0030748: Visualization - Marker displayed in immediate layer ruins QT Quick view...
[occt.git] / src / OpenGl / OpenGl_ShaderManager.cxx
index 0ff8cf6..9dcdbc2 100644 (file)
 #include <typeinfo>
 
 #include <Graphic3d_TextureParams.hxx>
-#include <OpenGl_AspectFace.hxx>
-#include <OpenGl_AspectLine.hxx>
-#include <OpenGl_AspectMarker.hxx>
-#include <OpenGl_AspectText.hxx>
-#include <OpenGl_Clipping.hxx>
+#include <OpenGl_Aspects.hxx>
+#include <OpenGl_ClippingIterator.hxx>
 #include <OpenGl_Context.hxx>
 #include <OpenGl_ShaderManager.hxx>
 #include <OpenGl_ShaderProgram.hxx>
+#include <OpenGl_VertexBufferCompat.hxx>
+#include <OpenGl_PointSprite.hxx>
 #include <OpenGl_Workspace.hxx>
 
 #include <TCollection_ExtendedString.hxx>
 
-
-
-
 IMPLEMENT_STANDARD_RTTIEXT(OpenGl_ShaderManager,Standard_Transient)
 
 namespace
 {
+  //! Number specifying maximum number of light sources to prepare a GLSL program with unrolled loop.
+  const Standard_Integer THE_NB_UNROLLED_LIGHTS_MAX = 32;
+
+  //! Compute the size of array storing holding light sources definition.
+  static Standard_Integer roundUpMaxLightSources (Standard_Integer theNbLights)
+  {
+    Standard_Integer aMaxLimit = THE_NB_UNROLLED_LIGHTS_MAX;
+    for (; aMaxLimit < theNbLights; aMaxLimit *= 2) {}
+    return aMaxLimit;
+  }
 
 #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();"
@@ -53,6 +54,9 @@ 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)"
@@ -80,7 +84,7 @@ const char THE_FUNC_pointLight[] =
   EOL"  vec3 aLight = occLight_Position (theId).xyz;"
   EOL"  if (occLight_IsHeadlight (theId) == 0)"
   EOL"  {"
-  EOL"    aLight = vec3 (occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * vec4 (aLight, 1.0));"
+  EOL"    aLight = vec3 (occWorldViewMatrix * vec4 (aLight, 1.0));"
   EOL"  }"
   EOL"  aLight -= thePoint;"
   EOL
@@ -102,8 +106,8 @@ const char THE_FUNC_pointLight[] =
   EOL"    aSpecl = pow (aNdotH, theIsFront ? occFrontMaterial_Shininess() : occBackMaterial_Shininess());"
   EOL"  }"
   EOL
-  EOL"Diffuse  += occLight_Diffuse  (theId).rgb * aNdotL * anAtten;"
-  EOL"Specular += occLight_Specular (theId).rgb * aSpecl * anAtten;"
+  EOL"  Diffuse  += occLight_Diffuse  (theId).rgb * aNdotL * anAtten;"
+  EOL"  Specular += occLight_Specular (theId).rgb * aSpecl * anAtten;"
   EOL"}";
 
 //! Function computes contribution of spotlight source
@@ -118,8 +122,8 @@ const char THE_FUNC_spotLight[] =
   EOL"  vec3 aSpotDir = occLight_SpotDirection (theId).xyz;"
   EOL"  if (occLight_IsHeadlight (theId) == 0)"
   EOL"  {"
-  EOL"    aLight   = vec3 (occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * vec4 (aLight,   1.0));"
-  EOL"    aSpotDir = vec3 (occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * vec4 (aSpotDir, 0.0));"
+  EOL"    aLight   = vec3 (occWorldViewMatrix * vec4 (aLight,   1.0));"
+  EOL"    aSpotDir = vec3 (occWorldViewMatrix * vec4 (aSpotDir, 0.0));"
   EOL"  }"
   EOL"  aLight -= thePoint;"
   EOL
@@ -168,7 +172,7 @@ const char THE_FUNC_directionalLight[] =
   EOL"  vec3 aLight = normalize (occLight_Position (theId).xyz);"
   EOL"  if (occLight_IsHeadlight (theId) == 0)"
   EOL"  {"
-  EOL"    aLight = vec3 (occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * vec4 (aLight, 0.0));"
+  EOL"    aLight = vec3 (occWorldViewMatrix * vec4 (aLight, 0.0));"
   EOL"  }"
   EOL
   EOL"  vec3 aHalf = normalize (aLight + theView);"
@@ -197,7 +201,7 @@ const char THE_FUNC_directionalLightFirst[] =
   EOL"  vec3 aLight = normalize (occLightSources[1].xyz);"
   EOL"  if (occLight_IsHeadlight (0) == 0)"
   EOL"  {"
-  EOL"    aLight = vec3 (occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * vec4 (aLight, 0.0));"
+  EOL"    aLight = vec3 (occWorldViewMatrix * vec4 (aLight, 0.0));"
   EOL"  }"
   EOL
   EOL"  vec3 aHalf = normalize (aLight + theView);"
@@ -218,27 +222,181 @@ const char THE_FUNC_directionalLightFirst[] =
 
 //! 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 chains of clipping planes in Fragment Shader.
+const char THE_FRAG_CLIP_CHAINS_N[] =
+EOL"  for (int aPlaneIter = 0; aPlaneIter < occClipPlaneCount;)"
+EOL"  {"
+EOL"    vec4 aClipEquation = occClipPlaneEquations[aPlaneIter];"
+EOL"    if (dot (aClipEquation.xyz, PositionWorld.xyz / PositionWorld.w) + aClipEquation.w < 0.0)"
+EOL"    {"
+EOL"      if (occClipPlaneChains[aPlaneIter] == 1)"
+EOL"      {"
+EOL"        discard;"
+EOL"      }"
+EOL"      aPlaneIter += 1;"
+EOL"    }"
+EOL"    else"
+EOL"    {"
+EOL"      aPlaneIter += occClipPlaneChains[aPlaneIter];"
+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"  }";
+
+//! Process a chain of 2 clipping planes in Fragment Shader (3/4 section).
+const char THE_FRAG_CLIP_CHAINS_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"  }";
+
+//! Modify color for Wireframe presentation.
+const char THE_FRAG_WIREFRAME_COLOR[] =
+EOL"vec4 getFinalColor(void)"
+EOL"{"
+EOL"  float aDistance = min (min (EdgeDistance[0], EdgeDistance[1]), EdgeDistance[2]);"
+EOL"  bool isHollow = occWireframeColor.a < 0.0;"
+EOL"  float aMixVal = smoothstep (occLineWidth - occLineFeather * 0.5, occLineWidth + occLineFeather * 0.5, aDistance);"
+EOL"  vec4 aMixColor = isHollow"
+EOL"                 ? vec4 (getColor().rgb, 1.0 - aMixVal)"          // edges only (of interior color)
+EOL"                 : mix (occWireframeColor, getColor(), aMixVal);" // interior + edges
+EOL"  return aMixColor;"
+EOL"}";
+
+//! Compute gl_Position vertex shader output.
+const char THE_VERT_gl_Position[] =
+EOL"  gl_Position = occProjectionMatrix * occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * occVertex;";
+
+//! Displace gl_Position alongside vertex normal for outline rendering.
+//! This code adds silhouette only for smooth surfaces of closed primitive, and produces visual artifacts on sharp edges.
+const char THE_VERT_gl_Position_OUTLINE[] =
+EOL"  float anOutlineDisp = occOrthoScale > 0.0 ? occOrthoScale : gl_Position.w;"
+EOL"  vec4  anOutlinePos  = occVertex + vec4 (occNormal * (occSilhouetteThickness * anOutlineDisp), 0.0);"
+EOL"  gl_Position = occProjectionMatrix * occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * anOutlinePos;";
+
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+
+  static const GLfloat THE_DEFAULT_AMBIENT[4]    = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };
+  static const GLfloat THE_DEFAULT_SPOT_DIR[3]   = { 0.0f, 0.0f, -1.0f };
+  static const GLfloat THE_DEFAULT_SPOT_EXPONENT = 0.0f;
+  static const GLfloat THE_DEFAULT_SPOT_CUTOFF   = 180.0f;
+
+  //! Bind FFP light source.
+  static void bindLight (const Graphic3d_CLight& theLight,
+                         const GLenum        theLightGlId,
+                         const OpenGl_Mat4&  theModelView,
+                         OpenGl_Context*     theCtx)
+  {
+    // the light is a headlight?
+    if (theLight.IsHeadlight())
+    {
+      theCtx->core11->glMatrixMode (GL_MODELVIEW);
+      theCtx->core11->glLoadIdentity();
+    }
+
+    // setup light type
+    const Graphic3d_Vec4& aLightColor = theLight.PackedColor();
+    switch (theLight.Type())
+    {
+      case Graphic3d_TOLS_AMBIENT    : break; // handled by separate if-clause at beginning of method
+      case Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL:
+      {
+        // if the last parameter of GL_POSITION, is zero, the corresponding light source is a Directional one
+        const OpenGl_Vec4 anInfDir = -theLight.PackedDirection();
+
+        // to create a realistic effect,  set the GL_SPECULAR parameter to the same value as the GL_DIFFUSE.
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_AMBIENT,               THE_DEFAULT_AMBIENT);
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_DIFFUSE,               aLightColor.GetData());
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_SPECULAR,              aLightColor.GetData());
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_POSITION,              anInfDir.GetData());
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_SPOT_DIRECTION,        THE_DEFAULT_SPOT_DIR);
+        theCtx->core11->glLightf  (theLightGlId, GL_SPOT_EXPONENT,         THE_DEFAULT_SPOT_EXPONENT);
+        theCtx->core11->glLightf  (theLightGlId, GL_SPOT_CUTOFF,           THE_DEFAULT_SPOT_CUTOFF);
+        break;
+      }
+      case Graphic3d_TOLS_POSITIONAL:
+      {
+        // to create a realistic effect, set the GL_SPECULAR parameter to the same value as the GL_DIFFUSE
+        const OpenGl_Vec4 aPosition (static_cast<float>(theLight.Position().X()), static_cast<float>(theLight.Position().Y()), static_cast<float>(theLight.Position().Z()), 1.0f);
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_AMBIENT,               THE_DEFAULT_AMBIENT);
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_DIFFUSE,               aLightColor.GetData());
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_SPECULAR,              aLightColor.GetData());
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_POSITION,              aPosition.GetData());
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_SPOT_DIRECTION,        THE_DEFAULT_SPOT_DIR);
+        theCtx->core11->glLightf  (theLightGlId, GL_SPOT_EXPONENT,         THE_DEFAULT_SPOT_EXPONENT);
+        theCtx->core11->glLightf  (theLightGlId, GL_SPOT_CUTOFF,           THE_DEFAULT_SPOT_CUTOFF);
+        theCtx->core11->glLightf  (theLightGlId, GL_CONSTANT_ATTENUATION,  theLight.ConstAttenuation());
+        theCtx->core11->glLightf  (theLightGlId, GL_LINEAR_ATTENUATION,    theLight.LinearAttenuation());
+        theCtx->core11->glLightf  (theLightGlId, GL_QUADRATIC_ATTENUATION, 0.0);
+        break;
+      }
+      case Graphic3d_TOLS_SPOT:
+      {
+        const OpenGl_Vec4 aPosition (static_cast<float>(theLight.Position().X()), static_cast<float>(theLight.Position().Y()), static_cast<float>(theLight.Position().Z()), 1.0f);
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_AMBIENT,               THE_DEFAULT_AMBIENT);
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_DIFFUSE,               aLightColor.GetData());
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_SPECULAR,              aLightColor.GetData());
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_POSITION,              aPosition.GetData());
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_SPOT_DIRECTION,        theLight.PackedDirection().GetData());
+        theCtx->core11->glLightf  (theLightGlId, GL_SPOT_EXPONENT,         theLight.Concentration() * 128.0f);
+        theCtx->core11->glLightf  (theLightGlId, GL_SPOT_CUTOFF,          (theLight.Angle() * 180.0f) / GLfloat(M_PI));
+        theCtx->core11->glLightf  (theLightGlId, GL_CONSTANT_ATTENUATION,  theLight.ConstAttenuation());
+        theCtx->core11->glLightf  (theLightGlId, GL_LINEAR_ATTENUATION,    theLight.LinearAttenuation());
+        theCtx->core11->glLightf  (theLightGlId, GL_QUADRATIC_ATTENUATION, 0.0f);
+        break;
+      }
+    }
+
+    // restore matrix in case of headlight
+    if (theLight.IsHeadlight())
+    {
+      theCtx->core11->glLoadMatrixf (theModelView.GetData());
+    }
+
+    glEnable (theLightGlId);
+  }
+#endif
+
+  //! Generate map key for light sources configuration.
+  static TCollection_AsciiString genLightKey (const Handle(Graphic3d_LightSet)& theLights)
+  {
+    if (theLights->NbEnabled() <= THE_NB_UNROLLED_LIGHTS_MAX)
+    {
+      return TCollection_AsciiString ("l_") + theLights->KeyEnabledLong();
+    }
+
+    const Standard_Integer aMaxLimit = roundUpMaxLightSources (theLights->NbEnabled());
+    return TCollection_AsciiString ("l_") + theLights->KeyEnabledShort() + aMaxLimit;
+  }
 }
 
 // =======================================================================
@@ -246,8 +404,11 @@ const char THE_FRAG_CLIP_PLANES[] =
 // purpose  : Creates new empty shader manager
 // =======================================================================
 OpenGl_ShaderManager::OpenGl_ShaderManager (OpenGl_Context* theContext)
-: myShadingModel (Graphic3d_TOSM_VERTEX),
+: myFfpProgram (new OpenGl_ShaderProgramFFP()),
+  myShadingModel (Graphic3d_TOSM_VERTEX),
+  myUnlitPrograms (new OpenGl_SetOfPrograms()),
   myContext  (theContext),
+  myHasLocalOrigin (Standard_False),
   myLastView (NULL)
 {
   //
@@ -270,10 +431,13 @@ void OpenGl_ShaderManager::clear()
 {
   myProgramList.Clear();
   myLightPrograms.Nullify();
-  myFlatPrograms = OpenGl_SetOfShaderPrograms();
+  myUnlitPrograms = new OpenGl_SetOfPrograms();
+  myOutlinePrograms.Nullify();
   myMapOfLightPrograms.Clear();
   myFontProgram.Nullify();
   myBlitProgram.Nullify();
+  myBoundBoxProgram.Nullify();
+  myBoundBoxVertBuffer.Nullify();
   for (Standard_Integer aModeIter = 0; aModeIter < Graphic3d_StereoMode_NB; ++aModeIter)
   {
     myStereoPrograms[aModeIter].Nullify();
@@ -379,29 +543,18 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::IsEmpty() const
 // =======================================================================
 void OpenGl_ShaderManager::switchLightPrograms()
 {
-  TCollection_AsciiString aKey (myShadingModel == Graphic3d_TOSM_FRAGMENT ? "p_" : "g_");
-  const OpenGl_ListOfLight* aLights = myLightSourceState.LightSources();
-  if (aLights != NULL)
+  const Handle(Graphic3d_LightSet)& aLights = myLightSourceState.LightSources();
+  if (aLights.IsNull())
   {
-    for (OpenGl_ListOfLight::Iterator aLightIter (*aLights); aLightIter.More(); aLightIter.Next())
+    if (!myMapOfLightPrograms.Find ("unlit", myLightPrograms))
     {
-      switch (aLightIter.Value().Type)
-      {
-        case Graphic3d_TOLS_AMBIENT:
-          break; // skip ambient
-        case Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL:
-          aKey += "d";
-          break;
-        case Graphic3d_TOLS_POSITIONAL:
-          aKey += "p";
-          break;
-        case Graphic3d_TOLS_SPOT:
-          aKey += "s";
-          break;
-      }
+      myLightPrograms = new OpenGl_SetOfShaderPrograms (myUnlitPrograms);
+      myMapOfLightPrograms.Bind ("unlit", myLightPrograms);
     }
+    return;
   }
 
+  const TCollection_AsciiString aKey = genLightKey (aLights);
   if (!myMapOfLightPrograms.Find (aKey, myLightPrograms))
   {
     myLightPrograms = new OpenGl_SetOfShaderPrograms();
@@ -413,19 +566,33 @@ void OpenGl_ShaderManager::switchLightPrograms()
 // function : UpdateLightSourceStateTo
 // purpose  : Updates state of OCCT light sources
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::UpdateLightSourceStateTo (const OpenGl_ListOfLight* theLights)
+void OpenGl_ShaderManager::UpdateLightSourceStateTo (const Handle(Graphic3d_LightSet)& theLights)
 {
   myLightSourceState.Set (theLights);
   myLightSourceState.Update();
   switchLightPrograms();
 }
 
+// =======================================================================
+// function : UpdateLightSourceState
+// purpose  :
+// =======================================================================
+void OpenGl_ShaderManager::UpdateLightSourceState()
+{
+  myLightSourceState.Update();
+}
+
 // =======================================================================
 // function : SetShadingModel
 // purpose  :
 // =======================================================================
 void OpenGl_ShaderManager::SetShadingModel (const Graphic3d_TypeOfShadingModel theModel)
 {
+  if (theModel == Graphic3d_TOSM_DEFAULT)
+  {
+    throw Standard_ProgramError ("OpenGl_ShaderManager::SetShadingModel() - attempt to set invalid Shading Model!");
+  }
+
   myShadingModel = theModel;
   switchLightPrograms();
 }
@@ -461,172 +628,188 @@ void OpenGl_ShaderManager::UpdateWorldViewStateTo (const OpenGl_Mat4& theWorldVi
 }
 
 // =======================================================================
-// function : LightSourceState
-// purpose  : Returns current state of OCCT light sources
-// =======================================================================
-const OpenGl_LightSourceState& OpenGl_ShaderManager::LightSourceState() const
-{
-  return myLightSourceState;
-}
-
-// =======================================================================
-// function : ProjectionState
-// purpose  : Returns current state of OCCT projection transform
-// =======================================================================
-const OpenGl_ProjectionState& OpenGl_ShaderManager::ProjectionState() const
-{
-  return myProjectionState;
-}
-
-// =======================================================================
-// function : ModelWorldState
-// purpose  : Returns current state of OCCT model-world transform
-// =======================================================================
-const OpenGl_ModelWorldState& OpenGl_ShaderManager::ModelWorldState() const
-{
-  return myModelWorldState;
-}
-
-// =======================================================================
-// function : WorldViewState
-// purpose  : Returns current state of OCCT world-view transform
+// function : pushLightSourceState
+// purpose  :
 // =======================================================================
-const OpenGl_WorldViewState& OpenGl_ShaderManager::WorldViewState() const
-{
-  return myWorldViewState;
-}
-
-//! Packed properties of light source
-class OpenGl_ShaderLightParameters
+void OpenGl_ShaderManager::pushLightSourceState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
 {
-public:
-
-  OpenGl_Vec4 Color;
-  OpenGl_Vec4 Position;
-  OpenGl_Vec4 Direction;
-  OpenGl_Vec4 Parameters;
-
-  //! Returns packed (serialized) representation of light source properties
-  const OpenGl_Vec4* Packed() const { return reinterpret_cast<const OpenGl_Vec4*> (this); }
-  static Standard_Integer NbOfVec4() { return 4; }
-
-};
+  theProgram->UpdateState (OpenGl_LIGHT_SOURCES_STATE, myLightSourceState.Index());
+  if (theProgram == myFfpProgram)
+  {
+  #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+    if (myContext->core11 == NULL)
+    {
+      return;
+    }
 
-//! Packed light source type information
-class OpenGl_ShaderLightType
-{
-public:
+    GLenum aLightGlId = GL_LIGHT0;
+    const OpenGl_Mat4 aModelView = myWorldViewState.WorldViewMatrix() * myModelWorldState.ModelWorldMatrix();
+    for (Graphic3d_LightSet::Iterator aLightIt (myLightSourceState.LightSources(), Graphic3d_LightSet::IterationFilter_ExcludeDisabledAndAmbient);
+         aLightIt.More(); aLightIt.Next())
+    {
+      if (aLightGlId > GL_LIGHT7) // only 8 lights in FFP...
+      {
+        myContext->PushMessage (GL_DEBUG_SOURCE_APPLICATION, GL_DEBUG_TYPE_PORTABILITY, 0, GL_DEBUG_SEVERITY_MEDIUM,
+                                "Warning: light sources limit (8) has been exceeded within Fixed-function pipeline.");
+        continue;
+      }
 
-  Standard_Integer Type;
-  Standard_Integer IsHeadlight;
+      bindLight (*aLightIt.Value(), aLightGlId, aModelView, myContext);
+      ++aLightGlId;
+    }
 
-  //! Returns packed (serialized) representation of light source type
-  const OpenGl_Vec2i* Packed() const { return reinterpret_cast<const OpenGl_Vec2i*> (this); }
-  static Standard_Integer NbOfVec2i() { return 1; }
+    // apply accumulated ambient color
+    const Graphic3d_Vec4 anAmbient = !myLightSourceState.LightSources().IsNull()
+                                    ? myLightSourceState.LightSources()->AmbientColor()
+                                    : Graphic3d_Vec4 (0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
+    myContext->core11->glLightModelfv (GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, anAmbient.GetData());
 
-};
+    // GL_LIGHTING is managed by drawers to switch between shaded / no lighting output,
+    // therefore managing the state here does not have any effect - do it just for consistency.
+    if (aLightGlId != GL_LIGHT0)
+    {
+      ::glEnable (GL_LIGHTING);
+    }
+    else
+    {
+      ::glDisable (GL_LIGHTING);
+    }
+    // switch off unused lights
+    for (; aLightGlId <= GL_LIGHT7; ++aLightGlId)
+    {
+      ::glDisable (aLightGlId);
+    }
+  #endif
+    return;
+  }
 
-// =======================================================================
-// function : PushLightSourceState
-// purpose  : Pushes state of OCCT light sources to the program
-// =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::PushLightSourceState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
-{
-  if (myLightSourceState.Index() == theProgram->ActiveState (OpenGl_LIGHT_SOURCES_STATE)
-   || !theProgram->IsValid())
+  const Standard_Integer aNbLightsMax = theProgram->NbLightsMax();
+  const GLint anAmbientLoc = theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_LIGHT_AMBIENT);
+  if (aNbLightsMax == 0
+   && anAmbientLoc == OpenGl_ShaderProgram::INVALID_LOCATION)
   {
     return;
   }
 
-  OpenGl_ShaderLightType* aLightTypeArray = new OpenGl_ShaderLightType[OpenGLMaxLights];
-  for (Standard_Integer aLightIt = 0; aLightIt < OpenGLMaxLights; ++aLightIt)
+  if (myLightTypeArray.Size() < aNbLightsMax)
+  {
+    myLightTypeArray  .Resize (0, aNbLightsMax - 1, false);
+    myLightParamsArray.Resize (0, aNbLightsMax - 1, false);
+  }
+  for (Standard_Integer aLightIt = 0; aLightIt < aNbLightsMax; ++aLightIt)
   {
-    aLightTypeArray[aLightIt].Type = -1;
+    myLightTypeArray.ChangeValue (aLightIt).Type = -1;
   }
 
-  const Standard_Integer aLightsDefNb = Min (myLightSourceState.LightSources()->Size(), OpenGLMaxLights);
-  if (aLightsDefNb < 1)
+  if (myLightSourceState.LightSources().IsNull()
+   || myLightSourceState.LightSources()->IsEmpty())
   {
     theProgram->SetUniform (myContext,
                             theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_LIGHT_SOURCE_COUNT),
                             0);
     theProgram->SetUniform (myContext,
-                            theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_LIGHT_AMBIENT),
+                            anAmbientLoc,
                             OpenGl_Vec4 (0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f));
     theProgram->SetUniform (myContext,
                             theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_LIGHT_SOURCE_TYPES),
-                            OpenGLMaxLights * OpenGl_ShaderLightType::NbOfVec2i(),
-                            aLightTypeArray[0].Packed());
-    theProgram->UpdateState (OpenGl_LIGHT_SOURCES_STATE, myLightSourceState.Index());
-    delete[] aLightTypeArray;
+                            aNbLightsMax * OpenGl_ShaderLightType::NbOfVec2i(),
+                            myLightTypeArray.First().Packed());
     return;
   }
 
-  OpenGl_ShaderLightParameters* aLightParamsArray = new OpenGl_ShaderLightParameters[aLightsDefNb];
-
-  OpenGl_Vec4 anAmbient (0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
   Standard_Integer aLightsNb = 0;
-  for (OpenGl_ListOfLight::Iterator anIter (*myLightSourceState.LightSources()); anIter.More(); anIter.Next())
+  for (Graphic3d_LightSet::Iterator anIter (myLightSourceState.LightSources(), Graphic3d_LightSet::IterationFilter_ExcludeDisabledAndAmbient);
+       anIter.More(); anIter.Next())
   {
-    const OpenGl_Light& aLight = anIter.Value();
-    if (aLight.Type == Graphic3d_TOLS_AMBIENT)
+    const Graphic3d_CLight& aLight = *anIter.Value();
+    if (aLightsNb >= aNbLightsMax)
     {
-      anAmbient += aLight.Color;
+      if (aNbLightsMax != 0)
+      {
+        myContext->PushMessage (GL_DEBUG_SOURCE_APPLICATION, GL_DEBUG_TYPE_PORTABILITY, 0, GL_DEBUG_SEVERITY_MEDIUM,
+                                TCollection_AsciiString("Warning: light sources limit (") + aNbLightsMax + ") has been exceeded.");
+      }
       continue;
     }
-    else if (aLightsNb >= OpenGLMaxLights)
+
+    OpenGl_ShaderLightType&       aLightType   = myLightTypeArray.ChangeValue (aLightsNb);
+    OpenGl_ShaderLightParameters& aLightParams = myLightParamsArray.ChangeValue (aLightsNb);
+    if (!aLight.IsEnabled()) // has no affect with Graphic3d_LightSet::IterationFilter_ExcludeDisabled - here just for consistency
     {
+      // if it is desired to keep disabled light in the same order - we can replace it with a black light so that it will have no influence on result
+      aLightType.Type        = -1; // Graphic3d_TOLS_AMBIENT can be used instead
+      aLightType.IsHeadlight = false;
+      aLightParams.Color     = OpenGl_Vec4 (0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
+      ++aLightsNb;
       continue;
     }
 
-    OpenGl_ShaderLightType& aLightType = aLightTypeArray[aLightsNb];
-    aLightType.Type        = aLight.Type;
-    aLightType.IsHeadlight = aLight.IsHeadlight;
+    aLightType.Type        = aLight.Type();
+    aLightType.IsHeadlight = aLight.IsHeadlight();
+    aLightParams.Color     = aLight.PackedColor();
+    if (aLight.Type() == Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL)
+    {
+      aLightParams.Position = -aLight.PackedDirection();
+    }
+    else if (!aLight.IsHeadlight())
+    {
+      aLightParams.Position.x() = static_cast<float>(aLight.Position().X() - myLocalOrigin.X());
+      aLightParams.Position.y() = static_cast<float>(aLight.Position().Y() - myLocalOrigin.Y());
+      aLightParams.Position.z() = static_cast<float>(aLight.Position().Z() - myLocalOrigin.Z());
+      aLightParams.Position.w() = 1.0f;
+    }
+    else
+    {
+      aLightParams.Position.x() = static_cast<float>(aLight.Position().X());
+      aLightParams.Position.y() = static_cast<float>(aLight.Position().Y());
+      aLightParams.Position.z() = static_cast<float>(aLight.Position().Z());
+      aLightParams.Position.w() = 1.0f;
+    }
 
-    OpenGl_ShaderLightParameters& aLightParams = aLightParamsArray[aLightsNb];
-    aLightParams.Color    = aLight.Color;
-    aLightParams.Position = aLight.Type == Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL
-                         ? -aLight.Direction
-                         :  aLight.Position;
-    if (aLight.Type == Graphic3d_TOLS_SPOT)
+    if (aLight.Type() == Graphic3d_TOLS_SPOT)
     {
-      aLightParams.Direction = aLight.Direction;
+      aLightParams.Direction = aLight.PackedDirection();
     }
-    aLightParams.Parameters = aLight.Params;
+    aLightParams.Parameters = aLight.PackedParams();
     ++aLightsNb;
   }
 
+  const Graphic3d_Vec4& anAmbient = myLightSourceState.LightSources()->AmbientColor();
   theProgram->SetUniform (myContext,
                           theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_LIGHT_SOURCE_COUNT),
                           aLightsNb);
   theProgram->SetUniform (myContext,
-                          theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_LIGHT_AMBIENT),
+                          anAmbientLoc,
                           anAmbient);
   theProgram->SetUniform (myContext,
                           theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_LIGHT_SOURCE_TYPES),
-                          OpenGLMaxLights * OpenGl_ShaderLightType::NbOfVec2i(),
-                          aLightTypeArray[0].Packed());
+                          aNbLightsMax * OpenGl_ShaderLightType::NbOfVec2i(),
+                          myLightTypeArray.First().Packed());
   if (aLightsNb > 0)
   {
     theProgram->SetUniform (myContext,
                             theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_LIGHT_SOURCE_PARAMS),
                             aLightsNb * OpenGl_ShaderLightParameters::NbOfVec4(),
-                            aLightParamsArray[0].Packed());
+                            myLightParamsArray.First().Packed());
   }
-  delete[] aLightParamsArray;
-  delete[] aLightTypeArray;
-
-  theProgram->UpdateState (OpenGl_LIGHT_SOURCES_STATE, myLightSourceState.Index());
 }
 
 // =======================================================================
-// function : PushProjectionState
-// purpose  : Pushes state of OCCT projection transform to the program
+// function : pushProjectionState
+// purpose  :
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::PushProjectionState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
+void OpenGl_ShaderManager::pushProjectionState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
 {
-  if (myProjectionState.Index() == theProgram->ActiveState (OpenGl_PROJECTION_STATE))
+  theProgram->UpdateState (OpenGl_PROJECTION_STATE, myProjectionState.Index());
+  if (theProgram == myFfpProgram)
   {
+  #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+    if (myContext->core11 != NULL)
+    {
+      myContext->core11->glMatrixMode (GL_PROJECTION);
+      myContext->core11->glLoadMatrixf (myProjectionState.ProjectionMatrix());
+    }
+  #endif
     return;
   }
 
@@ -649,18 +832,26 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushProjectionState (const Handle(OpenGl_ShaderProgra
   {
     theProgram->SetUniform (myContext, aLocation, myProjectionState.ProjectionMatrixInverse(), true);
   }
-
-  theProgram->UpdateState (OpenGl_PROJECTION_STATE, myProjectionState.Index());
 }
 
 // =======================================================================
-// function : PushModelWorldState
-// purpose  : Pushes state of OCCT model-world transform to the program
+// function : pushModelWorldState
+// purpose  :
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::PushModelWorldState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
+void OpenGl_ShaderManager::pushModelWorldState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
 {
-  if (myModelWorldState.Index() == theProgram->ActiveState (OpenGl_MODEL_WORLD_STATE))
+  theProgram->UpdateState (OpenGl_MODEL_WORLD_STATE, myModelWorldState.Index());
+  if (theProgram == myFfpProgram)
   {
+  #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+    if (myContext->core11 != NULL)
+    {
+      const OpenGl_Mat4 aModelView = myWorldViewState.WorldViewMatrix() * myModelWorldState.ModelWorldMatrix();
+      myContext->core11->glMatrixMode (GL_MODELVIEW);
+      myContext->core11->glLoadMatrixf (aModelView.GetData());
+      theProgram->UpdateState (OpenGl_WORLD_VIEW_STATE, myWorldViewState.Index());
+    }
+  #endif
     return;
   }
 
@@ -683,21 +874,34 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushModelWorldState (const Handle(OpenGl_ShaderProgra
   {
     theProgram->SetUniform (myContext, aLocation, myModelWorldState.ModelWorldMatrixInverse(), true);
   }
-
-  theProgram->UpdateState (OpenGl_MODEL_WORLD_STATE, myModelWorldState.Index());
 }
 
 // =======================================================================
-// function : PushWorldViewState
-// purpose  : Pushes state of OCCT world-view transform to the program
+// function : pushWorldViewState
+// purpose  :
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::PushWorldViewState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
+void OpenGl_ShaderManager::pushWorldViewState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
 {
   if (myWorldViewState.Index() == theProgram->ActiveState (OpenGl_WORLD_VIEW_STATE))
   {
     return;
   }
 
+  theProgram->UpdateState (OpenGl_WORLD_VIEW_STATE, myWorldViewState.Index());
+  if (theProgram == myFfpProgram)
+  {
+  #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+    if (myContext->core11 != NULL)
+    {
+      const OpenGl_Mat4 aModelView = myWorldViewState.WorldViewMatrix() * myModelWorldState.ModelWorldMatrix();
+      myContext->core11->glMatrixMode (GL_MODELVIEW);
+      myContext->core11->glLoadMatrixf (aModelView.GetData());
+      theProgram->UpdateState (OpenGl_MODEL_WORLD_STATE, myModelWorldState.Index());
+    }
+  #endif
+    return;
+  }
+
   theProgram->SetUniform (myContext,
                           theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_WORLD_VIEW_MATRIX),
                           myWorldViewState.WorldViewMatrix());
@@ -717,8 +921,6 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushWorldViewState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram
   {
     theProgram->SetUniform (myContext, aLocation, myWorldViewState.WorldViewMatrixInverse(), true);
   }
-
-  theProgram->UpdateState (OpenGl_WORLD_VIEW_STATE, myWorldViewState.Index());
 }
 
 // =======================================================================
@@ -740,130 +942,368 @@ void OpenGl_ShaderManager::RevertClippingState()
 }
 
 // =======================================================================
-// function : PushClippingState
-// purpose  : Pushes state of OCCT clipping planes to the program
+// function : pushClippingState
+// purpose  :
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::PushClippingState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
+void OpenGl_ShaderManager::pushClippingState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
 {
-  if (myClippingState.Index() == theProgram->ActiveState (OpenGl_CLIP_PLANES_STATE))
+  theProgram->UpdateState (OpenGl_CLIP_PLANES_STATE, myClippingState.Index());
+  if (theProgram == myFfpProgram)
   {
+  #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+    if (myContext->core11 == NULL)
+    {
+      return;
+    }
+
+    const Standard_Integer aNbMaxPlanes = myContext->MaxClipPlanes();
+    if (myClipPlaneArrayFfp.Size() < aNbMaxPlanes)
+    {
+      myClipPlaneArrayFfp.Resize (0, aNbMaxPlanes - 1, false);
+    }
+
+    Standard_Integer aPlaneId = 0;
+    Standard_Boolean toRestoreModelView = Standard_False;
+    const Handle(Graphic3d_ClipPlane)& aCappedChain = myContext->Clipping().CappedChain();
+    for (OpenGl_ClippingIterator aPlaneIter (myContext->Clipping()); aPlaneIter.More(); aPlaneIter.Next())
+    {
+      const Handle(Graphic3d_ClipPlane)& aPlane = aPlaneIter.Value();
+      if (aPlaneIter.IsDisabled()
+       || aPlane->IsChain()
+       || (aPlane == aCappedChain
+        && myContext->Clipping().IsCappingEnableAllExcept()))
+      {
+        continue;
+      }
+      else if (aPlaneId >= aNbMaxPlanes)
+      {
+        myContext->PushMessage (GL_DEBUG_SOURCE_APPLICATION, GL_DEBUG_TYPE_PORTABILITY, 0, GL_DEBUG_SEVERITY_MEDIUM,
+                                TCollection_ExtendedString("Warning: clipping planes limit (") + aNbMaxPlanes + ") has been exceeded.");
+        break;
+      }
+
+      const Graphic3d_ClipPlane::Equation& anEquation = aPlane->GetEquation();
+      OpenGl_Vec4d& aPlaneEq = myClipPlaneArrayFfp.ChangeValue (aPlaneId);
+      aPlaneEq.x() = anEquation.x();
+      aPlaneEq.y() = anEquation.y();
+      aPlaneEq.z() = anEquation.z();
+      aPlaneEq.w() = anEquation.w();
+      if (myHasLocalOrigin)
+      {
+        const gp_XYZ        aPos = aPlane->ToPlane().Position().Location().XYZ() - myLocalOrigin;
+        const Standard_Real aD   = -(anEquation.x() * aPos.X() + anEquation.y() * aPos.Y() + anEquation.z() * aPos.Z());
+        aPlaneEq.w() = aD;
+      }
+
+      const GLenum anFfpPlaneID = GL_CLIP_PLANE0 + aPlaneId;
+      if (anFfpPlaneID == GL_CLIP_PLANE0)
+      {
+        // set either identity or pure view matrix
+        toRestoreModelView = Standard_True;
+        myContext->core11->glMatrixMode (GL_MODELVIEW);
+        myContext->core11->glLoadMatrixf (myWorldViewState.WorldViewMatrix().GetData());
+      }
+
+      ::glEnable (anFfpPlaneID);
+      myContext->core11->glClipPlane (anFfpPlaneID, aPlaneEq);
+
+      ++aPlaneId;
+    }
+
+    // switch off unused lights
+    for (; aPlaneId < aNbMaxPlanes; ++aPlaneId)
+    {
+      ::glDisable (GL_CLIP_PLANE0 + aPlaneId);
+    }
+
+    // restore combined model-view matrix
+    if (toRestoreModelView)
+    {
+      const OpenGl_Mat4 aModelView = myWorldViewState.WorldViewMatrix() * myModelWorldState.ModelWorldMatrix();
+      myContext->core11->glLoadMatrixf (aModelView.GetData());
+    }
+  #endif
     return;
   }
 
-  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;
   }
 
-  GLint aPlanesNb = 0;
-  for (Graphic3d_SequenceOfHClipPlane::Iterator anIter (myContext->Clipping().Planes());
-       anIter.More(); anIter.Next())
+  const Standard_Integer aNbClipPlanesMax = theProgram->NbClipPlanesMax();
+  const Standard_Integer aNbPlanes = Min (myContext->Clipping().NbClippingOrCappingOn(), aNbClipPlanesMax);
+  if (aNbPlanes < 1)
   {
-    const Handle(Graphic3d_ClipPlane)& aPlane = anIter.Value();
-    if (!myContext->Clipping().IsEnabled (aPlane))
-    {
-      continue;
-    }
-
-    ++aPlanesNb;
+    theProgram->SetUniform (myContext, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_CLIP_PLANE_COUNT), 0);
+    return;
   }
-  if (aPlanesNb < 1)
+
+  if (myClipPlaneArray.Size() < aNbClipPlanesMax)
   {
-    return;
+    myClipPlaneArray.Resize (0, aNbClipPlanesMax - 1, false);
+    myClipChainArray.Resize (0, aNbClipPlanesMax - 1, false);
   }
 
-  const Standard_Size MAX_CLIP_PLANES = 8;
-  OpenGl_Vec4* anEquations = new OpenGl_Vec4[MAX_CLIP_PLANES];
-  GLint*       aSpaces     = new GLint      [MAX_CLIP_PLANES];
-  GLuint aPlaneId = 0;
-  for (Graphic3d_SequenceOfHClipPlane::Iterator anIter (myContext->Clipping().Planes());
-       anIter.More(); anIter.Next())
+  Standard_Integer aPlaneId = 0;
+  const Handle(Graphic3d_ClipPlane)& aCappedChain = myContext->Clipping().CappedChain();
+  for (OpenGl_ClippingIterator aPlaneIter (myContext->Clipping()); aPlaneIter.More(); aPlaneIter.Next())
   {
-    const Handle(Graphic3d_ClipPlane)& aPlane = anIter.Value();
-    if (!myContext->Clipping().IsEnabled (aPlane))
+    const Handle(Graphic3d_ClipPlane)& aPlane = aPlaneIter.Value();
+    if (aPlaneIter.IsDisabled())
     {
       continue;
     }
 
-    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;
-  }
+    if (myContext->Clipping().IsCappingDisableAllExcept())
+    {
+      // enable only specific (sub) plane
+      if (aPlane != aCappedChain)
+      {
+        continue;
+      }
 
-  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);
+      Standard_Integer aSubPlaneIndex = 1;
+      for (const Graphic3d_ClipPlane* aSubPlaneIter = aCappedChain.get(); aSubPlaneIter != NULL; aSubPlaneIter = aSubPlaneIter->ChainNextPlane().get(), ++aSubPlaneIndex)
+      {
+        if (aSubPlaneIndex == myContext->Clipping().CappedSubPlane())
+        {
+          addClippingPlane (aPlaneId, *aSubPlaneIter, aSubPlaneIter->GetEquation(), 1);
+          break;
+        }
+      }
+      break;
+    }
+    else if (aPlane == aCappedChain) // && myContext->Clipping().IsCappingEnableAllExcept()
+    {
+      // enable sub-planes within processed Chain as reversed and ORed, excluding filtered plane
+      if (aPlaneId + aPlane->NbChainNextPlanes() - 1 > aNbClipPlanesMax)
+      {
+        myContext->PushMessage (GL_DEBUG_SOURCE_APPLICATION, GL_DEBUG_TYPE_PORTABILITY, 0, GL_DEBUG_SEVERITY_HIGH,
+                                TCollection_AsciiString("Error: clipping planes limit (") + aNbClipPlanesMax + ") has been exceeded.");
+        break;
+      }
+
+      Standard_Integer aSubPlaneIndex = 1;
+      for (const Graphic3d_ClipPlane* aSubPlaneIter = aPlane.get(); aSubPlaneIter != NULL; aSubPlaneIter = aSubPlaneIter->ChainNextPlane().get(), ++aSubPlaneIndex)
+      {
+        if (aSubPlaneIndex != -myContext->Clipping().CappedSubPlane())
+        {
+          addClippingPlane (aPlaneId, *aSubPlaneIter, aSubPlaneIter->ReversedEquation(), 1);
+        }
+      }
+    }
+    else
+    {
+      // normal case
+      if (aPlaneId + aPlane->NbChainNextPlanes() > aNbClipPlanesMax)
+      {
+        myContext->PushMessage (GL_DEBUG_SOURCE_APPLICATION, GL_DEBUG_TYPE_PORTABILITY, 0, GL_DEBUG_SEVERITY_HIGH,
+                                TCollection_AsciiString("Error: clipping planes limit (") + aNbClipPlanesMax + ") has been exceeded.");
+        break;
+      }
+      for (const Graphic3d_ClipPlane* aSubPlaneIter = aPlane.get(); aSubPlaneIter != NULL; aSubPlaneIter = aSubPlaneIter->ChainNextPlane().get())
+      {
+        addClippingPlane (aPlaneId, *aSubPlaneIter, aSubPlaneIter->GetEquation(), aSubPlaneIter->NbChainNextPlanes());
+      }
+    }
+  }
 
-  delete[] anEquations;
-  delete[] aSpaces;
+  theProgram->SetUniform (myContext, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_CLIP_PLANE_COUNT), aPlaneId);
+  theProgram->SetUniform (myContext, aLocEquations, aNbClipPlanesMax, &myClipPlaneArray.First());
+  theProgram->SetUniform (myContext, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_CLIP_PLANE_CHAINS), aNbClipPlanesMax, &myClipChainArray.First());
 }
 
 // =======================================================================
-// function : PushState
-// purpose  : Pushes state of OCCT graphics parameters to the program
+// function : pushMaterialState
+// purpose  :
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::PushState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
+void OpenGl_ShaderManager::pushMaterialState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
 {
-  PushClippingState    (theProgram);
-  PushWorldViewState   (theProgram);
-  PushModelWorldState  (theProgram);
-  PushProjectionState  (theProgram);
-  PushLightSourceState (theProgram);
+  const OpenGl_Material& aFrontMat = myMaterialState.FrontMaterial();
+  const OpenGl_Material& aBackMat  = myMaterialState.BackMaterial();
+  theProgram->UpdateState (OpenGl_MATERIAL_STATE, myMaterialState.Index());
+  if (theProgram == myFfpProgram)
+  {
+  #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+    if (myContext->core11 == NULL)
+    {
+      return;
+    }
+
+    if (myMaterialState.AlphaCutoff() < ShortRealLast())
+    {
+      glAlphaFunc (GL_GEQUAL, myMaterialState.AlphaCutoff());
+      glEnable (GL_ALPHA_TEST);
+    }
+    else
+    {
+      glDisable (GL_ALPHA_TEST);
+    }
+
+    const GLenum aFrontFace = myMaterialState.ToDistinguish() ? GL_FRONT : GL_FRONT_AND_BACK;
+    myContext->core11->glMaterialfv(aFrontFace, GL_AMBIENT,   aFrontMat.Ambient.GetData());
+    myContext->core11->glMaterialfv(aFrontFace, GL_DIFFUSE,   aFrontMat.Diffuse.GetData());
+    myContext->core11->glMaterialfv(aFrontFace, GL_SPECULAR,  aFrontMat.Specular.GetData());
+    myContext->core11->glMaterialfv(aFrontFace, GL_EMISSION,  aFrontMat.Emission.GetData());
+    myContext->core11->glMaterialf (aFrontFace, GL_SHININESS, aFrontMat.Shine());
+    if (myMaterialState.ToDistinguish())
+    {
+      myContext->core11->glMaterialfv(GL_BACK, GL_AMBIENT,   aBackMat.Ambient.GetData());
+      myContext->core11->glMaterialfv(GL_BACK, GL_DIFFUSE,   aBackMat.Diffuse.GetData());
+      myContext->core11->glMaterialfv(GL_BACK, GL_SPECULAR,  aBackMat.Specular.GetData());
+      myContext->core11->glMaterialfv(GL_BACK, GL_EMISSION,  aBackMat.Emission.GetData());
+      myContext->core11->glMaterialf (GL_BACK, GL_SHININESS, aBackMat.Shine());
+    }
+  #endif
+    return;
+  }
+
+  theProgram->SetUniform (myContext,
+                          theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_ALPHA_CUTOFF),
+                          myMaterialState.AlphaCutoff());
+  theProgram->SetUniform (myContext,
+                          theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_TEXTURE_ENABLE),
+                          myMaterialState.ToMapTexture()  ? 1 : 0);
+  theProgram->SetUniform (myContext,
+                          theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_DISTINGUISH_MODE),
+                          myMaterialState.ToDistinguish() ? 1 : 0);
+
+  if (const OpenGl_ShaderUniformLocation aLocFront = theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_FRONT_MATERIAL))
+  {
+    theProgram->SetUniform (myContext, aLocFront, OpenGl_Material::NbOfVec4(),
+                            aFrontMat.Packed());
+  }
+  if (const OpenGl_ShaderUniformLocation aLocBack = theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_BACK_MATERIAL))
+  {
+    theProgram->SetUniform (myContext, aLocBack,  OpenGl_Material::NbOfVec4(),
+                            aBackMat.Packed());
+  }
 }
 
 // =======================================================================
-// function : prepareStdProgramFont
+// function : pushOitState
 // purpose  :
 // =======================================================================
-Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFont()
+void OpenGl_ShaderManager::pushOitState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
 {
-  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"}";
+  const GLint aLocOutput = theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_OIT_OUTPUT);
+  if (aLocOutput != OpenGl_ShaderProgram::INVALID_LOCATION)
+  {
+    theProgram->SetUniform (myContext, aLocOutput, myOitState.ToEnableWrite());
+  }
 
-  TCollection_AsciiString
-    aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, TexCoord.st).a; }";
-#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
-  if (myContext->core11 == NULL)
+  const GLint aLocDepthFactor = theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_OIT_DEPTH_FACTOR);
+  if (aLocDepthFactor != OpenGl_ShaderProgram::INVALID_LOCATION)
   {
-    aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, TexCoord.st).r; }";
+    theProgram->SetUniform (myContext, aLocDepthFactor, myOitState.DepthFactor());
   }
-#endif
+}
 
-  TCollection_AsciiString aSrcFrag = TCollection_AsciiString() +
-     + EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
-     + aSrcGetAlpha
-     + EOL"void main()"
+// =======================================================================
+// function : PushInteriorState
+// purpose  :
+// =======================================================================
+void OpenGl_ShaderManager::PushInteriorState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
+                                              const Handle(Graphic3d_Aspects)& theAspect) const
+{
+  if (theProgram.IsNull()
+  || !theProgram->IsValid())
+  {
+    return;
+  }
+
+  if (const OpenGl_ShaderUniformLocation aLocLineWidth = theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_LINE_WIDTH))
+  {
+    theProgram->SetUniform (myContext, aLocLineWidth, theAspect->EdgeWidth() * myContext->LineWidthScale());
+    theProgram->SetUniform (myContext, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_LINE_FEATHER), myContext->LineFeather() * myContext->LineWidthScale());
+  }
+  if (const OpenGl_ShaderUniformLocation aLocWireframeColor = theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_WIREFRAME_COLOR))
+  {
+    if (theAspect->InteriorStyle() == Aspect_IS_HOLLOW)
+    {
+      theProgram->SetUniform (myContext, aLocWireframeColor, OpenGl_Vec4 (-1.0f, -1.0f, -1.0f, -1.0f));
+    }
+    else
+    {
+      theProgram->SetUniform (myContext, aLocWireframeColor, theAspect->EdgeColorRGBA());
+    }
+  }
+  if (const OpenGl_ShaderUniformLocation aLocQuadModeState = theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_QUAD_MODE_STATE))
+  {
+    theProgram->SetUniform (myContext, aLocQuadModeState, theAspect->ToSkipFirstEdge() ? 1 : 0);
+  }
+}
+
+// =======================================================================
+// function : PushState
+// purpose  : Pushes state of OCCT graphics parameters to the program
+// =======================================================================
+void OpenGl_ShaderManager::PushState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
+{
+  const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& aProgram = !theProgram.IsNull() ? theProgram : myFfpProgram;
+  PushClippingState    (aProgram);
+  PushWorldViewState   (aProgram);
+  PushModelWorldState  (aProgram);
+  PushProjectionState  (aProgram);
+  PushLightSourceState (aProgram);
+  PushMaterialState    (aProgram);
+  PushOitState         (aProgram);
+
+  if (!theProgram.IsNull())
+  {
+    if (const OpenGl_ShaderUniformLocation& aLocViewPort = theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_VIEWPORT))
+    {
+      theProgram->SetUniform (myContext, aLocViewPort, OpenGl_Vec4 ((float )myContext->Viewport()[0], (float )myContext->Viewport()[1],
+                                                                    (float )myContext->Viewport()[2], (float )myContext->Viewport()[3]));
+    }
+  }
+}
+
+// =======================================================================
+// function : prepareStdProgramFont
+// purpose  :
+// =======================================================================
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFont()
+{
+  OpenGl_ShaderObject::ShaderVariableList aUniforms, aStageInOuts;
+  aUniforms   .Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2D occSamplerBaseColor", Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+  aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec2 TexCoord", Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+
+  TCollection_AsciiString aSrcVert = TCollection_AsciiString()
+    + EOL"void main()"
+      EOL"{"
+      EOL"  TexCoord = occTexCoord.st;"
+    + THE_VERT_gl_Position
+    + EOL"}";
+
+  TCollection_AsciiString
+    aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occSamplerBaseColor, TexCoord.st).a; }";
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->core11 == NULL)
+  {
+    aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occSamplerBaseColor, TexCoord.st).r; }";
+  }
+#endif
+
+  TCollection_AsciiString aSrcFrag =
+       aSrcGetAlpha
+     + EOL"void main()"
        EOL"{"
        EOL"  vec4 aColor = occColor;"
        EOL"  aColor.a *= getAlpha();"
        EOL"  if (aColor.a <= 0.285) discard;"
-       EOL"  occFragColor = aColor;"
+       EOL"  occSetFragColor (aColor);"
        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));
+  Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
+  defaultGlslVersion (aProgramSrc, "font", 0);
+  aProgramSrc->SetDefaultSampler (false);
+  aProgramSrc->SetNbLightsMax (0);
+  aProgramSrc->SetNbClipPlanesMax (0);
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcVert, Graphic3d_TOS_VERTEX,   aUniforms, aStageInOuts));
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcFrag, Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aUniforms, aStageInOuts));
   TCollection_AsciiString aKey;
   if (!Create (aProgramSrc, aKey, myFontProgram))
   {
@@ -879,43 +1319,43 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFont()
 // =======================================================================
 Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFboBlit()
 {
-  Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
+  OpenGl_ShaderObject::ShaderVariableList aUniforms, aStageInOuts;
+  aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec2 TexCoord", Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+
   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"}";
 
+  aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2D uColorSampler", Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+  aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2D uDepthSampler", Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
   TCollection_AsciiString aSrcFrag =
-      EOL"uniform sampler2D uColorSampler;"
-      EOL"uniform sampler2D uDepthSampler;"
-      EOL
-      EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
-      EOL
       EOL"void main()"
       EOL"{"
       EOL"  gl_FragDepth = occTexture2D (uDepthSampler, TexCoord).r;"
-      EOL"  occFragColor = occTexture2D (uColorSampler, TexCoord);"
+      EOL"  occSetFragColor (occTexture2D (uColorSampler, TexCoord));"
       EOL"}";
 
+  Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
 #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
   if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
   {
     aProgramSrc->SetHeader ("#version 300 es");
   }
+  else if (myContext->extFragDepth)
+  {
+    aProgramSrc->SetHeader ("#extension GL_EXT_frag_depth : enable"
+                         EOL"#define gl_FragDepth gl_FragDepthEXT");
+  }
   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"  occSetFragColor (occTexture2D (uColorSampler, TexCoord));"
       EOL"}";
   }
 #else
@@ -924,8 +1364,12 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFboBlit()
     aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
   }
 #endif
-  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
-  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
+  aProgramSrc->SetId ("occt_blit");
+  aProgramSrc->SetDefaultSampler (false);
+  aProgramSrc->SetNbLightsMax (0);
+  aProgramSrc->SetNbClipPlanesMax (0);
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcVert, Graphic3d_TOS_VERTEX,   aUniforms, aStageInOuts));
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcFrag, Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aUniforms, aStageInOuts));
   TCollection_AsciiString aKey;
   if (!Create (aProgramSrc, aKey, myBlitProgram))
   {
@@ -934,101 +1378,381 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFboBlit()
   }
 
   myContext->BindProgram (myBlitProgram);
-  myBlitProgram->SetSampler (myContext, "uColorSampler", 0);
-  myBlitProgram->SetSampler (myContext, "uDepthSampler", 1);
+  myBlitProgram->SetSampler (myContext, "uColorSampler", Graphic3d_TextureUnit_0);
+  myBlitProgram->SetSampler (myContext, "uDepthSampler", Graphic3d_TextureUnit_1);
   myContext->BindProgram (NULL);
   return Standard_True;
 }
 
+// =======================================================================
+// function : prepareStdProgramOitCompositing
+// purpose  :
+// =======================================================================
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramOitCompositing (const Standard_Boolean theMsaa)
+{
+  Handle(OpenGl_ShaderProgram)& aProgram = myOitCompositingProgram[theMsaa ? 1 : 0];
+  Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
+  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcFrag;
+
+  OpenGl_ShaderObject::ShaderVariableList aUniforms, aStageInOuts;
+  aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec2 TexCoord", Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+
+  aSrcVert =
+    EOL"void main()"
+    EOL"{"
+    EOL"  TexCoord    = occVertex.zw;"
+    EOL"  gl_Position = vec4 (occVertex.x, occVertex.y, 0.0, 1.0);"
+    EOL"}";
+
+  if (!theMsaa)
+  {
+    aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2D uAccumTexture",  Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+    aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2D uWeightTexture", Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+    aSrcFrag =
+      EOL"void main()"
+      EOL"{"
+      EOL"  vec4 aAccum   = occTexture2D (uAccumTexture,  TexCoord);"
+      EOL"  float aWeight = occTexture2D (uWeightTexture, TexCoord).r;"
+      EOL"  occSetFragColor (vec4 (aAccum.rgb / max (aWeight, 0.00001), aAccum.a));"
+      EOL"}";
+  #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+    if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 2))
+    {
+      aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
+    }
+  #else
+    if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+    {
+      aProgramSrc->SetHeader ("#version 300 es");
+    }
+  #endif
+  }
+  else
+  {
+    aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2DMS uAccumTexture",  Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+    aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2DMS uWeightTexture", Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+    aSrcFrag =
+      EOL"void main()"
+      EOL"{"
+      EOL"  ivec2 aTexel  = ivec2 (vec2 (textureSize (uAccumTexture)) * TexCoord);"
+      EOL"  vec4 aAccum   = texelFetch (uAccumTexture,  aTexel, gl_SampleID);"
+      EOL"  float aWeight = texelFetch (uWeightTexture, aTexel, gl_SampleID).r;"
+      EOL"  occSetFragColor (vec4 (aAccum.rgb / max (aWeight, 0.00001), aAccum.a));"
+      EOL"}";
+  #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+    if (myContext->IsGlGreaterEqual (4, 0))
+    {
+      aProgramSrc->SetHeader ("#version 400");
+    }
+  #else
+    if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 2))
+    {
+      aProgramSrc->SetHeader ("#version 320 es");
+    }
+    else if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+    {
+      aProgramSrc->SetHeader ("#version 300 es"); // with GL_OES_sample_variables extension
+    }
+  #endif
+  }
+
+  aProgramSrc->SetId (theMsaa ? "occt_weight-oit-msaa" : "occt_weight-oit");
+  aProgramSrc->SetDefaultSampler (false);
+  aProgramSrc->SetNbLightsMax (0);
+  aProgramSrc->SetNbClipPlanesMax (0);
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcVert, Graphic3d_TOS_VERTEX,   aUniforms, aStageInOuts));
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcFrag, Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aUniforms, aStageInOuts));
+  TCollection_AsciiString aKey;
+  if (!Create (aProgramSrc, aKey, aProgram))
+  {
+    aProgram = new OpenGl_ShaderProgram(); // just mark as invalid
+    return Standard_False;
+  }
+
+  myContext->BindProgram (aProgram);
+  aProgram->SetSampler (myContext, "uAccumTexture",  Graphic3d_TextureUnit_0);
+  aProgram->SetSampler (myContext, "uWeightTexture", Graphic3d_TextureUnit_1);
+  myContext->BindProgram (Handle(OpenGl_ShaderProgram)());
+  return Standard_True;
+}
+
 // =======================================================================
 // function : pointSpriteAlphaSrc
 // purpose  :
 // =======================================================================
-TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::pointSpriteAlphaSrc()
+TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::pointSpriteAlphaSrc (Standard_Integer theBits)
 {
-  TCollection_AsciiString aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, gl_PointCoord).a; }";
+  TCollection_AsciiString aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occSamplerPointSprite, " THE_VEC2_glPointCoord ").a; }";
 #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
-  if (myContext->core11 == NULL)
+  if (myContext->core11 == NULL
+   && (theBits & OpenGl_PO_PointSpriteA) == OpenGl_PO_PointSpriteA)
   {
-    aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, gl_PointCoord).r; }";
+    aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occSamplerPointSprite, " THE_VEC2_glPointCoord ").r; }";
   }
+#else
+  (void )theBits;
 #endif
-
   return aSrcGetAlpha;
 }
 
-namespace
+// =======================================================================
+// function : defaultGlslVersion
+// purpose  :
+// =======================================================================
+int OpenGl_ShaderManager::defaultGlslVersion (const Handle(Graphic3d_ShaderProgram)& theProgram,
+                                              const TCollection_AsciiString& theName,
+                                              int theBits,
+                                              bool theUsesDerivates) const
+{
+  int aBits = theBits;
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->core32 != NULL)
+  {
+    theProgram->SetHeader ("#version 150");
+  }
+  else
+  {
+    if ((theBits & OpenGl_PO_StippleLine) != 0)
+    {
+      if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+      {
+        theProgram->SetHeader ("#version 130");
+      }
+      else if (myContext->CheckExtension ("GL_EXT_gpu_shader4"))
+      {
+        // GL_EXT_gpu_shader4 defines GLSL type "unsigned int", while core GLSL specs define type "uint"
+        theProgram->SetHeader ("#extension GL_EXT_gpu_shader4 : enable\n"
+                               "#define uint unsigned int");
+      }
+      else
+      {
+        aBits = aBits & ~OpenGl_PO_StippleLine;
+      }
+    }
+  }
+  (void )theUsesDerivates;
+#else
+  // prefer "100 es" on OpenGL ES 3.0- devices (save the features unavailable before "300 es")
+  // and    "300 es" on OpenGL ES 3.1+ devices
+  if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 1))
+  {
+    if ((theBits & OpenGl_PO_NeedsGeomShader) != 0)
+    {
+      theProgram->SetHeader (myContext->hasGeometryStage != OpenGl_FeatureInExtensions ? "#version 320 es" : "#version 310 es");
+    }
+    else
+    {
+      theProgram->SetHeader ("#version 300 es");
+    }
+  }
+  else
+  {
+    if ((theBits & OpenGl_PO_WriteOit) != 0
+     || (theBits & OpenGl_PO_StippleLine) != 0)
+    {
+      if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+      {
+        theProgram->SetHeader ("#version 300 es");
+      }
+      else
+      {
+        aBits = aBits & ~OpenGl_PO_WriteOit;
+        aBits = aBits & ~OpenGl_PO_StippleLine;
+      }
+    }
+    if (theUsesDerivates)
+    {
+      if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+      {
+        theProgram->SetHeader ("#version 300 es");
+      }
+      else if (myContext->oesStdDerivatives)
+      {
+        theProgram->SetHeader ("#extension GL_OES_standard_derivatives : enable");
+      }
+    }
+  }
+#endif
+
+  // should fit OpenGl_PO_NB
+  char aBitsStr[64];
+  Sprintf (aBitsStr, "%04x", aBits);
+  theProgram->SetId (TCollection_AsciiString ("occt_") + theName + aBitsStr);
+  return aBits;
+}
+
+// =======================================================================
+// function : prepareGeomMainSrc
+// purpose  :
+// =======================================================================
+TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::prepareGeomMainSrc (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariableList& theUnifoms,
+                                                                  OpenGl_ShaderObject::ShaderVariableList& theStageInOuts,
+                                                                  Standard_Integer theBits)
 {
+  if ((theBits & OpenGl_PO_NeedsGeomShader) == 0)
+  {
+    return TCollection_AsciiString();
+  }
 
-  // =======================================================================
-  // function : textureUsed
-  // purpose  :
-  // =======================================================================
-  static bool textureUsed (const Standard_Integer theBits)
+  TCollection_AsciiString aSrcMainGeom =
+    EOL"void main()"
+    EOL"{";
+
+  if ((theBits & OpenGl_PO_MeshEdges) != 0)
   {
-    return (theBits & OpenGl_PO_TextureA) != 0 || (theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0;
+    theUnifoms.Append    (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 occViewport",       Graphic3d_TOS_GEOMETRY));
+    theUnifoms.Append    (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("bool occIsQuadMode",     Graphic3d_TOS_GEOMETRY));
+    theUnifoms.Append    (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("float occLineWidth",     Graphic3d_TOS_GEOMETRY));
+    theUnifoms.Append    (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("float occLineWidth",     Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+    theUnifoms.Append    (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("float occLineFeather",   Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+    theUnifoms.Append    (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 occWireframeColor", Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+    theStageInOuts.Append(OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec3 EdgeDistance",      Graphic3d_TOS_GEOMETRY | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+
+    aSrcMainGeom = TCollection_AsciiString()
+    + EOL"vec3 ViewPortTransform (vec4 theVec)"
+      EOL"{"
+      EOL"  vec3 aWinCoord = theVec.xyz / theVec.w;"
+      EOL"  aWinCoord    = aWinCoord * 0.5 + 0.5;"
+      EOL"  aWinCoord.xy = aWinCoord.xy * occViewport.zw + occViewport.xy;"
+      EOL"  return aWinCoord;"
+      EOL"}"
+    + aSrcMainGeom
+    + EOL"  vec3 aSideA = ViewPortTransform (gl_in[2].gl_Position) - ViewPortTransform (gl_in[1].gl_Position);"
+      EOL"  vec3 aSideB = ViewPortTransform (gl_in[2].gl_Position) - ViewPortTransform (gl_in[0].gl_Position);"
+      EOL"  vec3 aSideC = ViewPortTransform (gl_in[1].gl_Position) - ViewPortTransform (gl_in[0].gl_Position);"
+      EOL"  float aQuadArea = abs (aSideB.x * aSideC.y - aSideB.y * aSideC.x);"
+      EOL"  vec3 aLenABC    = vec3 (length (aSideA), length (aSideB), length (aSideC));"
+      EOL"  vec3 aHeightABC = vec3 (aQuadArea) / aLenABC;"
+      EOL"  aHeightABC = max (aHeightABC, vec3 (10.0 * occLineWidth));" // avoid shrunk presentation disappearing at distance
+      EOL"  float aQuadModeHeightC = occIsQuadMode ? occLineWidth + 1.0 : 0.0;";
+  }
+
+  for (Standard_Integer aVertIter = 0; aVertIter < 3; ++aVertIter)
+  {
+    const TCollection_AsciiString aVertIndex (aVertIter);
+    // pass variables from Vertex shader to Fragment shader through Geometry shader
+    for (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariableList::Iterator aVarListIter (theStageInOuts); aVarListIter.More(); aVarListIter.Next())
+    {
+      if (aVarListIter.Value().Stages == (Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT))
+      {
+        const TCollection_AsciiString aVarName = aVarListIter.Value().Name.Token (" ", 2);
+        aSrcMainGeom += TCollection_AsciiString()
+         + EOL"  geomOut." + aVarName + " = geomIn[" + aVertIndex + "]." + aVarName + ";";
+      }
+    }
+
+    if ((theBits & OpenGl_PO_MeshEdges) != 0)
+    {
+      switch (aVertIter)
+      {
+        case 0: aSrcMainGeom += EOL"  EdgeDistance = vec3 (aHeightABC[0], 0.0, aQuadModeHeightC);"; break;
+        case 1: aSrcMainGeom += EOL"  EdgeDistance = vec3 (0.0, aHeightABC[1], aQuadModeHeightC);"; break;
+        case 2: aSrcMainGeom += EOL"  EdgeDistance = vec3 (0.0, 0.0, aHeightABC[2]);"; break;
+      }
+    }
+    aSrcMainGeom += TCollection_AsciiString()
+     + EOL"  gl_Position = gl_in[" + aVertIndex + "].gl_Position;"
+       EOL"  EmitVertex();";
   }
+  aSrcMainGeom +=
+    EOL"  EndPrimitive();"
+    EOL"}";
 
+  return aSrcMainGeom;
 }
 
 // =======================================================================
-// function : prepareStdProgramFlat
+// function : prepareStdProgramUnlit
 // purpose  :
 // =======================================================================
-Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
-                                                              const Standard_Integer        theBits)
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramUnlit (Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
+                                                               Standard_Integer theBits,
+                                                               Standard_Boolean theIsOutline)
 {
   Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
-  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertExtraOut, aSrcVertExtraMain, aSrcVertExtraFunc, aSrcGetAlpha, aSrcFrag, aSrcFragExtraOut, aSrcFragExtraMain;
+  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertExtraMain, aSrcVertExtraFunc, aSrcGetAlpha, aSrcVertEndMain;
+  TCollection_AsciiString aSrcFrag, aSrcFragExtraMain;
   TCollection_AsciiString aSrcFragGetColor     = EOL"vec4 getColor(void) { return occColor; }";
-  TCollection_AsciiString aSrcFragMainGetColor = EOL"  occFragColor = getColor();";
-  if ((theBits & OpenGl_PO_Point) != 0)
+  TCollection_AsciiString aSrcFragMainGetColor = EOL"  occSetFragColor (getFinalColor());";
+  OpenGl_ShaderObject::ShaderVariableList aUniforms, aStageInOuts;
+
+  if ((theBits & OpenGl_PO_IsPoint) != 0)
   {
   #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
     aSrcVertExtraMain += EOL"  gl_PointSize = occPointSize;";
   #endif
 
-    if (textureUsed (theBits))
+    if ((theBits & OpenGl_PO_PointSprite) != 0)
     {
-      aSrcGetAlpha = pointSpriteAlphaSrc();
+      aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2D occSamplerPointSprite", Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+      if ((theBits & OpenGl_PO_PointSpriteA) != OpenGl_PO_PointSpriteA)
+      {
+        aSrcFragGetColor =
+          EOL"vec4 getColor(void) { return occTexture2D(occSamplerPointSprite, " THE_VEC2_glPointCoord "); }";
+      }
+      else if ((theBits & OpenGl_PO_HasTextures) == OpenGl_PO_TextureRGB
+            && (theBits & OpenGl_PO_VertColor) == 0)
+      {
+        aUniforms   .Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2D occSamplerBaseColor", Graphic3d_TOS_VERTEX));
+        aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 VertColor", Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+        aSrcVertExtraMain +=
+          EOL"  VertColor = occTexture2D (occSamplerBaseColor, occTexCoord.xy);";
+        aSrcFragGetColor =
+          EOL"vec4 getColor(void) { return VertColor; }";
+      }
 
-      #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
-    }
+      aSrcGetAlpha = pointSpriteAlphaSrc (theBits);
 
-    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
-    {
-      aSrcFragGetColor =
-        EOL"vec4 getColor(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, gl_PointCoord); }";
+    #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"  occSetFragColor (aColor);";
     }
+    else
+    {
+      if ((theBits & OpenGl_PO_HasTextures) == OpenGl_PO_TextureRGB
+       && (theBits & OpenGl_PO_VertColor) == 0)
+      {
+        aUniforms   .Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2D occSamplerBaseColor", Graphic3d_TOS_VERTEX));
+        aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 VertColor", Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+        aSrcVertExtraMain +=
+          EOL"  VertColor = occTexture2D (occSamplerBaseColor, occTexCoord.xy);";
+        aSrcFragGetColor =
+          EOL"vec4 getColor(void) { return VertColor; }";
+      }
 
-    aSrcFragMainGetColor =
-      EOL"  vec4 aColor = getColor();"
-      EOL"  aColor.a = getAlpha();"
-      EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
-      EOL"  occFragColor = aColor;";
+      aSrcFragMainGetColor =
+        EOL"  vec4 aColor = getColor();"
+        EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
+        EOL"  occSetFragColor (aColor);";
+    }
   }
   else
   {
-    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0 || (theBits & OpenGl_PO_TextureEnv) != 0)
+    {
+      aUniforms   .Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2D occSamplerBaseColor", Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+      aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 TexCoord", Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+    }
+
+    if ((theBits & OpenGl_PO_HasTextures) == OpenGl_PO_TextureRGB)
     {
-      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); }";
+        EOL"vec4 getColor(void) { return occTexture2D(occSamplerBaseColor, 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 +=
@@ -1039,94 +1763,109 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_Shad
         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); }";
+        EOL"vec4 getColor(void) { return occTexture2D (occSamplerBaseColor, TexCoord.st); }";
     }
   }
   if ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0)
   {
-    aSrcVertExtraOut  += EOL"THE_SHADER_OUT vec4 VertColor;";
+    aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 VertColor", Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
     aSrcVertExtraMain += EOL"  VertColor = occVertColor;";
-    aSrcFragExtraOut  += EOL"THE_SHADER_IN  vec4 VertColor;";
     aSrcFragGetColor  =  EOL"vec4 getColor(void) { return VertColor; }";
   }
-  if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes) != 0)
+
+  int aNbClipPlanes = 0;
+  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;";
+    aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 PositionWorld", Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+    aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 Position",      Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
     aSrcVertExtraMain +=
       EOL"  PositionWorld = occModelWorldMatrix * occVertex;"
       EOL"  Position      = occWorldViewMatrix * PositionWorld;";
-    aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES;
-  }
 
-  TCollection_AsciiString aSrcVertEndMain;
-  if ((theBits & OpenGl_PO_StippleLine) != 0)
-  {
-    bool hasGlslBitOps = false;
-  #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
-    if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+    if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanesN) == OpenGl_PO_ClipPlanesN)
     {
-      aProgramSrc->SetHeader ("#version 300 es");
-      hasGlslBitOps = true;
+      aNbClipPlanes = Graphic3d_ShaderProgram::THE_MAX_CLIP_PLANES_DEFAULT;
+      aSrcFragExtraMain += (theBits & OpenGl_PO_ClipChains) != 0
+                         ? THE_FRAG_CLIP_CHAINS_N
+                         : THE_FRAG_CLIP_PLANES_N;
     }
-  #else
-    if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+    else if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes1) != 0)
     {
-      aProgramSrc->SetHeader ("#version 130");
-      hasGlslBitOps = true;
+      aNbClipPlanes = 1;
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_1;
     }
-    else if(myContext->CheckExtension("GL_EXT_gpu_shader4"))
+    else if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes2) != 0)
     {
-      aProgramSrc->SetHeader ("#extension GL_EXT_gpu_shader4 : enable");
-      hasGlslBitOps = true;
+      aNbClipPlanes = 2;
+      aSrcFragExtraMain += (theBits & OpenGl_PO_ClipChains) != 0
+                         ? THE_FRAG_CLIP_CHAINS_2
+                         : THE_FRAG_CLIP_PLANES_2;
     }
-  #endif
+  }
+  if ((theBits & OpenGl_PO_WriteOit) != 0)
+  {
+    aProgramSrc->SetNbFragmentOutputs (2);
+    aProgramSrc->SetWeightOitOutput (true);
+  }
 
-    if (hasGlslBitOps)
+  if (theIsOutline)
+  {
+    aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("float occOrthoScale",          Graphic3d_TOS_VERTEX));
+    aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("float occSilhouetteThickness", Graphic3d_TOS_VERTEX));
+    aSrcVertEndMain = THE_VERT_gl_Position_OUTLINE;
+  }
+  else if ((theBits & OpenGl_PO_StippleLine) != 0)
+  {
+    const Standard_Integer aBits = defaultGlslVersion (aProgramSrc, "unlit", theBits);
+    if ((aBits & OpenGl_PO_StippleLine) != 0)
     {
-      aSrcVertExtraOut +=
-        EOL"THE_SHADER_OUT vec2 ScreenSpaceCoord;";
-      aSrcFragExtraOut +=
-        EOL"THE_SHADER_IN  vec2 ScreenSpaceCoord;"
-        EOL"uniform int   uPattern;"
-        EOL"uniform float uFactor;";
+      aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("int   uPattern", Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+      aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("float uFactor",  Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+      aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 occViewport", Graphic3d_TOS_VERTEX));
+      aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec2 ScreenSpaceCoord", Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
       aSrcVertEndMain =
-        EOL"  ScreenSpaceCoord = gl_Position.xy / gl_Position.w;";
+        EOL"  vec2 aPosition   = gl_Position.xy / gl_Position.w;"
+        EOL"  aPosition        = aPosition * 0.5 + 0.5;"
+        EOL"  ScreenSpaceCoord = aPosition.xy * occViewport.zw + occViewport.xy;";
       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"  vec2 anAxis = vec2 (0.0);"
+        EOL"  if (abs (dFdx (ScreenSpaceCoord.x)) - abs (dFdy (ScreenSpaceCoord.y)) > 0.001)" 
+        EOL"  {"
+        EOL"    anAxis = vec2 (1.0, 0.0);"
+        EOL"  }"
+        EOL"  else"
+        EOL"  {"
+        EOL"    anAxis = vec2 (0.0, 1.0);"
+        EOL"  }"
+        EOL"  float aRotatePoint = dot (gl_FragCoord.xy, anAxis);"
         EOL"  uint  aBit         = uint (floor (aRotatePoint / uFactor + 0.5)) & 15U;"
         EOL"  if ((uint (uPattern) & (1U << aBit)) == 0U) discard;"
-        EOL"  vec4 aColor = getColor();"
+        EOL"  vec4 aColor = getFinalColor();"
         EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
-        EOL"  occFragColor = aColor;";
+        EOL"  occSetFragColor (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);
+      myContext->PushMessage (GL_DEBUG_SOURCE_APPLICATION, GL_DEBUG_TYPE_PORTABILITY, 0, GL_DEBUG_SEVERITY_HIGH, "Warning: stipple lines in GLSL will be ignored.");
     }
   }
 
   aSrcVert =
       aSrcVertExtraFunc
-    + aSrcVertExtraOut
     + EOL"void main()"
       EOL"{"
     + aSrcVertExtraMain
-    + EOL"  gl_Position = occProjectionMatrix * occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * occVertex;"
+    + THE_VERT_gl_Position
     + aSrcVertEndMain
     + EOL"}";
 
+  TCollection_AsciiString aSrcGeom = prepareGeomMainSrc (aUniforms, aStageInOuts, theBits);
+  aSrcFragGetColor += (theBits & OpenGl_PO_MeshEdges) != 0
+    ? THE_FRAG_WIREFRAME_COLOR
+    : EOL"#define getFinalColor getColor";
+
   aSrcFrag =
-      aSrcFragExtraOut
-    + aSrcFragGetColor
+      aSrcFragGetColor
     + aSrcGetAlpha
     + EOL"void main()"
       EOL"{"
@@ -1134,15 +1873,15 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_Shad
     + 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));
-
+  defaultGlslVersion (aProgramSrc, theIsOutline ? "outline" : "unlit", theBits);
+  aProgramSrc->SetDefaultSampler (false);
+  aProgramSrc->SetNbLightsMax (0);
+  aProgramSrc->SetNbClipPlanesMax (aNbClipPlanes);
+  aProgramSrc->SetAlphaTest ((theBits & OpenGl_PO_AlphaTest) != 0);
+  const Standard_Integer aNbGeomInputVerts = !aSrcGeom.IsEmpty() ? 3 : 0;
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcVert, Graphic3d_TOS_VERTEX,   aUniforms, aStageInOuts, "", "", aNbGeomInputVerts));
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcGeom, Graphic3d_TOS_GEOMETRY, aUniforms, aStageInOuts, "geomIn", "geomOut", aNbGeomInputVerts));
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcFrag, Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aUniforms, aStageInOuts, "", "", aNbGeomInputVerts));
   TCollection_AsciiString aKey;
   if (!Create (aProgramSrc, aKey, theProgram))
   {
@@ -1156,13 +1895,13 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_Shad
 // function : pointSpriteShadingSrc
 // purpose  :
 // =======================================================================
-TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::pointSpriteShadingSrc (const TCollection_AsciiString theBaseColorSrc,
-                                                                     const Standard_Integer theBits)
+TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::pointSpriteShadingSrc (const TCollection_AsciiString& theBaseColorSrc,
+                                                                     Standard_Integer theBits)
 {
   TCollection_AsciiString aSrcFragGetColor;
-  if ((theBits & OpenGl_PO_TextureA) != 0)
+  if ((theBits & OpenGl_PO_PointSpriteA) == OpenGl_PO_PointSpriteA)
   {
-    aSrcFragGetColor = pointSpriteAlphaSrc() +
+    aSrcFragGetColor = pointSpriteAlphaSrc (theBits) +
       EOL"vec4 getColor(void)"
       EOL"{"
       EOL"  vec4 aColor = " + theBaseColorSrc + ";"
@@ -1171,13 +1910,13 @@ TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::pointSpriteShadingSrc (const TColl
       EOL"  return aColor;"
       EOL"}";
   }
-  else if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+  else if ((theBits & OpenGl_PO_PointSprite) == OpenGl_PO_PointSprite)
   {
     aSrcFragGetColor = TCollection_AsciiString() +
       EOL"vec4 getColor(void)"
       EOL"{"
       EOL"  vec4 aColor = " + theBaseColorSrc + ";"
-      EOL"  aColor = occTexture2D(occActiveSampler, gl_PointCoord) * aColor;"
+      EOL"  aColor = occTexture2D(occSamplerPointSprite, " THE_VEC2_glPointCoord ") * aColor;"
       EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
       EOL"  return aColor;"
       EOL"}";
@@ -1190,52 +1929,99 @@ TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::pointSpriteShadingSrc (const TColl
 // function : stdComputeLighting
 // purpose  :
 // =======================================================================
-TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::stdComputeLighting (const Standard_Boolean theHasVertColor)
+TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::stdComputeLighting (Standard_Integer& theNbLights,
+                                                                  Standard_Boolean  theHasVertColor)
 {
-  Standard_Integer aLightsMap[Graphic3d_TOLS_SPOT + 1] = { 0, 0, 0, 0 };
   TCollection_AsciiString aLightsFunc, aLightsLoop;
-  const OpenGl_ListOfLight* aLights = myLightSourceState.LightSources();
-  if (aLights != NULL)
+  theNbLights = 0;
+  const Handle(Graphic3d_LightSet)& aLights = myLightSourceState.LightSources();
+  if (!aLights.IsNull())
   {
-    Standard_Integer anIndex = 0;
-    for (OpenGl_ListOfLight::Iterator aLightIter (*aLights); aLightIter.More(); aLightIter.Next(), ++anIndex)
+    theNbLights = aLights->NbEnabled();
+    if (theNbLights <= THE_NB_UNROLLED_LIGHTS_MAX)
     {
-      switch (aLightIter.Value().Type)
+      Standard_Integer anIndex = 0;
+      for (Graphic3d_LightSet::Iterator aLightIter (aLights, Graphic3d_LightSet::IterationFilter_ExcludeDisabledAndAmbient);
+           aLightIter.More(); aLightIter.Next(), ++anIndex)
       {
-        case Graphic3d_TOLS_AMBIENT:
-          --anIndex;
-          break; // skip ambient
-        case Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL:
-          aLightsLoop = aLightsLoop + EOL"    directionalLight (" + anIndex + ", theNormal, theView, theIsFront);";
-          break;
-        case Graphic3d_TOLS_POSITIONAL:
-          aLightsLoop = aLightsLoop + EOL"    pointLight (" + anIndex + ", theNormal, theView, aPoint, theIsFront);";
-          break;
-        case Graphic3d_TOLS_SPOT:
-          aLightsLoop = aLightsLoop + EOL"    spotLight (" + anIndex + ", theNormal, theView, aPoint, theIsFront);";
-          break;
+        switch (aLightIter.Value()->Type())
+        {
+          case Graphic3d_TOLS_AMBIENT:
+            --anIndex;
+            break; // skip ambient
+          case Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL:
+            aLightsLoop = aLightsLoop + EOL"    directionalLight (" + anIndex + ", theNormal, theView, theIsFront);";
+            break;
+          case Graphic3d_TOLS_POSITIONAL:
+            aLightsLoop = aLightsLoop + EOL"    pointLight (" + anIndex + ", theNormal, theView, aPoint, theIsFront);";
+            break;
+          case Graphic3d_TOLS_SPOT:
+            aLightsLoop = aLightsLoop + EOL"    spotLight (" + anIndex + ", theNormal, theView, aPoint, theIsFront);";
+            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)
+    else
+    {
+      theNbLights = roundUpMaxLightSources (theNbLights);
+      bool isFirstInLoop = true;
+      aLightsLoop = aLightsLoop +
+        EOL"    for (int anIndex = 0; anIndex < occLightSourcesCount; ++anIndex)"
+        EOL"    {"
+        EOL"      int aType = occLight_Type (anIndex);";
+      if (aLights->NbEnabledLightsOfType (Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL) > 0)
+      {
+        isFirstInLoop = false;
+        aLightsLoop +=
+          EOL"      if (aType == OccLightType_Direct)"
+          EOL"      {"
+          EOL"        directionalLight (anIndex, theNormal, theView, theIsFront);"
+          EOL"      }";
+      }
+      if (aLights->NbEnabledLightsOfType (Graphic3d_TOLS_POSITIONAL) > 0)
+      {
+        if (!isFirstInLoop)
+        {
+          aLightsLoop += EOL"      else ";
+        }
+        isFirstInLoop = false;
+        aLightsLoop +=
+          EOL"      if (aType == OccLightType_Point)"
+          EOL"      {"
+          EOL"        pointLight (anIndex, theNormal, theView, aPoint, theIsFront);"
+          EOL"      }";
+      }
+      if (aLights->NbEnabledLightsOfType (Graphic3d_TOLS_SPOT) > 0)
+      {
+        if (!isFirstInLoop)
+        {
+          aLightsLoop += EOL"      else ";
+        }
+        isFirstInLoop = false;
+        aLightsLoop +=
+          EOL"      if (aType == OccLightType_Spot)"
+          EOL"      {"
+          EOL"        spotLight (anIndex, theNormal, theView, aPoint, theIsFront);"
+          EOL"      }";
+      }
+      aLightsLoop += EOL"    }";
+    }
+    if (aLights->NbEnabledLightsOfType (Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL) == 1
+     && theNbLights == 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)
+    else if (aLights->NbEnabledLightsOfType (Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL) > 0)
     {
       aLightsFunc += THE_FUNC_directionalLight;
     }
-    if (aLightsMap[Graphic3d_TOLS_POSITIONAL] > 0)
+    if (aLights->NbEnabledLightsOfType (Graphic3d_TOLS_POSITIONAL) > 0)
     {
       aLightsFunc += THE_FUNC_pointLight;
     }
-    if (aLightsMap[Graphic3d_TOLS_SPOT] > 0)
+    if (aLights->NbEnabledLightsOfType (Graphic3d_TOLS_SPOT) > 0)
     {
       aLightsFunc += THE_FUNC_spotLight;
     }
@@ -1283,40 +2069,51 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramGouraud (Handle(OpenGl_S
                                                                  const Standard_Integer        theBits)
 {
   Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
-  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertColor, aSrcVertExtraOut, aSrcVertExtraMain, aSrcFrag, aSrcFragExtraOut, aSrcFragExtraMain;
+  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertColor, aSrcVertExtraMain;
+  TCollection_AsciiString aSrcFrag, aSrcFragExtraMain;
   TCollection_AsciiString aSrcFragGetColor = EOL"vec4 getColor(void) { return gl_FrontFacing ? FrontColor : BackColor; }";
-  if ((theBits & OpenGl_PO_Point) != 0)
+  OpenGl_ShaderObject::ShaderVariableList aUniforms, aStageInOuts;
+
+  if ((theBits & OpenGl_PO_IsPoint) != 0)
   {
   #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
     aSrcVertExtraMain += EOL"  gl_PointSize = occPointSize;";
   #endif
 
-    if (textureUsed (theBits))
+    if ((theBits & OpenGl_PO_PointSprite) != 0)
     {
-      #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
 
+      aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2D occSamplerPointSprite", Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
       aSrcFragGetColor = pointSpriteShadingSrc ("gl_FrontFacing ? FrontColor : BackColor", theBits);
     }
+
+    if ((theBits & OpenGl_PO_HasTextures) == OpenGl_PO_TextureRGB
+     && (theBits & OpenGl_PO_VertColor) == 0)
+    {
+      aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2D occSamplerBaseColor", Graphic3d_TOS_VERTEX));
+      aSrcVertColor = EOL"vec4 getVertColor(void) { return occTexture2D (occSamplerBaseColor, occTexCoord.xy); }";
+    }
   }
   else
   {
-    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+    if ((theBits & OpenGl_PO_HasTextures) == OpenGl_PO_TextureRGB)
     {
-      aSrcVertExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_OUT;
-      aSrcFragExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_IN;
+      aUniforms   .Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2D occSamplerBaseColor", Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+      aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 TexCoord", Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
       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"  return occTexture2D(occSamplerBaseColor, TexCoord.st / TexCoord.w) * aColor;"
         EOL"}";
     }
   }
@@ -1326,31 +2123,51 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramGouraud (Handle(OpenGl_S
     aSrcVertColor = EOL"vec4 getVertColor(void) { return occVertColor; }";
   }
 
-  if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes) != 0)
+  int aNbClipPlanes = 0;
+  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;";
+    aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 PositionWorld", Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+    aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 Position",      Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
     aSrcVertExtraMain +=
       EOL"  PositionWorld = aPositionWorld;"
       EOL"  Position      = aPosition;";
-    aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES;
+
+    if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanesN) == OpenGl_PO_ClipPlanesN)
+    {
+      aNbClipPlanes = Graphic3d_ShaderProgram::THE_MAX_CLIP_PLANES_DEFAULT;
+      aSrcFragExtraMain += (theBits & OpenGl_PO_ClipChains) != 0
+                         ? THE_FRAG_CLIP_CHAINS_N
+                         : THE_FRAG_CLIP_PLANES_N;
+    }
+    else if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes1) != 0)
+    {
+      aNbClipPlanes = 1;
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_1;
+    }
+    else if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes2) != 0)
+    {
+      aNbClipPlanes = 2;
+      aSrcFragExtraMain += (theBits & OpenGl_PO_ClipChains) != 0
+                          ? THE_FRAG_CLIP_CHAINS_2
+                          : THE_FRAG_CLIP_PLANES_2;
+    }
+  }
+  if ((theBits & OpenGl_PO_WriteOit) != 0)
+  {
+    aProgramSrc->SetNbFragmentOutputs (2);
+    aProgramSrc->SetWeightOitOutput (true);
   }
 
-  const TCollection_AsciiString aLights = stdComputeLighting ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0);
+  aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 FrontColor", Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+  aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 BackColor",  Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+
+  Standard_Integer aNbLights = 0;
+  const TCollection_AsciiString aLights = stdComputeLighting (aNbLights, !aSrcVertColor.IsEmpty());
   aSrcVert = TCollection_AsciiString()
     + THE_FUNC_transformNormal
     + EOL
     + aSrcVertColor
     + aLights
-    + EOL
-      EOL"THE_SHADER_OUT vec4 FrontColor;"
-      EOL"THE_SHADER_OUT vec4 BackColor;"
-      EOL
-    + aSrcVertExtraOut
     + EOL"void main()"
       EOL"{"
       EOL"  vec4 aPositionWorld = occModelWorldMatrix * occVertex;"
@@ -1360,28 +2177,32 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramGouraud (Handle(OpenGl_S
       EOL"  FrontColor  = computeLighting (normalize (aNormal), normalize (aView), aPosition, true);"
       EOL"  BackColor   = computeLighting (normalize (aNormal), normalize (aView), aPosition, false);"
     + aSrcVertExtraMain
-    + EOL"  gl_Position = occProjectionMatrix * occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * occVertex;"
-      EOL"}";
+    + THE_VERT_gl_Position
+    + EOL"}";
+
+  TCollection_AsciiString aSrcGeom = prepareGeomMainSrc (aUniforms, aStageInOuts, theBits);
+  aSrcFragGetColor += (theBits & OpenGl_PO_MeshEdges) != 0
+    ? THE_FRAG_WIREFRAME_COLOR
+    : EOL"#define getFinalColor getColor";
 
   aSrcFrag = TCollection_AsciiString()
-    + EOL"THE_SHADER_IN vec4 FrontColor;"
-      EOL"THE_SHADER_IN vec4 BackColor;"
-    + aSrcFragExtraOut
     + aSrcFragGetColor
     + EOL"void main()"
       EOL"{"
     + aSrcFragExtraMain
-    + EOL"  occFragColor = getColor();"
-      EOL"}";
+    + EOL"  occSetFragColor (getFinalColor());"
+    + 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));
+  const TCollection_AsciiString aProgId = TCollection_AsciiString ("gouraud-") + genLightKey (myLightSourceState.LightSources()) + "-";
+  defaultGlslVersion (aProgramSrc, aProgId, theBits);
+  aProgramSrc->SetDefaultSampler (false);
+  aProgramSrc->SetNbLightsMax (aNbLights);
+  aProgramSrc->SetNbClipPlanesMax (aNbClipPlanes);
+  aProgramSrc->SetAlphaTest ((theBits & OpenGl_PO_AlphaTest) != 0);
+  const Standard_Integer aNbGeomInputVerts = !aSrcGeom.IsEmpty() ? 3 : 0;
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcVert, Graphic3d_TOS_VERTEX,   aUniforms, aStageInOuts, "", "", aNbGeomInputVerts));
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcGeom, Graphic3d_TOS_GEOMETRY, aUniforms, aStageInOuts, "geomIn", "geomOut", aNbGeomInputVerts));
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcFrag, Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aUniforms, aStageInOuts, "", "", aNbGeomInputVerts));
   TCollection_AsciiString aKey;
   if (!Create (aProgramSrc, aKey, theProgram))
   {
@@ -1396,87 +2217,154 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramGouraud (Handle(OpenGl_S
 // purpose  :
 // =======================================================================
 Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramPhong (Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
-                                                               const Standard_Integer        theBits)
+                                                               const Standard_Integer        theBits,
+                                                               const Standard_Boolean        theIsFlatNormal)
 {
   #define thePhongCompLight "computeLighting (normalize (Normal), normalize (View), Position, gl_FrontFacing)"
-
+  const bool isFlatNormal = theIsFlatNormal
+                         && myContext->hasFlatShading != OpenGl_FeatureNotAvailable;
+  const char* aDFdxSignReversion = "";
+#if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (isFlatNormal != theIsFlatNormal)
+  {
+    myContext->PushMessage (GL_DEBUG_SOURCE_APPLICATION,
+                            GL_DEBUG_TYPE_PORTABILITY, 0, GL_DEBUG_SEVERITY_MEDIUM,
+                            "Warning: flat shading requires OpenGL ES 3.0+ or GL_OES_standard_derivatives extension.");
+  }
+  else if (isFlatNormal
+        && myContext->Vendor().Search("qualcomm") != -1)
+  {
+    // workaround Adreno driver bug computing reversed normal using dFdx/dFdy
+    aDFdxSignReversion = "-";
+    myContext->PushMessage (GL_DEBUG_SOURCE_APPLICATION, GL_DEBUG_TYPE_PORTABILITY, 0, GL_DEBUG_SEVERITY_MEDIUM,
+                            "Warning: applied workaround for flat shading normal computation using dFdx/dFdy on Adreno");
+  }
+#endif
   Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
-  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertExtraOut, aSrcVertExtraMain, aSrcFrag, aSrcFragExtraOut, aSrcFragGetVertColor, aSrcFragExtraMain;
+  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertExtraFunc, aSrcVertExtraMain;
+  TCollection_AsciiString aSrcFrag, aSrcFragExtraOut, aSrcFragGetVertColor, aSrcFragExtraMain;
   TCollection_AsciiString aSrcFragGetColor = EOL"vec4 getColor(void) { return " thePhongCompLight "; }";
-  if ((theBits & OpenGl_PO_Point) != 0)
+  OpenGl_ShaderObject::ShaderVariableList aUniforms, aStageInOuts;
+  if ((theBits & OpenGl_PO_IsPoint) != 0)
   {
   #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
     aSrcVertExtraMain += EOL"  gl_PointSize = occPointSize;";
   #endif
 
-    if (textureUsed (theBits))
+    if ((theBits & OpenGl_PO_PointSprite) != 0)
     {
-      #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
 
+      aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2D occSamplerPointSprite", Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
       aSrcFragGetColor = pointSpriteShadingSrc (thePhongCompLight, theBits);
     }
+
+    if ((theBits & OpenGl_PO_HasTextures) == OpenGl_PO_TextureRGB
+     && (theBits & OpenGl_PO_VertColor) == 0)
+    {
+      aUniforms   .Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2D occSamplerBaseColor", Graphic3d_TOS_VERTEX));
+      aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 VertColor", Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+
+      aSrcVertExtraMain   += EOL"  VertColor = occTexture2D (occSamplerBaseColor, occTexCoord.xy);";
+      aSrcFragGetVertColor = EOL"vec4 getVertColor(void) { return VertColor; }";
+    }
   }
   else
   {
-    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+    if ((theBits & OpenGl_PO_HasTextures) == OpenGl_PO_TextureRGB)
     {
-      aSrcVertExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_OUT;
-      aSrcFragExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_IN;
+      aUniforms   .Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2D occSamplerBaseColor", Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+      aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 TexCoord", Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
       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"  return occTexture2D(occSamplerBaseColor, TexCoord.st / TexCoord.w) * aColor;"
         EOL"}";
     }
   }
 
   if ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0)
   {
-    aSrcVertExtraOut    += EOL"THE_SHADER_OUT vec4 VertColor;";
+    aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 VertColor", Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
     aSrcVertExtraMain   += EOL"  VertColor = occVertColor;";
-    aSrcFragGetVertColor = EOL"THE_SHADER_IN  vec4 VertColor;"
-                           EOL"vec4 getVertColor(void) { return VertColor; }";
+    aSrcFragGetVertColor = EOL"vec4 getVertColor(void) { return VertColor; }";
   }
 
-  if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes) != 0)
+  int aNbClipPlanes = 0;
+  if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanesN) != 0)
   {
-    aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES;
+    if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanesN) == OpenGl_PO_ClipPlanesN)
+    {
+      aNbClipPlanes = Graphic3d_ShaderProgram::THE_MAX_CLIP_PLANES_DEFAULT;
+      aSrcFragExtraMain += (theBits & OpenGl_PO_ClipChains) != 0
+                         ? THE_FRAG_CLIP_CHAINS_N
+                         : THE_FRAG_CLIP_PLANES_N;
+    }
+    else if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes1) != 0)
+    {
+      aNbClipPlanes = 1;
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_1;
+    }
+    else if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes2) != 0)
+    {
+      aNbClipPlanes = 2;
+      aSrcFragExtraMain += (theBits & OpenGl_PO_ClipChains) != 0
+                         ? THE_FRAG_CLIP_CHAINS_2
+                         : THE_FRAG_CLIP_PLANES_2;
+    }
+  }
+  if ((theBits & OpenGl_PO_WriteOit) != 0)
+  {
+    aProgramSrc->SetNbFragmentOutputs (2);
+    aProgramSrc->SetWeightOitOutput (true);
   }
 
+  if (isFlatNormal)
+  {
+    aSrcFragExtraOut  += EOL"vec3 Normal;";
+    aSrcFragExtraMain += TCollection_AsciiString()
+      + EOL"  Normal = " + aDFdxSignReversion + "normalize (cross (dFdx (Position.xyz / Position.w), dFdy (Position.xyz / Position.w)));"
+        EOL"  if (!gl_FrontFacing) { Normal = -Normal; }";
+  }
+  else
+  {
+    aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec3 Normal", Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+    aSrcVertExtraFunc += THE_FUNC_transformNormal;
+    aSrcVertExtraMain += EOL"  Normal = transformNormal (occNormal);";
+  }
+
+  aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 PositionWorld", Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+  aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec4 Position",      Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+  aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec3 View",          Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+
   aSrcVert = TCollection_AsciiString()
-    + THE_FUNC_transformNormal
-    + EOL
-      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
+    + aSrcVertExtraFunc
     + EOL"void main()"
       EOL"{"
       EOL"  PositionWorld = occModelWorldMatrix * occVertex;"
       EOL"  Position      = occWorldViewMatrix * PositionWorld;"
-      EOL"  Normal        = transformNormal (occNormal);"
-      EOL"  View          = vec3 (0.0, 0.0, 1.0);"
+    + EOL"  View          = vec3 (0.0, 0.0, 1.0);"
     + aSrcVertExtraMain
-    + EOL"  gl_Position = occProjectionMatrix * occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * occVertex;"
-      EOL"}";
+    + THE_VERT_gl_Position
+    + EOL"}";
+
+  TCollection_AsciiString aSrcGeom = prepareGeomMainSrc (aUniforms, aStageInOuts, theBits);
+  aSrcFragGetColor += (theBits & OpenGl_PO_MeshEdges) != 0
+    ? THE_FRAG_WIREFRAME_COLOR
+    : EOL"#define getFinalColor getColor";
 
-  const TCollection_AsciiString aLights = stdComputeLighting ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0);
+  Standard_Integer aNbLights = 0;
+  const TCollection_AsciiString aLights = stdComputeLighting (aNbLights, !aSrcFragGetVertColor.IsEmpty());
   aSrcFrag = TCollection_AsciiString()
-    + 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
@@ -1486,17 +2374,19 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramPhong (Handle(OpenGl_Sha
       EOL"void main()"
       EOL"{"
     + aSrcFragExtraMain
-    + EOL"  occFragColor = getColor();"
-      EOL"}";
+    + EOL"  occSetFragColor (getFinalColor());"
+    + 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));
+  const TCollection_AsciiString aProgId = TCollection_AsciiString (theIsFlatNormal ? "flat-" : "phong-") + genLightKey (myLightSourceState.LightSources()) + "-";
+  defaultGlslVersion (aProgramSrc, aProgId, theBits, isFlatNormal);
+  aProgramSrc->SetDefaultSampler (false);
+  aProgramSrc->SetNbLightsMax (aNbLights);
+  aProgramSrc->SetNbClipPlanesMax (aNbClipPlanes);
+  aProgramSrc->SetAlphaTest ((theBits & OpenGl_PO_AlphaTest) != 0);
+  const Standard_Integer aNbGeomInputVerts = !aSrcGeom.IsEmpty() ? 3 : 0;
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcVert, Graphic3d_TOS_VERTEX,   aUniforms, aStageInOuts, "", "", aNbGeomInputVerts));
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcGeom, Graphic3d_TOS_GEOMETRY, aUniforms, aStageInOuts, "geomIn", "geomOut", aNbGeomInputVerts));
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcFrag, Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aUniforms, aStageInOuts, "", "", aNbGeomInputVerts));
   TCollection_AsciiString aKey;
   if (!Create (aProgramSrc, aKey, theProgram))
   {
@@ -1514,8 +2404,10 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramStereo (Handle(OpenGl_Sh
                                                                 const Graphic3d_StereoMode    theStereoMode)
 {
   Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
+  OpenGl_ShaderObject::ShaderVariableList aUniforms, aStageInOuts;
+
+  aStageInOuts.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec2 TexCoord", Graphic3d_TOS_VERTEX | Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
   TCollection_AsciiString aSrcVert =
-      EOL"THE_SHADER_OUT vec2 TexCoord;"
       EOL"void main()"
       EOL"{"
       EOL"  TexCoord    = occVertex.zw;"
@@ -1523,21 +2415,19 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramStereo (Handle(OpenGl_Sh
       EOL"}";
 
   TCollection_AsciiString aSrcFrag;
+  aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2D uLeftSampler",  Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+  aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("sampler2D uRightSampler", Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+  const char* aName = "stereo";
   switch (theStereoMode)
   {
     case Graphic3d_StereoMode_Anaglyph:
     {
+      aName = "anaglyph";
+      aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("mat4 uMultL", Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
+      aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("mat4 uMultR", Graphic3d_TOS_FRAGMENT));
       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"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"void main()"
           EOL"{"
@@ -1546,64 +2436,52 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramStereo (Handle(OpenGl_Sh
           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"  occSetFragColor (pow (aColor, THE_POW_DOWN));"
           EOL"}";
       break;
     }
     case Graphic3d_StereoMode_RowInterlaced:
     {
+      aName = "row-interlaced";
       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"    occSetFragColor (aColorL);"
           EOL"  }"
           EOL"  else"
           EOL"  {"
-          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"    occSetFragColor (aColorR);"
           EOL"  }"
           EOL"}";
       break;
     }
     case Graphic3d_StereoMode_ColumnInterlaced:
     {
+      aName = "column-interlaced";
       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"    occSetFragColor (aColorL);"
           EOL"  }"
           EOL"  else"
           EOL"  {"
-          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"    occSetFragColor (aColorR);"
           EOL"  }"
           EOL"}";
       break;
     }
     case Graphic3d_StereoMode_ChessBoard:
     {
+      aName = "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);"
@@ -1612,23 +2490,19 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramStereo (Handle(OpenGl_Sh
           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"    occSetFragColor (aColorL);"
           EOL"  }"
           EOL"  else"
           EOL"  {"
-          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"    occSetFragColor (aColorR);"
           EOL"  }"
           EOL"}";
       break;
     }
     case Graphic3d_StereoMode_SideBySide:
     {
+      aName = "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);"
@@ -1640,23 +2514,19 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramStereo (Handle(OpenGl_Sh
           EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, aTexCoord);"
           EOL"  if (TexCoord.x <= 0.5)"
           EOL"  {"
-          EOL"    occFragColor = aColorL;"
+          EOL"    occSetFragColor (aColorL);"
           EOL"  }"
           EOL"  else"
           EOL"  {"
-          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"    occSetFragColor (aColorR);"
           EOL"  }"
           EOL"}";
       break;
     }
     case Graphic3d_StereoMode_OverUnder:
     {
+      aName = "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);"
@@ -1668,11 +2538,11 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramStereo (Handle(OpenGl_Sh
           EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, aTexCoord);"
           EOL"  if (TexCoord.y <= 0.5)"
           EOL"  {"
-          EOL"    occFragColor = aColorL;"
+          EOL"    occSetFragColor (aColorL);"
           EOL"  }"
           EOL"  else"
           EOL"  {"
-          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"    occSetFragColor (aColorR);"
           EOL"  }"
           EOL"}";
       break;
@@ -1687,11 +2557,6 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramStereo (Handle(OpenGl_Sh
         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);"
@@ -1699,21 +2564,18 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramStereo (Handle(OpenGl_Sh
           EOL"  aColorL.b = 0.0;"
           EOL"  aColorL.g = 0.0;"
           EOL"  aColorR.r = 0.0;"
-          EOL"  occFragColor = aColorL + aColorR;"
+          EOL"  occSetFragColor (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));
+  defaultGlslVersion (aProgramSrc, aName, 0);
+  aProgramSrc->SetDefaultSampler (false);
+  aProgramSrc->SetNbLightsMax (0);
+  aProgramSrc->SetNbClipPlanesMax (0);
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcVert, Graphic3d_TOS_VERTEX,   aUniforms, aStageInOuts));
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcFrag, Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aUniforms, aStageInOuts));
   TCollection_AsciiString aKey;
   if (!Create (aProgramSrc, aKey, theProgram))
   {
@@ -1722,24 +2584,133 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramStereo (Handle(OpenGl_Sh
   }
 
   myContext->BindProgram (theProgram);
-  theProgram->SetSampler (myContext, "uLeftSampler",  0);
-  theProgram->SetSampler (myContext, "uRightSampler", 1);
+  theProgram->SetSampler (myContext, "uLeftSampler",  Graphic3d_TextureUnit_0);
+  theProgram->SetSampler (myContext, "uRightSampler", Graphic3d_TextureUnit_1);
   myContext->BindProgram (NULL);
   return Standard_True;
 }
 
 // =======================================================================
-// function : bindProgramWithState
+// function : prepareStdProgramBoundBox
 // purpose  :
 // =======================================================================
-Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::bindProgramWithState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram)
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramBoundBox()
 {
-  if (!myContext->BindProgram (theProgram))
+  Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
+
+  OpenGl_ShaderObject::ShaderVariableList aUniforms, aStageInOuts;
+  aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec3 occBBoxCenter", Graphic3d_TOS_VERTEX));
+  aUniforms.Append (OpenGl_ShaderObject::ShaderVariable ("vec3 occBBoxSize",   Graphic3d_TOS_VERTEX));
+
+  TCollection_AsciiString aSrcVert =
+    EOL"void main()"
+    EOL"{"
+    EOL"  vec4 aCenter = vec4(occVertex.xyz * occBBoxSize + occBBoxCenter, 1.0);"
+    EOL"  vec4 aPos    = vec4(occVertex.xyz * occBBoxSize + occBBoxCenter, 1.0);"
+    EOL"  gl_Position = occProjectionMatrix * occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * aPos;"
+    EOL"}";
+
+  TCollection_AsciiString aSrcFrag =
+    EOL"void main()"
+    EOL"{"
+    EOL"  occSetFragColor (occColor);"
+    EOL"}";
+
+  defaultGlslVersion (aProgramSrc, "bndbox", 0);
+  aProgramSrc->SetDefaultSampler (false);
+  aProgramSrc->SetNbLightsMax (0);
+  aProgramSrc->SetNbClipPlanesMax (0);
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcVert, Graphic3d_TOS_VERTEX,   aUniforms, aStageInOuts));
+  aProgramSrc->AttachShader (OpenGl_ShaderObject::CreateFromSource (aSrcFrag, Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aUniforms, aStageInOuts));
+  TCollection_AsciiString aKey;
+  if (!Create (aProgramSrc, aKey, myBoundBoxProgram))
   {
+    myBoundBoxProgram = new OpenGl_ShaderProgram(); // just mark as invalid
     return Standard_False;
   }
-  theProgram->ApplyVariables (myContext);
 
-  PushState (theProgram);
+  const OpenGl_Vec4 aMin (-0.5f, -0.5f, -0.5f, 1.0f);
+  const OpenGl_Vec4 anAxisShifts[3] =
+  {
+    OpenGl_Vec4 (1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f),
+    OpenGl_Vec4 (0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f),
+    OpenGl_Vec4 (0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f)
+  };
+
+  const OpenGl_Vec4 aLookup1 (0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);
+  const OpenGl_Vec4 aLookup2 (0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f);
+  OpenGl_Vec4 aLinesVertices[24];
+  for (int anAxis = 0, aVertex = 0; anAxis < 3; ++anAxis)
+  {
+    for (int aCompIter = 0; aCompIter < 4; ++aCompIter)
+    {
+      aLinesVertices[aVertex++] = aMin
+        + anAxisShifts[(anAxis + 1) % 3] * aLookup1[aCompIter]
+        + anAxisShifts[(anAxis + 2) % 3] * aLookup2[aCompIter];
+
+      aLinesVertices[aVertex++] = aMin
+        + anAxisShifts[anAxis]
+        + anAxisShifts[(anAxis + 1) % 3] * aLookup1[aCompIter]
+        + anAxisShifts[(anAxis + 2) % 3] * aLookup2[aCompIter];
+    }
+  }
+  if (myContext->ToUseVbo())
+  {
+    myBoundBoxVertBuffer = new OpenGl_VertexBuffer();
+    if (myBoundBoxVertBuffer->Init (myContext, 4, 24, aLinesVertices[0].GetData()))
+    {
+      myContext->ShareResource ("OpenGl_ShaderManager_BndBoxVbo", myBoundBoxVertBuffer);
+      return Standard_True;
+    }
+  }
+  myBoundBoxVertBuffer = new OpenGl_VertexBufferCompat();
+  myBoundBoxVertBuffer->Init (myContext, 4, 24, aLinesVertices[0].GetData());
+  myContext->ShareResource ("OpenGl_ShaderManager_BndBoxVbo", myBoundBoxVertBuffer);
   return Standard_True;
 }
+
+// =======================================================================
+// function : bindProgramWithState
+// purpose  :
+// =======================================================================
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::bindProgramWithState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram)
+{
+  const Standard_Boolean isBound = myContext->BindProgram (theProgram);
+  if (isBound
+  && !theProgram.IsNull())
+  {
+    theProgram->ApplyVariables (myContext);
+  }
+  PushState (theProgram);
+  return isBound;
+}
+
+// =======================================================================
+// function : BindMarkerProgram
+// purpose  :
+// =======================================================================
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::BindMarkerProgram (const Handle(OpenGl_TextureSet)& theTextures,
+                                                          Graphic3d_TypeOfShadingModel theShadingModel,
+                                                          Graphic3d_AlphaMode theAlphaMode,
+                                                          Standard_Boolean theHasVertColor,
+                                                          const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theCustomProgram)
+{
+  if (!theCustomProgram.IsNull()
+    || myContext->caps->ffpEnable)
+  {
+    return bindProgramWithState (theCustomProgram);
+  }
+
+  Standard_Integer aBits = getProgramBits (theTextures, theAlphaMode, Aspect_IS_SOLID, theHasVertColor, false, false);
+  if (!theTextures.IsNull()
+    && theTextures->HasPointSprite())
+  {
+    aBits |= theTextures->Last()->IsAlpha() ? OpenGl_PO_PointSpriteA : OpenGl_PO_PointSprite;
+  }
+  else
+  {
+    aBits |= OpenGl_PO_PointSimple;
+  }
+  Handle(OpenGl_ShaderProgram)& aProgram = getStdProgram (theShadingModel, aBits);
+  return bindProgramWithState (aProgram);
+}