0027789: Visualization, TKOpenGl - improve compatibility with new OpenGL ES devices
[occt.git] / src / OpenGl / OpenGl_ShaderManager.cxx
index 348c7aa..735adc9 100644 (file)
 
 #include <TCollection_ExtendedString.hxx>
 
-
-
-
 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.
@@ -53,6 +53,9 @@ const char THE_VARY_TexCoord_Trsf[] =
   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)"
@@ -187,29 +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"  }";
+
 }
 
 // =======================================================================
@@ -309,7 +348,6 @@ void OpenGl_ShaderManager::Unregister (TCollection_AsciiString&      theShareKey
       }
 
       myProgramList.Remove (anIt);
-      myMaterialStates.UnBind (theProgram);
       break;
     }
   }
@@ -724,9 +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;
   }
@@ -748,9 +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())
@@ -760,260 +794,26 @@ 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();
-  }
-}
-
-// =======================================================================
-// 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);
-}
-
-// =======================================================================
-// function : SurfaceDetailState
-// purpose  : Returns current state of OCCT surface detail
-// =======================================================================
-const OpenGl_SurfaceDetailState& OpenGl_ShaderManager::SurfaceDetailState() const
-{
-  return mySurfaceDetailState;
-}
-
-// =======================================================================
-// function : UpdateSurfaceDetailStateTo
-// purpose  : Updates state of OCCT surface detail
-// =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::UpdateSurfaceDetailStateTo (const Graphic3d_TypeOfSurfaceDetail theDetail)
-{
-  mySurfaceDetailState.Set (theDetail);
-  mySurfaceDetailState.Update();
-}
-
-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;
-    }
-
-    const OPENGL_SURF_PROP& aProp = anIndex == 0 || theAspect->DistinguishingMode() != TOn
-                                  ? theAspect->IntFront()
-                                  : theAspect->IntBack();
-    aParams.Init (aProp);
-    aParams.Diffuse.a() = aProp.trans;
-    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  :
-// =======================================================================
-static void PushAspectText (const Handle(OpenGl_Context)&       theCtx,
-                            const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
-                            const OpenGl_AspectText*            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 */);
-
-  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);
-}
-
-// =======================================================================
-// function : PushAspectMarker
-// 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
-{
-  if (!myMaterialStates.IsBound (theProgram))
-  {
-    return;
-  }
-
-  const OpenGl_MaterialState& aState = myMaterialStates.Find (theProgram);
-  if (aState.Index() == theProgram->ActiveState (OpenGl_MATERIALS_STATE))
-  {
-    return;
-  }
-
-  const OpenGl_Element* anAspect = aState.Aspect();
-  if (typeid (*anAspect) == typeid (OpenGl_AspectFace))
-  {
-    PushAspectFace   (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectFace*> (anAspect));
-  }
-  else if (typeid (*anAspect) == typeid (OpenGl_AspectLine))
-  {
-    PushAspectLine   (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectLine*> (anAspect));
-  }
-  else if (typeid (*anAspect) == typeid (OpenGl_AspectText))
-  {
-    PushAspectText   (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectText*> (anAspect));
-  }
-  else if (typeid (*anAspect) == typeid (OpenGl_AspectMarker))
-  {
-    PushAspectMarker (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectMarker*> (anAspect));
-  }
-
-  theProgram->UpdateState (OpenGl_MATERIALS_STATE, aState.Index());
+  theProgram->SetUniform (myContext, aLocEquations, THE_MAX_CLIP_PLANES, anEquations);
 }
 
 // =======================================================================
@@ -1023,7 +823,6 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushMaterialState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)
 void OpenGl_ShaderManager::PushState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
 {
   PushClippingState    (theProgram);
-  PushMaterialState    (theProgram);
   PushWorldViewState   (theProgram);
   PushModelWorldState  (theProgram);
   PushProjectionState  (theProgram);
@@ -1149,6 +948,39 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFboBlit()
   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  :
@@ -1157,7 +989,7 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_Shad
                                                               const Standard_Integer        theBits)
 {
   Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
-  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertExtraOut, aSrcVertExtraMain, aSrcVertExtraFunc, 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"  occFragColor = getColor();";
   if ((theBits & OpenGl_PO_Point) != 0)
@@ -1165,49 +997,37 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_Shad
   #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"vec4 getColor(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, " THE_VEC2_glPointCoord "); }";
+    }
+
+    if (textureUsed (theBits))
     {
-      TCollection_AsciiString
-        aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, gl_PointCoord).a; }";
+      aSrcGetAlpha = pointSpriteAlphaSrc (theBits);
+
     #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
-      if (myContext->core11 == NULL)
-      {
-        aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, gl_PointCoord).r; }";
-      }
-      else if (myContext->IsGlGreaterEqual (2, 1))
+      if (myContext->core11 != NULL
+        && myContext->IsGlGreaterEqual (2, 1))
       {
         aProgramSrc->SetHeader ("#version 120"); // gl_PointCoord has been added since GLSL 1.2
       }
     #endif
 
-      aSrcFragGetColor = aSrcGetAlpha
-      + EOL"vec4  getColor(void)"
-        EOL"{"
-        EOL"  vec4 aColor = occColor;"
-        EOL"  aColor.a *= getAlpha();"
-        EOL"  return aColor;"
-        EOL"}";
-
       aSrcFragMainGetColor =
         EOL"  vec4 aColor = getColor();"
+        EOL"  aColor.a = getAlpha();"
         EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
         EOL"  occFragColor = aColor;";
     }
-    else if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+    else
     {
-      aSrcFragGetColor =
-        EOL"vec4 getColor(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, gl_PointCoord); }";
       aSrcFragMainGetColor =
         EOL"  vec4 aColor = getColor();"
         EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
         EOL"  occFragColor = aColor;";
-    #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
     }
   }
   else
@@ -1233,7 +1053,7 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_Shad
         EOL"  vec3 aNormal   = transformNormal (occNormal);"
         EOL"  vec3 aReflect  = reflect (normalize (aPosition.xyz), aNormal);"
         EOL"  aReflect.z += 1.0;"
-        EOL"  TexCoord = aReflect.xy * inversesqrt (dot (aReflect, aReflect)) * 0.5 + vec2 (0.5);";
+        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); }";
@@ -1246,7 +1066,7 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_Shad
     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)
   {
     aSrcVertExtraOut +=
       EOL"THE_SHADER_OUT vec4 PositionWorld;"
@@ -1257,7 +1077,19 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_Shad
     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;
@@ -1324,6 +1156,7 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_Shad
   aSrcFrag =
       aSrcFragExtraOut
     + aSrcFragGetColor
+    + aSrcGetAlpha
     + EOL"void main()"
       EOL"{"
     + aSrcFragExtraMain
@@ -1348,13 +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 (const Standard_Boolean theHasVertColor)
 {
-  bool aLightsMap[Graphic3d_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)
@@ -1377,21 +1244,29 @@ TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::stdComputeLighting (const Standard
           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 Graphic3d_TOLS_AMBIENT:     break;
-        case Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL: aLightsFunc += THE_FUNC_directionalLight; break;
-        case Graphic3d_TOLS_POSITIONAL:  aLightsFunc += THE_FUNC_pointLight;       break;
-        case Graphic3d_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;
     }
   }
 
@@ -1444,28 +1319,18 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramGouraud (Handle(OpenGl_S
   #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
     aSrcVertExtraMain += EOL"  gl_PointSize = occPointSize;";
   #endif
-  }
-  if ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0)
-  {
-    aSrcVertColor = EOL"vec4 getVertColor(void) { return occVertColor; }";
-  }
-  if ((theBits & OpenGl_PO_Point) != 0)
-  {
-    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+
+    if (textureUsed (theBits))
     {
-      aSrcFragGetColor =
-        EOL"vec4 getColor(void)"
-        EOL"{"
-        EOL"  vec4 aColor = gl_FrontFacing ? FrontColor : BackColor;"
-        EOL"  return occTexture2D(occActiveSampler, gl_PointCoord) * aColor;"
-        EOL"}";
-    #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
+      #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
@@ -1484,7 +1349,13 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramGouraud (Handle(OpenGl_S
         EOL"}";
     }
   }
-  if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes) != 0)
+
+  if ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0)
+  {
+    aSrcVertColor = EOL"vec4 getVertColor(void) { return occVertColor; }";
+  }
+
+  if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanesN) != 0)
   {
     aSrcVertExtraOut +=
       EOL"THE_SHADER_OUT vec4 PositionWorld;"
@@ -1495,7 +1366,19 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramGouraud (Handle(OpenGl_S
     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 ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0);
@@ -1566,32 +1449,18 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramPhong (Handle(OpenGl_Sha
   #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
     aSrcVertExtraMain += EOL"  gl_PointSize = occPointSize;";
   #endif
-  }
-  if ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0)
-  {
-    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_Point) != 0)
-  {
-    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+    if (textureUsed (theBits))
     {
-      aSrcFragGetColor =
-        EOL"vec4 getColor(void)"
-        EOL"{"
-        EOL"  vec4 aColor = " thePhongCompLight ";"
-        EOL"  return occTexture2D(occActiveSampler, gl_PointCoord) * aColor;"
-        EOL"}";
-    #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
+      #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);
     }
   }
   else
@@ -1611,9 +1480,28 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramPhong (Handle(OpenGl_Sha
     }
   }
 
-  if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes) != 0)
+  if ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0)
+  {
+    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)
   {
-    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;
+    }
   }
 
   aSrcVert = TCollection_AsciiString()
@@ -1698,8 +1586,8 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramStereo (Handle(OpenGl_Sh
           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"const vec4 THE_POW_UP   =       vec4 (2.2, 2.2, 2.2, 1.0);"
+          EOL"const vec4 THE_POW_DOWN = 1.0 / vec4 (2.2, 2.2, 2.2, 1.0);"
           EOL
           EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
           EOL
@@ -1896,8 +1784,7 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramStereo (Handle(OpenGl_Sh
 // function : bindProgramWithState
 // purpose  :
 // =======================================================================
-Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::bindProgramWithState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
-                                                             const OpenGl_Element*               theAspect)
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::bindProgramWithState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram)
 {
   if (!myContext->BindProgram (theProgram))
   {
@@ -1905,12 +1792,6 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::bindProgramWithState (const Handle(OpenGl
   }
   theProgram->ApplyVariables (myContext);
 
-  const OpenGl_MaterialState* aMaterialState = MaterialState (theProgram);
-  if (aMaterialState == NULL || aMaterialState->Aspect() != theAspect)
-  {
-    UpdateMaterialStateTo (theProgram, theAspect);
-  }
-
   PushState (theProgram);
   return Standard_True;
 }