const char THE_VARY_TexCoord_Trsf[] =
+  EOL"  float aRotSin = occTextureTrsf_RotationSin();"
+  EOL"  float aRotCos = occTextureTrsf_RotationCos();"
+  EOL"  vec2  aTex2   = (occTexCoord.xy + occTextureTrsf_Translation()) * occTextureTrsf_Scale();"
+  EOL"  vec2  aCopy   = aTex2;"
+  EOL"  aTex2.x = aCopy.x * aRotCos - aCopy.y * aRotSin;"
+  EOL"  aTex2.y = aCopy.x * aRotSin + aCopy.y * aRotCos;"
+  EOL"  TexCoord = vec4(aTex2, occTexCoord.zw);";
+
+//! Auxiliary function to flip gl_PointCoord vertically
+#define THE_VEC2_glPointCoord "vec2 (gl_PointCoord.x, 1.0 - gl_PointCoord.y)"
+
 //! Auxiliary function to transform normal
 const char THE_FUNC_transformNormal[] =
   EOL"vec3 transformNormal (in vec3 theNormal)"
@@ -170,29 +190,65 @@ const char THE_FUNC_directionalLight[] =
   EOL"  Specular += occLight_Specular (theId).rgb * aSpecl;"
   EOL"}";
 
+//! The same as THE_FUNC_directionalLight but for the light with zero index
+//! (avoids limitations on some mobile devices).
+const char THE_FUNC_directionalLightFirst[] =
+  EOL"void directionalLightFirst (in vec3 theNormal,"
+  EOL"                            in vec3 theView,"
+  EOL"                            in bool theIsFront)"
+  EOL"{"
+  EOL"  vec3 aLight = normalize (occLightSources[1].xyz);"
+  EOL"  if (occLight_IsHeadlight (0) == 0)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    aLight = vec3 (occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * vec4 (aLight, 0.0));"
+  EOL"  }"
+  EOL
+  EOL"  vec3 aHalf = normalize (aLight + theView);"
+  EOL
+  EOL"  vec3  aFaceSideNormal = theIsFront ? theNormal : -theNormal;"
+  EOL"  float aNdotL = max (0.0, dot (aFaceSideNormal, aLight));"
+  EOL"  float aNdotH = max (0.0, dot (aFaceSideNormal, aHalf ));"
+  EOL
+  EOL"  float aSpecl = 0.0;"
+  EOL"  if (aNdotL > 0.0)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    aSpecl = pow (aNdotH, theIsFront ? occFrontMaterial_Shininess() : occBackMaterial_Shininess());"
+  EOL"  }"
+  EOL
+  EOL"  Diffuse  += occLightSources[0].rgb * aNdotL;"
+  EOL"  Specular += occLightSources[0].rgb * aSpecl;"
+  EOL"}";
+
 //! Process clipping planes in Fragment Shader.
 //! Should be added at the beginning of the main() function.
-const char THE_FRAG_CLIP_PLANES[] =
+const char THE_FRAG_CLIP_PLANES_N[] =
   EOL"  for (int aPlaneIter = 0; aPlaneIter < occClipPlaneCount; ++aPlaneIter)"
   EOL"  {"
   EOL"    vec4 aClipEquation = occClipPlaneEquations[aPlaneIter];"
-  EOL"    int  aClipSpace    = occClipPlaneSpaces[aPlaneIter];"
-  EOL"    if (aClipSpace == OccEquationCoords_World)"
-  EOL"    {"
-  EOL"      if (dot (aClipEquation.xyz, PositionWorld.xyz) + aClipEquation.w < 0.0)"
-  EOL"      {"
-  EOL"        discard;"
-  EOL"      }"
-  EOL"    }"
-  EOL"    else if (aClipSpace == OccEquationCoords_View)"
+  EOL"    if (dot (aClipEquation.xyz, PositionWorld.xyz / PositionWorld.w) + aClipEquation.w < 0.0)"
   EOL"    {"
-  EOL"      if (dot (aClipEquation.xyz, Position.xyz) + aClipEquation.w < 0.0)"
-  EOL"      {"
-  EOL"        discard;"
-  EOL"      }"
+  EOL"      discard;"
   EOL"    }"
   EOL"  }";
 
+//! Process 1 clipping plane in Fragment Shader.
+const char THE_FRAG_CLIP_PLANES_1[] =
+  EOL"  vec4 aClipEquation0 = occClipPlaneEquations[0];"
+  EOL"  if (dot (aClipEquation0.xyz, PositionWorld.xyz / PositionWorld.w) + aClipEquation0.w < 0.0)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    discard;"
+  EOL"  }";
+
+//! Process 2 clipping planes in Fragment Shader.
+const char THE_FRAG_CLIP_PLANES_2[] =
+  EOL"  vec4 aClipEquation0 = occClipPlaneEquations[0];"
+  EOL"  vec4 aClipEquation1 = occClipPlaneEquations[1];"
+  EOL"  if (dot (aClipEquation0.xyz, PositionWorld.xyz / PositionWorld.w) + aClipEquation0.w < 0.0"
+  EOL"   || dot (aClipEquation1.xyz, PositionWorld.xyz / PositionWorld.w) + aClipEquation1.w < 0.0)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    discard;"
+  EOL"  }";
+
 }
 
 // =======================================================================
@@ -200,7 +256,7 @@ const char THE_FRAG_CLIP_PLANES[] =
 // purpose  : Creates new empty shader manager
 // =======================================================================
 OpenGl_ShaderManager::OpenGl_ShaderManager (OpenGl_Context* theContext)
-: myShadingModel (Visual3d_TOM_VERTEX),
+: myShadingModel (Graphic3d_TOSM_VERTEX),
   myContext  (theContext),
   myLastView (NULL)
 {
@@ -227,6 +283,11 @@ void OpenGl_ShaderManager::clear()
   myFlatPrograms = OpenGl_SetOfShaderPrograms();
   myMapOfLightPrograms.Clear();
   myFontProgram.Nullify();
+  myBlitProgram.Nullify();
+  for (Standard_Integer aModeIter = 0; aModeIter < Graphic3d_StereoMode_NB; ++aModeIter)
+  {
+    myStereoPrograms[aModeIter].Nullify();
+  }
   switchLightPrograms();
 }
 
@@ -287,7 +348,6 @@ void OpenGl_ShaderManager::Unregister (TCollection_AsciiString&      theShareKey
       }
 
       myProgramList.Remove (anIt);
-      myMaterialStates.UnBind (theProgram);
       break;
     }
   }
@@ -329,7 +389,7 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::IsEmpty() const
 // =======================================================================
 void OpenGl_ShaderManager::switchLightPrograms()
 {
-  TCollection_AsciiString aKey (myShadingModel == Visual3d_TOM_FRAGMENT ? "p_" : "g_");
+  TCollection_AsciiString aKey (myShadingModel == Graphic3d_TOSM_FRAGMENT ? "p_" : "g_");
   const OpenGl_ListOfLight* aLights = myLightSourceState.LightSources();
   if (aLights != NULL)
   {
@@ -337,15 +397,15 @@ void OpenGl_ShaderManager::switchLightPrograms()
     {
       switch (aLightIter.Value().Type)
       {
-        case Visual3d_TOLS_AMBIENT:
+        case Graphic3d_TOLS_AMBIENT:
           break; // skip ambient
-        case Visual3d_TOLS_DIRECTIONAL:
+        case Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL:
           aKey += "d";
           break;
-        case Visual3d_TOLS_POSITIONAL:
+        case Graphic3d_TOLS_POSITIONAL:
           aKey += "p";
           break;
-        case Visual3d_TOLS_SPOT:
+        case Graphic3d_TOLS_SPOT:
           aKey += "s";
           break;
       }
@@ -374,7 +434,7 @@ void OpenGl_ShaderManager::UpdateLightSourceStateTo (const OpenGl_ListOfLight* t
 // function : SetShadingModel
 // purpose  :
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::SetShadingModel (const Visual3d_TypeOfModel theModel)
+void OpenGl_ShaderManager::SetShadingModel (const Graphic3d_TypeOfShadingModel theModel)
 {
   myShadingModel = theModel;
   switchLightPrograms();
@@ -519,7 +579,7 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushLightSourceState (const Handle(OpenGl_ShaderProgr
   for (OpenGl_ListOfLight::Iterator anIter (*myLightSourceState.LightSources()); anIter.More(); anIter.Next())
   {
     const OpenGl_Light& aLight = anIter.Value();
-    if (aLight.Type == Visual3d_TOLS_AMBIENT)
+    if (aLight.Type == Graphic3d_TOLS_AMBIENT)
     {
       anAmbient += aLight.Color;
       continue;
@@ -535,10 +595,10 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushLightSourceState (const Handle(OpenGl_ShaderProgr
 
     OpenGl_ShaderLightParameters& aLightParams = aLightParamsArray[aLightsNb];
     aLightParams.Color    = aLight.Color;
-    aLightParams.Position = aLight.Type == Visual3d_TOLS_DIRECTIONAL
+    aLightParams.Position = aLight.Type == Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL
                          ? -aLight.Direction
                          :  aLight.Position;
-    if (aLight.Type == Visual3d_TOLS_SPOT)
+    if (aLight.Type == Graphic3d_TOLS_SPOT)
     {
       aLightParams.Direction = aLight.Direction;
     }
@@ -702,9 +762,7 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushClippingState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)
 
   theProgram->UpdateState (OpenGl_CLIP_PLANES_STATE, myClippingState.Index());
   const GLint aLocEquations = theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_CLIP_PLANE_EQUATIONS);
-  const GLint aLocSpaces    = theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_CLIP_PLANE_SPACES);
-  if (aLocEquations == OpenGl_ShaderProgram::INVALID_LOCATION
-   && aLocSpaces    == OpenGl_ShaderProgram::INVALID_LOCATION)
+  if (aLocEquations == OpenGl_ShaderProgram::INVALID_LOCATION)
   {
     return;
   }
@@ -726,9 +784,7 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushClippingState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)
     return;
   }
 
-  const Standard_Size MAX_CLIP_PLANES = 8;
-  OpenGl_Vec4* anEquations = new OpenGl_Vec4[MAX_CLIP_PLANES];
-  GLint*       aSpaces     = new GLint      [MAX_CLIP_PLANES];
+  OpenGl_Vec4 anEquations[THE_MAX_CLIP_PLANES];
   GLuint aPlaneId = 0;
   for (Graphic3d_SequenceOfHClipPlane::Iterator anIter (myContext->Clipping().Planes());
        anIter.More(); anIter.Next())
@@ -738,286 +794,193 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushClippingState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)
     {
       continue;
     }
+    else if (aPlaneId >= THE_MAX_CLIP_PLANES)
+    {
+      myContext->PushMessage (GL_DEBUG_SOURCE_APPLICATION,
+        GL_DEBUG_TYPE_PORTABILITY, 0, GL_DEBUG_SEVERITY_MEDIUM,
+        "Warning: clipping planes limit (8) has been exceeded.");
+      break;
+    }
 
     const Graphic3d_ClipPlane::Equation& anEquation = aPlane->GetEquation();
     anEquations[aPlaneId] = OpenGl_Vec4 ((float) anEquation.x(),
                                          (float) anEquation.y(),
                                          (float) anEquation.z(),
                                          (float) anEquation.w());
-    aSpaces[aPlaneId] = myContext->Clipping().GetEquationSpace (aPlane);
     ++aPlaneId;
   }
 
   theProgram->SetUniform (myContext,
                           theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_CLIP_PLANE_COUNT),
                           aPlanesNb);
-  theProgram->SetUniform (myContext, aLocEquations, MAX_CLIP_PLANES, anEquations);
-  theProgram->SetUniform (myContext, aLocSpaces,    MAX_CLIP_PLANES, aSpaces);
-
-  delete[] anEquations;
-  delete[] aSpaces;
-}
-
-// =======================================================================
-// function : UpdateMaterialStateTo
-// purpose  : Updates state of OCCT material for specified program
-// =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::UpdateMaterialStateTo (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
-                                                  const OpenGl_Element*               theAspect)
-{
-  if (myMaterialStates.IsBound (theProgram))
-  {
-    OpenGl_MaterialState& aState = myMaterialStates.ChangeFind (theProgram);
-    aState.Set (theAspect);
-    aState.Update();
-  }
-  else
-  {
-    myMaterialStates.Bind       (theProgram, OpenGl_MaterialState (theAspect));
-    myMaterialStates.ChangeFind (theProgram).Update();
-  }
+  theProgram->SetUniform (myContext, aLocEquations, THE_MAX_CLIP_PLANES, anEquations);
 }
 
 // =======================================================================
-// function : ResetMaterialStates
-// purpose  : Resets state of OCCT material for all programs
-// =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::ResetMaterialStates()
-{
-  for (OpenGl_ShaderProgramList::Iterator anIt (myProgramList); anIt.More(); anIt.Next())
-  {
-    anIt.Value()->UpdateState (OpenGl_MATERIALS_STATE, 0);
-  }
-}
-
-// =======================================================================
-// function : MaterialState
-// purpose  : Returns state of OCCT material for specified program
-// =======================================================================
-const OpenGl_MaterialState* OpenGl_ShaderManager::MaterialState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
-{
-  if (!myMaterialStates.IsBound (theProgram))
-    return NULL;
-
-  return &myMaterialStates.Find (theProgram);
-}
-
-namespace
-{
-
-static const OpenGl_Vec4 THE_COLOR_BLACK_VEC4 (0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
-
-// =======================================================================
-// function : PushAspectFace
-// purpose  :
-// =======================================================================
-static void PushAspectFace (const Handle(OpenGl_Context)&       theCtx,
-                            const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
-                            const OpenGl_AspectFace*            theAspect)
-{
-  theProgram->SetUniform (theCtx,
-                          theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_TEXTURE_ENABLE),
-                          theAspect->DoTextureMap());
-  theProgram->SetUniform (theCtx,
-                          theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_ACTIVE_SAMPLER),
-                          0 /* GL_TEXTURE0 */);
-  theProgram->SetUniform (theCtx,
-                          theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_DISTINGUISH_MODE),
-                          theAspect->DistinguishingMode());
-
-  OpenGl_Material aParams;
-  for (Standard_Integer anIndex = 0; anIndex < 2; ++anIndex)
-  {
-    const GLint aLoc = theProgram->GetStateLocation (anIndex == 0
-                                                   ? OpenGl_OCCT_FRONT_MATERIAL
-                                                   : OpenGl_OCCT_BACK_MATERIAL);
-    if (aLoc == OpenGl_ShaderProgram::INVALID_LOCATION)
-    {
-      continue;
-    }
-
-    aParams.Init (anIndex == 0 ? theAspect->IntFront() : theAspect->IntBack());
-    theProgram->SetUniform (theCtx, aLoc, OpenGl_Material::NbOfVec4(),
-                            aParams.Packed());
-  }
-}
-
-// =======================================================================
-// function : PushAspectLine
-// purpose  :
-// =======================================================================
-static void PushAspectLine (const Handle(OpenGl_Context)&       theCtx,
-                            const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
-                            const OpenGl_AspectLine*            theAspect)
-{
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_TEXTURE_ENABLE),   TOff);
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_DISTINGUISH_MODE), TOff);
-
-  const OpenGl_Vec4 aDiffuse (theAspect->Color().rgb[0],
-                              theAspect->Color().rgb[1],
-                              theAspect->Color().rgb[2],
-                              theAspect->Color().rgb[3]);
-  OpenGl_Vec4 aParams[5];
-  aParams[0] = THE_COLOR_BLACK_VEC4;
-  aParams[1] = THE_COLOR_BLACK_VEC4;
-  aParams[2] = aDiffuse;
-  aParams[3] = THE_COLOR_BLACK_VEC4;
-  aParams[4].x() = 0.0f; // shininess
-  aParams[4].y() = 0.0f; // transparency
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_FRONT_MATERIAL),
-                          5, aParams);
-}
-
-// =======================================================================
-// function : PushAspectText
-// purpose  :
+// function : PushState
+// purpose  : Pushes state of OCCT graphics parameters to the program
 // =======================================================================
-static void PushAspectText (const Handle(OpenGl_Context)&       theCtx,
-                            const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
-                            const OpenGl_AspectText*            theAspect)
+void OpenGl_ShaderManager::PushState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
 {
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_TEXTURE_ENABLE),   TOn);
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_DISTINGUISH_MODE), TOff);
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_ACTIVE_SAMPLER),   0 /* GL_TEXTURE0 */);
-
-  OpenGl_Vec4 aDiffuse (theAspect->Color().rgb[0],
-                        theAspect->Color().rgb[1],
-                        theAspect->Color().rgb[2],
-                        theAspect->Color().rgb[3]);
-  if (theAspect->DisplayType() == Aspect_TODT_DEKALE
-   || theAspect->DisplayType() == Aspect_TODT_SUBTITLE)
-  {
-    aDiffuse = OpenGl_Vec4 (theAspect->SubtitleColor().rgb[0],
-                            theAspect->SubtitleColor().rgb[1],
-                            theAspect->SubtitleColor().rgb[2],
-                            theAspect->SubtitleColor().rgb[3]);
-  }
-
-  OpenGl_Vec4 aParams[5];
-  aParams[0] = THE_COLOR_BLACK_VEC4;
-  aParams[1] = THE_COLOR_BLACK_VEC4;
-  aParams[2] = aDiffuse;
-  aParams[3] = THE_COLOR_BLACK_VEC4;
-  aParams[4].x() = 0.0f; // shininess
-  aParams[4].y() = 0.0f; // transparency
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_FRONT_MATERIAL),
-                          5, aParams);
+  PushClippingState    (theProgram);
+  PushWorldViewState   (theProgram);
+  PushModelWorldState  (theProgram);
+  PushProjectionState  (theProgram);
+  PushLightSourceState (theProgram);
 }
 
 // =======================================================================
-// function : PushAspectMarker
+// function : prepareStdProgramFont
 // purpose  :
 // =======================================================================
-static void PushAspectMarker (const Handle(OpenGl_Context)&       theCtx,
-                              const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
-                              const OpenGl_AspectMarker*          theAspect)
-{
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_TEXTURE_ENABLE),   TOn);
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_DISTINGUISH_MODE), TOff);
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_ACTIVE_SAMPLER),   0 /* GL_TEXTURE0 */);
-
-  const OpenGl_Vec4 aDiffuse (theAspect->Color().rgb[0],
-                              theAspect->Color().rgb[1],
-                              theAspect->Color().rgb[2],
-                              theAspect->Color().rgb[3]);
-  OpenGl_Vec4 aParams[5];
-  aParams[0] = THE_COLOR_BLACK_VEC4;
-  aParams[1] = THE_COLOR_BLACK_VEC4;
-  aParams[2] = aDiffuse;
-  aParams[3] = THE_COLOR_BLACK_VEC4;
-  aParams[4].x() = 0.0f; // shininess
-  aParams[4].y() = 0.0f; // transparency
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_FRONT_MATERIAL),
-                          5, aParams);
-}
-
-}; // nameless namespace
-
-// =======================================================================
-// function : PushMaterialState
-// purpose  : Pushes current state of OCCT material to the program
-// =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::PushMaterialState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFont()
 {
-  if (!myMaterialStates.IsBound (theProgram))
-  {
-    return;
-  }
-
-  const OpenGl_MaterialState& aState = myMaterialStates.Find (theProgram);
-  if (aState.Index() == theProgram->ActiveState (OpenGl_MATERIALS_STATE))
-  {
-    return;
-  }
-
-  if (typeid (*aState.Aspect()) == typeid (OpenGl_AspectFace))
-  {
-    PushAspectFace   (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectFace*> (aState.Aspect()));
-  }
-  else if (typeid (*aState.Aspect()) == typeid (OpenGl_AspectLine))
+  Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
+  TCollection_AsciiString aSrcVert = TCollection_AsciiString()
+     + EOL"THE_SHADER_OUT vec2 TexCoord;"
+       EOL"void main()"
+       EOL"{"
+       EOL"  TexCoord = occTexCoord.st;"
+       EOL"  gl_Position = occProjectionMatrix * occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * occVertex;"
+       EOL"}";
+
+  TCollection_AsciiString
+    aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, TexCoord.st).a; }";
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->core11 == NULL)
   {
-    PushAspectLine   (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectLine*> (aState.Aspect()));
+    aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, TexCoord.st).r; }";
   }
-  else if (typeid (*aState.Aspect()) == typeid (OpenGl_AspectText))
+#endif
+
+  TCollection_AsciiString aSrcFrag = TCollection_AsciiString() +
+     + EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+     + aSrcGetAlpha
+     + EOL"void main()"
+       EOL"{"
+       EOL"  vec4 aColor = occColor;"
+       EOL"  aColor.a *= getAlpha();"
+       EOL"  if (aColor.a <= 0.285) discard;"
+       EOL"  occFragColor = aColor;"
+       EOL"}";
+
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->core32 != NULL)
   {
-    PushAspectText   (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectText*> (aState.Aspect()));
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
   }
-  else if (typeid (*aState.Aspect()) == typeid (OpenGl_AspectMarker))
+#endif
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
+  TCollection_AsciiString aKey;
+  if (!Create (aProgramSrc, aKey, myFontProgram))
   {
-    PushAspectMarker (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectMarker*> (aState.Aspect()));
+    myFontProgram = new OpenGl_ShaderProgram(); // just mark as invalid
+    return Standard_False;
   }
-
-  theProgram->UpdateState (OpenGl_MATERIALS_STATE, aState.Index());
-}
-
-// =======================================================================
-// function : PushWorldViewState
-// purpose  : Pushes state of OCCT graphics parameters to the program
-// =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::PushState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
-{
-  PushClippingState    (theProgram);
-  PushMaterialState    (theProgram);
-  PushWorldViewState   (theProgram);
-  PushModelWorldState  (theProgram);
-  PushProjectionState  (theProgram);
-  PushLightSourceState (theProgram);
+  return Standard_True;
 }
 
 // =======================================================================
-// function : prepareStdProgramFont
+// function : prepareStdProgramFboBlit
 // purpose  :
 // =======================================================================
-Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFont()
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFboBlit()
 {
   Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
   TCollection_AsciiString aSrcVert =
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec2 TexCoord;"
       EOL"void main()"
       EOL"{"
-      EOL"  gl_Position = occProjectionMatrix * occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * occVertex;"
+      EOL"  TexCoord    = occVertex.zw;"
+      EOL"  gl_Position = vec4(occVertex.x, occVertex.y, 0.0, 1.0);"
       EOL"}";
 
   TCollection_AsciiString aSrcFrag =
-      EOL"float getAlpha(void) { return texture2D(occActiveSampler, gl_PointCoord).a; }"
+      EOL"uniform sampler2D uColorSampler;"
+      EOL"uniform sampler2D uDepthSampler;"
+      EOL
+      EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+      EOL
       EOL"void main()"
       EOL"{"
-      EOL"  vec4 aColor = occColor;"
-      EOL"  aColor.a *= getAlpha();"
-      EOL"  if (aColor.a <= 0.285) discard;"
-      EOL"  gl_FragColor = aColor;"
+      EOL"  gl_FragDepth = occTexture2D (uDepthSampler, TexCoord).r;"
+      EOL"  occFragColor = occTexture2D (uColorSampler, TexCoord);"
       EOL"}";
 
+#if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+  {
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 300 es");
+  }
+  else
+  {
+    // there is no way to draw into depth buffer
+    aSrcFrag =
+      EOL"uniform sampler2D uColorSampler;"
+      EOL
+      EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+      EOL
+      EOL"void main()"
+      EOL"{"
+      EOL"  occFragColor = occTexture2D (uColorSampler, TexCoord);"
+      EOL"}";
+  }
+#else
+  if (myContext->core32 != NULL)
+  {
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
+  }
+#endif
   aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
   aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
   TCollection_AsciiString aKey;
-  if (!Create (aProgramSrc, aKey, myFontProgram))
+  if (!Create (aProgramSrc, aKey, myBlitProgram))
   {
-    myFontProgram = new OpenGl_ShaderProgram(); // just mark as invalid
+    myBlitProgram = new OpenGl_ShaderProgram(); // just mark as invalid
     return Standard_False;
   }
+
+  myContext->BindProgram (myBlitProgram);
+  myBlitProgram->SetSampler (myContext, "uColorSampler", 0);
+  myBlitProgram->SetSampler (myContext, "uDepthSampler", 1);
+  myContext->BindProgram (NULL);
   return Standard_True;
 }
 
+// =======================================================================
+// function : pointSpriteAlphaSrc
+// purpose  :
+// =======================================================================
+TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::pointSpriteAlphaSrc (const Standard_Integer theBits)
+{
+  TCollection_AsciiString aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, " THE_VEC2_glPointCoord ").a; }";
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->core11 == NULL
+   && (theBits & OpenGl_PO_TextureA) != 0)
+  {
+    aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, " THE_VEC2_glPointCoord ").r; }";
+  }
+#else
+  (void )theBits;
+#endif
+  return aSrcGetAlpha;
+}
+
+namespace
+{
+
+  // =======================================================================
+  // function : textureUsed
+  // purpose  :
+  // =======================================================================
+  static bool textureUsed (const Standard_Integer theBits)
+  {
+    return (theBits & OpenGl_PO_TextureA) != 0 || (theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0;
+  }
+
+}
+
 // =======================================================================
 // function : prepareStdProgramFlat
 // purpose  :
@@ -1026,78 +989,186 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_Shad
                                                               const Standard_Integer        theBits)
 {
   Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
-  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertExtraOut, aSrcVertExtraMain, aSrcFrag, aSrcFragExtraOut, aSrcFragExtraMain;
+  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertExtraOut, aSrcVertExtraMain, aSrcVertExtraFunc, aSrcGetAlpha, aSrcFrag, aSrcFragExtraOut, aSrcFragExtraMain;
   TCollection_AsciiString aSrcFragGetColor     = EOL"vec4 getColor(void) { return occColor; }";
-  TCollection_AsciiString aSrcFragMainGetColor = EOL"  gl_FragColor = getColor();";
+  TCollection_AsciiString aSrcFragMainGetColor = EOL"  occFragColor = getColor();";
   if ((theBits & OpenGl_PO_Point) != 0)
   {
   #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
     aSrcVertExtraMain += EOL"  gl_PointSize = occPointSize;";
   #endif
-    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureA) != 0)
+
+    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
     {
       aSrcFragGetColor =
-        EOL"float getAlpha(void) { return texture2D(occActiveSampler, gl_PointCoord).a; }"
-        EOL"vec4  getColor(void)"
-        EOL"{"
-        EOL"  vec4 aColor = occColor;"
-        EOL"  aColor.a *= getAlpha();"
-        EOL"  return aColor;"
-        EOL"}";
+        EOL"vec4 getColor(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, " THE_VEC2_glPointCoord "); }";
+    }
+
+    if (textureUsed (theBits))
+    {
+      aSrcGetAlpha = pointSpriteAlphaSrc (theBits);
+
+    #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+      if (myContext->core11 != NULL
+        && myContext->IsGlGreaterEqual (2, 1))
+      {
+        aProgramSrc->SetHeader ("#version 120"); // gl_PointCoord has been added since GLSL 1.2
+      }
+    #endif
 
       aSrcFragMainGetColor =
         EOL"  vec4 aColor = getColor();"
+        EOL"  aColor.a = getAlpha();"
         EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
-        EOL"  gl_FragColor = aColor;";
+        EOL"  occFragColor = aColor;";
     }
-    else if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+    else
     {
-      aSrcFragGetColor =
-        EOL"vec4 getColor(void) { return texture2D(occActiveSampler, gl_PointCoord); }";
       aSrcFragMainGetColor =
         EOL"  vec4 aColor = getColor();"
         EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
-        EOL"  gl_FragColor = aColor;";
+        EOL"  occFragColor = aColor;";
+    }
+  }
+  else
+  {
+    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+    {
+      aSrcVertExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_OUT;
+      aSrcFragExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_IN;
+      aSrcVertExtraMain += THE_VARY_TexCoord_Trsf;
+
+      aSrcFragGetColor =
+        EOL"vec4 getColor(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, TexCoord.st / TexCoord.w); }";
+    }
+    else if ((theBits & OpenGl_PO_TextureEnv) != 0)
+    {
+      aSrcVertExtraOut += THE_VARY_TexCoord_OUT;
+      aSrcFragExtraOut += THE_VARY_TexCoord_IN;
+
+      aSrcVertExtraFunc = THE_FUNC_transformNormal;
+
+      aSrcVertExtraMain +=
+        EOL"  vec4 aPosition = occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * occVertex;"
+        EOL"  vec3 aNormal   = transformNormal (occNormal);"
+        EOL"  vec3 aReflect  = reflect (normalize (aPosition.xyz), aNormal);"
+        EOL"  aReflect.z += 1.0;"
+        EOL"  TexCoord = vec4(aReflect.xy * inversesqrt (dot (aReflect, aReflect)) * 0.5 + vec2 (0.5), 0.0, 1.0);";
+
+      aSrcFragGetColor =
+        EOL"vec4 getColor(void) { return occTexture2D (occActiveSampler, TexCoord.st); }";
     }
   }
   if ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0)
   {
-    aSrcVertExtraOut  += EOL"varying vec4 VertColor;";
+    aSrcVertExtraOut  += EOL"THE_SHADER_OUT vec4 VertColor;";
     aSrcVertExtraMain += EOL"  VertColor = occVertColor;";
-    aSrcFragExtraOut  += EOL"varying vec4 VertColor;";
+    aSrcFragExtraOut  += EOL"THE_SHADER_IN  vec4 VertColor;";
     aSrcFragGetColor  =  EOL"vec4 getColor(void) { return VertColor; }";
   }
-  if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes) != 0)
+  if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanesN) != 0)
   {
-    const char THE_POS_VARY[] =
-      EOL"varying vec4 PositionWorld;"
-      EOL"varying vec4 Position;";
-
-    aSrcVertExtraOut  += THE_POS_VARY;
-    aSrcFragExtraOut  += THE_POS_VARY;
+    aSrcVertExtraOut +=
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec4 PositionWorld;"
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec4 Position;";
+    aSrcFragExtraOut +=
+      EOL"THE_SHADER_IN  vec4 PositionWorld;"
+      EOL"THE_SHADER_IN  vec4 Position;";
     aSrcVertExtraMain +=
       EOL"  PositionWorld = occModelWorldMatrix * occVertex;"
       EOL"  Position      = occWorldViewMatrix * PositionWorld;";
-    aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES;
+
+    if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes1) != 0)
+    {
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_1;
+    }
+    else if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes2) != 0)
+    {
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_2;
+    }
+    else
+    {
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_N;
+    }
+  }
+
+  TCollection_AsciiString aSrcVertEndMain;
+  if ((theBits & OpenGl_PO_StippleLine) != 0)
+  {
+    bool hasGlslBitOps = false;
+  #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+    if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+    {
+      aProgramSrc->SetHeader ("#version 300 es");
+      hasGlslBitOps = true;
+    }
+  #else
+    if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+    {
+      aProgramSrc->SetHeader ("#version 130");
+      hasGlslBitOps = true;
+    }
+    else if(myContext->CheckExtension("GL_EXT_gpu_shader4"))
+    {
+      aProgramSrc->SetHeader ("#extension GL_EXT_gpu_shader4 : enable");
+      hasGlslBitOps = true;
+    }
+  #endif
+
+    if (hasGlslBitOps)
+    {
+      aSrcVertExtraOut +=
+        EOL"THE_SHADER_OUT vec2 ScreenSpaceCoord;";
+      aSrcFragExtraOut +=
+        EOL"THE_SHADER_IN  vec2 ScreenSpaceCoord;"
+        EOL"uniform int   uPattern;"
+        EOL"uniform float uFactor;";
+      aSrcVertEndMain =
+        EOL"  ScreenSpaceCoord = gl_Position.xy / gl_Position.w;";
+      aSrcFragMainGetColor =
+        EOL"  float anAngle      = atan (dFdx (ScreenSpaceCoord.x), dFdy (ScreenSpaceCoord.y));"
+        EOL"  float aRotatePoint = gl_FragCoord.x * sin (anAngle) + gl_FragCoord.y * cos (anAngle);"
+        EOL"  uint  aBit         = uint (floor (aRotatePoint / uFactor + 0.5)) & 15U;"
+        EOL"  if ((uint (uPattern) & (1U << aBit)) == 0U) discard;"
+        EOL"  vec4 aColor = getColor();"
+        EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
+        EOL"  occFragColor = aColor;";
+    }
+    else
+    {
+      const TCollection_ExtendedString aWarnMessage =
+        "Warning: stipple lines in GLSL will be ignored.";
+      myContext->PushMessage (GL_DEBUG_SOURCE_APPLICATION,
+        GL_DEBUG_TYPE_PORTABILITY, 0, GL_DEBUG_SEVERITY_HIGH, aWarnMessage);
+    }
   }
 
   aSrcVert =
-      aSrcVertExtraOut
+      aSrcVertExtraFunc
+    + aSrcVertExtraOut
     + EOL"void main()"
       EOL"{"
     + aSrcVertExtraMain
     + EOL"  gl_Position = occProjectionMatrix * occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * occVertex;"
-      EOL"}";
+    + aSrcVertEndMain
+    + EOL"}";
 
   aSrcFrag =
       aSrcFragExtraOut
     + aSrcFragGetColor
+    + aSrcGetAlpha
     + EOL"void main()"
       EOL"{"
     + aSrcFragExtraMain
     + aSrcFragMainGetColor
     + EOL"}";
 
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->core32 != NULL)
+  {
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
+  }
+#endif
   aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
   aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
 
@@ -1110,13 +1181,47 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_Shad
   return Standard_True;
 }
 
+// =======================================================================
+// function : pointSpriteShadingSrc
+// purpose  :
+// =======================================================================
+TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::pointSpriteShadingSrc (const TCollection_AsciiString theBaseColorSrc,
+                                                                     const Standard_Integer theBits)
+{
+  TCollection_AsciiString aSrcFragGetColor;
+  if ((theBits & OpenGl_PO_TextureA) != 0)
+  {
+    aSrcFragGetColor = pointSpriteAlphaSrc (theBits) +
+      EOL"vec4 getColor(void)"
+      EOL"{"
+      EOL"  vec4 aColor = " + theBaseColorSrc + ";"
+      EOL"  aColor.a = getAlpha();"
+      EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
+      EOL"  return aColor;"
+      EOL"}";
+  }
+  else if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+  {
+    aSrcFragGetColor = TCollection_AsciiString() +
+      EOL"vec4 getColor(void)"
+      EOL"{"
+      EOL"  vec4 aColor = " + theBaseColorSrc + ";"
+      EOL"  aColor = occTexture2D(occActiveSampler, " THE_VEC2_glPointCoord ") * aColor;"
+      EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
+      EOL"  return aColor;"
+      EOL"}";
+  }
+
+  return aSrcFragGetColor;
+}
+
 // =======================================================================
 // function : stdComputeLighting
 // purpose  :
 // =======================================================================
-TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::stdComputeLighting()
+TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::stdComputeLighting (const Standard_Boolean theHasVertColor)
 {
-  bool aLightsMap[Visual3d_TOLS_SPOT + 1] = { false, false, false, false };
+  Standard_Integer aLightsMap[Graphic3d_TOLS_SPOT + 1] = { 0, 0, 0, 0 };
   TCollection_AsciiString aLightsFunc, aLightsLoop;
   const OpenGl_ListOfLight* aLights = myLightSourceState.LightSources();
   if (aLights != NULL)
@@ -1126,35 +1231,51 @@ TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::stdComputeLighting()
     {
       switch (aLightIter.Value().Type)
       {
-        case Visual3d_TOLS_AMBIENT:
+        case Graphic3d_TOLS_AMBIENT:
           --anIndex;
           break; // skip ambient
-        case Visual3d_TOLS_DIRECTIONAL:
+        case Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL:
           aLightsLoop = aLightsLoop + EOL"    directionalLight (" + anIndex + ", theNormal, theView, theIsFront);";
           break;
-        case Visual3d_TOLS_POSITIONAL:
+        case Graphic3d_TOLS_POSITIONAL:
           aLightsLoop = aLightsLoop + EOL"    pointLight (" + anIndex + ", theNormal, theView, aPoint, theIsFront);";
           break;
-        case Visual3d_TOLS_SPOT:
+        case Graphic3d_TOLS_SPOT:
           aLightsLoop = aLightsLoop + EOL"    spotLight (" + anIndex + ", theNormal, theView, aPoint, theIsFront);";
           break;
       }
-
-      bool& aTypeBit = aLightsMap[aLightIter.Value().Type];
-      if (aTypeBit)
-      {
-        continue;
-      }
-
-      aTypeBit = true;
-      switch (aLightIter.Value().Type)
-      {
-        case Visual3d_TOLS_AMBIENT:     break;
-        case Visual3d_TOLS_DIRECTIONAL: aLightsFunc += THE_FUNC_directionalLight; break;
-        case Visual3d_TOLS_POSITIONAL:  aLightsFunc += THE_FUNC_pointLight;       break;
-        case Visual3d_TOLS_SPOT:        aLightsFunc += THE_FUNC_spotLight;        break;
-      }
+      aLightsMap[aLightIter.Value().Type] += 1;
+    }
+    const Standard_Integer aNbLoopLights = aLightsMap[Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL]
+                                         + aLightsMap[Graphic3d_TOLS_POSITIONAL]
+                                         + aLightsMap[Graphic3d_TOLS_SPOT];
+    if (aLightsMap[Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL] == 1
+     && aNbLoopLights == 1)
+    {
+      // use the version with hard-coded first index
+      aLightsLoop = EOL"    directionalLightFirst(theNormal, theView, theIsFront);";
+      aLightsFunc += THE_FUNC_directionalLightFirst;
     }
+    else if (aLightsMap[Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL] > 0)
+    {
+      aLightsFunc += THE_FUNC_directionalLight;
+    }
+    if (aLightsMap[Graphic3d_TOLS_POSITIONAL] > 0)
+    {
+      aLightsFunc += THE_FUNC_pointLight;
+    }
+    if (aLightsMap[Graphic3d_TOLS_SPOT] > 0)
+    {
+      aLightsFunc += THE_FUNC_spotLight;
+    }
+  }
+
+  TCollection_AsciiString aGetMatAmbient = "theIsFront ? occFrontMaterial_Ambient()  : occBackMaterial_Ambient();";
+  TCollection_AsciiString aGetMatDiffuse = "theIsFront ? occFrontMaterial_Diffuse()  : occBackMaterial_Diffuse();";
+  if (theHasVertColor)
+  {
+    aGetMatAmbient = "getVertColor();";
+    aGetMatDiffuse = "getVertColor();";
   }
 
   return TCollection_AsciiString()
@@ -1171,14 +1292,15 @@ TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::stdComputeLighting()
       EOL"  Specular = vec3 (0.0);"
       EOL"  vec3 aPoint = thePoint.xyz / thePoint.w;"
     + aLightsLoop
-    + EOL"  vec4 aMaterialAmbient  = theIsFront ? occFrontMaterial_Ambient()  : occBackMaterial_Ambient();"
-      EOL"  vec4 aMaterialDiffuse  = theIsFront ? occFrontMaterial_Diffuse()  : occBackMaterial_Diffuse();"
-      EOL"  vec4 aMaterialSpecular = theIsFront ? occFrontMaterial_Specular() : occBackMaterial_Specular();"
-      EOL"  vec4 aMaterialEmission = theIsFront ? occFrontMaterial_Emission() : occBackMaterial_Emission();"
-      EOL"  return vec4 (Ambient,  1.0) * aMaterialAmbient"
-      EOL"       + vec4 (Diffuse,  1.0) * aMaterialDiffuse"
-      EOL"       + vec4 (Specular, 1.0) * aMaterialSpecular"
-      EOL"                              + aMaterialEmission;"
+    + EOL"  vec4 aMatAmbient  = " + aGetMatAmbient
+    + EOL"  vec4 aMatDiffuse  = " + aGetMatDiffuse
+    + EOL"  vec4 aMatSpecular = theIsFront ? occFrontMaterial_Specular() : occBackMaterial_Specular();"
+      EOL"  vec4 aMatEmission = theIsFront ? occFrontMaterial_Emission() : occBackMaterial_Emission();"
+      EOL"  vec3 aColor = Ambient  * aMatAmbient.rgb"
+      EOL"              + Diffuse  * aMatDiffuse.rgb"
+      EOL"              + Specular * aMatSpecular.rgb"
+      EOL"                         + aMatEmission.rgb;"
+      EOL"  return vec4 (aColor, aMatDiffuse.a);"
       EOL"}";
 }
 
@@ -1190,35 +1312,84 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramGouraud (Handle(OpenGl_S
                                                                  const Standard_Integer        theBits)
 {
   Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
-  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertExtraOut, aSrcVertExtraMain, aSrcFrag, aSrcFragExtraOut, aSrcFragExtraMain;
+  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertColor, aSrcVertExtraOut, aSrcVertExtraMain, aSrcFrag, aSrcFragExtraOut, aSrcFragExtraMain;
+  TCollection_AsciiString aSrcFragGetColor = EOL"vec4 getColor(void) { return gl_FrontFacing ? FrontColor : BackColor; }";
   if ((theBits & OpenGl_PO_Point) != 0)
   {
   #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
     aSrcVertExtraMain += EOL"  gl_PointSize = occPointSize;";
   #endif
+
+    if (textureUsed (theBits))
+    {
+      #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+        if (myContext->core11 != NULL
+         && myContext->IsGlGreaterEqual (2, 1))
+        {
+          aProgramSrc->SetHeader ("#version 120"); // gl_PointCoord has been added since GLSL 1.2
+        }
+      #endif
+
+      aSrcFragGetColor = pointSpriteShadingSrc ("gl_FrontFacing ? FrontColor : BackColor", theBits);
+    }
+  }
+  else
+  {
+    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+    {
+      aSrcVertExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_OUT;
+      aSrcFragExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_IN;
+      aSrcVertExtraMain += THE_VARY_TexCoord_Trsf;
+
+      aSrcFragGetColor =
+        EOL"vec4 getColor(void)"
+        EOL"{"
+        EOL"  vec4 aColor = gl_FrontFacing ? FrontColor : BackColor;"
+        EOL"  return occTexture2D(occActiveSampler, TexCoord.st / TexCoord.w) * aColor;"
+        EOL"}";
+    }
   }
-  if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes) != 0)
+
+  if ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0)
   {
-    const char THE_POS_VARY[] =
-      EOL"varying vec4 PositionWorld;"
-      EOL"varying vec4 Position;";
+    aSrcVertColor = EOL"vec4 getVertColor(void) { return occVertColor; }";
+  }
 
-    aSrcVertExtraOut  += THE_POS_VARY;
-    aSrcFragExtraOut  += THE_POS_VARY;
+  if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanesN) != 0)
+  {
+    aSrcVertExtraOut +=
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec4 PositionWorld;"
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec4 Position;";
+    aSrcFragExtraOut +=
+      EOL"THE_SHADER_IN  vec4 PositionWorld;"
+      EOL"THE_SHADER_IN  vec4 Position;";
     aSrcVertExtraMain +=
       EOL"  PositionWorld = aPositionWorld;"
       EOL"  Position      = aPosition;";
-    aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES;
+
+    if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes1) != 0)
+    {
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_1;
+    }
+    else if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes2) != 0)
+    {
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_2;
+    }
+    else
+    {
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_N;
+    }
   }
 
-  const TCollection_AsciiString aLights = stdComputeLighting();
+  const TCollection_AsciiString aLights = stdComputeLighting ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0);
   aSrcVert = TCollection_AsciiString()
     + THE_FUNC_transformNormal
     + EOL
+    + aSrcVertColor
     + aLights
     + EOL
-      EOL"varying vec4 FrontColor;"
-      EOL"varying vec4 BackColor;"
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec4 FrontColor;"
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec4 BackColor;"
       EOL
     + aSrcVertExtraOut
     + EOL"void main()"
@@ -1234,15 +1405,22 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramGouraud (Handle(OpenGl_S
       EOL"}";
 
   aSrcFrag = TCollection_AsciiString()
-    + EOL"varying vec4 FrontColor;"
-      EOL"varying vec4 BackColor;"
+    + EOL"THE_SHADER_IN vec4 FrontColor;"
+      EOL"THE_SHADER_IN vec4 BackColor;"
     + aSrcFragExtraOut
+    + aSrcFragGetColor
     + EOL"void main()"
       EOL"{"
     + aSrcFragExtraMain
-    + EOL"  gl_FragColor = gl_FrontFacing ? FrontColor : BackColor;"
+    + EOL"  occFragColor = getColor();"
       EOL"}";
 
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->core32 != NULL)
+  {
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
+  }
+#endif
   aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
   aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
   TCollection_AsciiString aKey;
@@ -1261,26 +1439,78 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramGouraud (Handle(OpenGl_S
 Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramPhong (Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
                                                                const Standard_Integer        theBits)
 {
+  #define thePhongCompLight "computeLighting (normalize (Normal), normalize (View), Position, gl_FrontFacing)"
+
   Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
-  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertExtraOut, aSrcVertExtraMain, aSrcFrag, aSrcFragExtraMain;
+  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertExtraOut, aSrcVertExtraMain, aSrcFrag, aSrcFragExtraOut, aSrcFragGetVertColor, aSrcFragExtraMain;
+  TCollection_AsciiString aSrcFragGetColor = EOL"vec4 getColor(void) { return " thePhongCompLight "; }";
   if ((theBits & OpenGl_PO_Point) != 0)
   {
   #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
     aSrcVertExtraMain += EOL"  gl_PointSize = occPointSize;";
   #endif
+
+    if (textureUsed (theBits))
+    {
+      #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+        if (myContext->core11 != NULL
+         && myContext->IsGlGreaterEqual (2, 1))
+        {
+          aProgramSrc->SetHeader ("#version 120"); // gl_PointCoord has been added since GLSL 1.2
+        }
+      #endif
+
+      aSrcFragGetColor = pointSpriteShadingSrc (thePhongCompLight, theBits);
+    }
   }
-  if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes) != 0)
+  else
+  {
+    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+    {
+      aSrcVertExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_OUT;
+      aSrcFragExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_IN;
+      aSrcVertExtraMain += THE_VARY_TexCoord_Trsf;
+
+      aSrcFragGetColor =
+        EOL"vec4 getColor(void)"
+        EOL"{"
+        EOL"  vec4 aColor = " thePhongCompLight ";"
+        EOL"  return occTexture2D(occActiveSampler, TexCoord.st / TexCoord.w) * aColor;"
+        EOL"}";
+    }
+  }
+
+  if ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0)
   {
-    aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES;
+    aSrcVertExtraOut    += EOL"THE_SHADER_OUT vec4 VertColor;";
+    aSrcVertExtraMain   += EOL"  VertColor = occVertColor;";
+    aSrcFragGetVertColor = EOL"THE_SHADER_IN  vec4 VertColor;"
+                           EOL"vec4 getVertColor(void) { return VertColor; }";
+  }
+
+  if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanesN) != 0)
+  {
+    if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes1) != 0)
+    {
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_1;
+    }
+    else if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes2) != 0)
+    {
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_2;
+    }
+    else
+    {
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_N;
+    }
   }
 
   aSrcVert = TCollection_AsciiString()
     + THE_FUNC_transformNormal
     + EOL
-      EOL"varying vec4 PositionWorld;"
-      EOL"varying vec4 Position;"
-      EOL"varying vec3 Normal;"
-      EOL"varying vec3 View;"
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec4 PositionWorld;"
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec4 Position;"
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec3 Normal;"
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec3 View;"
       EOL
     + aSrcVertExtraOut
     + EOL"void main()"
@@ -1293,21 +1523,30 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramPhong (Handle(OpenGl_Sha
     + EOL"  gl_Position = occProjectionMatrix * occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * occVertex;"
       EOL"}";
 
-  const TCollection_AsciiString aLights = stdComputeLighting();
+  const TCollection_AsciiString aLights = stdComputeLighting ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0);
   aSrcFrag = TCollection_AsciiString()
-    + EOL"varying vec4 PositionWorld;"
-      EOL"varying vec4 Position;"
-      EOL"varying vec3 Normal;"
-      EOL"varying vec3 View;"
+    + EOL"THE_SHADER_IN vec4 PositionWorld;"
+      EOL"THE_SHADER_IN vec4 Position;"
+      EOL"THE_SHADER_IN vec3 Normal;"
+      EOL"THE_SHADER_IN vec3 View;"
     + EOL
+    + aSrcFragExtraOut
+    + aSrcFragGetVertColor
     + aLights
+    + aSrcFragGetColor
     + EOL
       EOL"void main()"
       EOL"{"
     + aSrcFragExtraMain
-    + EOL"  gl_FragColor = computeLighting (normalize (Normal), normalize (View), Position, gl_FrontFacing);"
+    + EOL"  occFragColor = getColor();"
       EOL"}";
 
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->core32 != NULL)
+  {
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
+  }
+#endif
   aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
   aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
   TCollection_AsciiString aKey;
@@ -1320,23 +1559,238 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramPhong (Handle(OpenGl_Sha
 }
 
 // =======================================================================
-// function : bindProgramWithState
+// function : prepareStdProgramStereo
 // purpose  :
 // =======================================================================
-Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::bindProgramWithState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
-                                                             const OpenGl_Element*               theAspect)
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramStereo (Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
+                                                                const Graphic3d_StereoMode    theStereoMode)
 {
-  if (!myContext->BindProgram (theProgram))
+  Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
+  TCollection_AsciiString aSrcVert =
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec2 TexCoord;"
+      EOL"void main()"
+      EOL"{"
+      EOL"  TexCoord    = occVertex.zw;"
+      EOL"  gl_Position = vec4(occVertex.x, occVertex.y, 0.0, 1.0);"
+      EOL"}";
+
+  TCollection_AsciiString aSrcFrag;
+  switch (theStereoMode)
   {
+    case Graphic3d_StereoMode_Anaglyph:
+    {
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"uniform mat4 uMultL;"
+          EOL"uniform mat4 uMultR;"
+          EOL
+          EOL"vec4 THE_POW_UP   = vec4 (2.2, 2.2, 2.2, 1.0);"
+          EOL"vec4 THE_POW_DOWN = 1.0 / THE_POW_UP;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  TexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, TexCoord);"
+          EOL"  aColorL = pow (aColorL, THE_POW_UP);" // normalize
+          EOL"  aColorR = pow (aColorR, THE_POW_UP);"
+          EOL"  vec4 aColor = uMultR * aColorR + uMultL * aColorL;"
+          EOL"  occFragColor = pow (aColor, THE_POW_DOWN);"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+    case Graphic3d_StereoMode_RowInterlaced:
+    {
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  TexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, TexCoord);"
+          EOL"  if (int (mod (gl_FragCoord.y - 1023.5, 2.0)) != 1)"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorL;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  else"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"  }"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+    case Graphic3d_StereoMode_ColumnInterlaced:
+    {
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  TexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, TexCoord);"
+          EOL"  if (int (mod (gl_FragCoord.x - 1023.5, 2.0)) == 1)"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorL;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  else"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"  }"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+    case Graphic3d_StereoMode_ChessBoard:
+    {
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  TexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, TexCoord);"
+          EOL"  bool isEvenX = int(mod(floor(gl_FragCoord.x - 1023.5), 2.0)) != 1;"
+          EOL"  bool isEvenY = int(mod(floor(gl_FragCoord.y - 1023.5), 2.0)) == 1;"
+          EOL"  if ((isEvenX && isEvenY) || (!isEvenX && !isEvenY))"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorL;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  else"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"  }"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+    case Graphic3d_StereoMode_SideBySide:
+    {
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec2 aTexCoord = vec2 (TexCoord.x * 2.0, TexCoord.y);"
+          EOL"  if (TexCoord.x > 0.5)"
+          EOL"  {"
+          EOL"    aTexCoord.x -= 1.0;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  aTexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, aTexCoord);"
+          EOL"  if (TexCoord.x <= 0.5)"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorL;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  else"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"  }"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+    case Graphic3d_StereoMode_OverUnder:
+    {
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec2 aTexCoord = vec2 (TexCoord.x, TexCoord.y * 2.0);"
+          EOL"  if (TexCoord.y > 0.5)"
+          EOL"  {"
+          EOL"    aTexCoord.y -= 1.0;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  aTexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, aTexCoord);"
+          EOL"  if (TexCoord.y <= 0.5)"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorL;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  else"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"  }"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+    case Graphic3d_StereoMode_QuadBuffer:
+    case Graphic3d_StereoMode_SoftPageFlip:
+    default:
+    {
+      /*const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& aProgram = myStereoPrograms[Graphic3d_StereoMode_QuadBuffer];
+      if (!aProgram.IsNull())
+      {
+        return aProgram->IsValid();
+      }*/
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  TexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, TexCoord);"
+          EOL"  aColorL.b = 0.0;"
+          EOL"  aColorL.g = 0.0;"
+          EOL"  aColorR.r = 0.0;"
+          EOL"  occFragColor = aColorL + aColorR;"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+  }
+
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->core32 != NULL)
+  {
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
+  }
+#endif
+
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
+  TCollection_AsciiString aKey;
+  if (!Create (aProgramSrc, aKey, theProgram))
+  {
+    theProgram = new OpenGl_ShaderProgram(); // just mark as invalid
     return Standard_False;
   }
-  theProgram->ApplyVariables (myContext);
 
-  const OpenGl_MaterialState* aMaterialState = MaterialState (theProgram);
-  if (aMaterialState == NULL || aMaterialState->Aspect() != theAspect)
+  myContext->BindProgram (theProgram);
+  theProgram->SetSampler (myContext, "uLeftSampler",  0);
+  theProgram->SetSampler (myContext, "uRightSampler", 1);
+  myContext->BindProgram (NULL);
+  return Standard_True;
+}
+
+// =======================================================================
+// function : bindProgramWithState
+// purpose  :
+// =======================================================================
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::bindProgramWithState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram)
+{
+  if (!myContext->BindProgram (theProgram))
   {
-    UpdateMaterialStateTo (theProgram, theAspect);
+    return Standard_False;
   }
+  theProgram->ApplyVariables (myContext);
 
   PushState (theProgram);
   return Standard_True;