0027925: Visualization - implement order-independent transparency algorithm within...
[occt.git] / src / OpenGl / OpenGl_ShaderManager.cxx
index 26a63ff..e3b5eca 100644 (file)
@@ -249,6 +249,94 @@ const char THE_FRAG_CLIP_PLANES_2[] =
   EOL"    discard;"
   EOL"  }";
 
+//! Output color and coverage for accumulation by OIT algorithm.
+const char THE_FRAG_write_oit_buffers[] =
+  EOL"  float aWeight     = occFragColor.a * clamp (1e+2 * pow (1.0 - gl_FragCoord.z * occOitDepthFactor, 3.0), 1e-2, 1e+2);"
+  EOL"  occFragCoverage.r = occFragColor.a * aWeight;"
+  EOL"  occFragColor      = vec4 (occFragColor.rgb * occFragColor.a * aWeight, occFragColor.a);";
+
+#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 OpenGl_Light& 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
+    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.Direction;
+
+        // 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,               theLight.Color.GetData());
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_SPECULAR,              theLight.Color.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,               theLight.Color.GetData());
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_SPECULAR,              theLight.Color.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,               theLight.Color.GetData());
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_SPECULAR,              theLight.Color.GetData());
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_POSITION,              aPosition.GetData());
+        theCtx->core11->glLightfv (theLightGlId, GL_SPOT_DIRECTION,        theLight.Direction.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
+
 }
 
 // =======================================================================
@@ -256,7 +344,8 @@ const char THE_FRAG_CLIP_PLANES_2[] =
 // 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),
   myContext  (theContext),
   myHasLocalOrigin (Standard_False),
   myLastView (NULL)
@@ -480,54 +569,72 @@ void OpenGl_ShaderManager::UpdateWorldViewStateTo (const OpenGl_Mat4& theWorldVi
   myWorldViewState.Update();
 }
 
-// =======================================================================
-// 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
-// =======================================================================
-const OpenGl_WorldViewState& OpenGl_ShaderManager::WorldViewState() const
-{
-  return myWorldViewState;
-}
-
 // =======================================================================
 // 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())
+  if (myLightSourceState.Index() == theProgram->ActiveState (OpenGl_LIGHT_SOURCES_STATE))
   {
     return;
   }
 
+  theProgram->UpdateState (OpenGl_LIGHT_SOURCES_STATE, myLightSourceState.Index());
+  if (theProgram == myFfpProgram)
+  {
+  #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+    if (myContext->core11 == NULL)
+    {
+      return;
+    }
+
+    if (myContext->core11 != NULL)
+    {
+      GLenum aLightGlId = GL_LIGHT0;
+      OpenGl_Vec4 anAmbient (0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
+      const OpenGl_Mat4 aModelView = myWorldViewState.WorldViewMatrix() * myModelWorldState.ModelWorldMatrix();
+      for (OpenGl_ListOfLight::Iterator aLightIt (*myLightSourceState.LightSources()); aLightIt.More(); aLightIt.Next())
+      {
+        const OpenGl_Light& aLight = aLightIt.Value();
+        if (aLight.Type == Graphic3d_TOLS_AMBIENT)
+        {
+          anAmbient += aLight.Color;
+          continue;
+        }
+        else if (aLightGlId > GL_LIGHT7) // OpenGLMaxLights - only 8 lights in OpenGL...
+        {
+          continue;
+        }
+
+        bindLight (aLightIt.Value(), aLightGlId, aModelView, myContext);
+        ++aLightGlId;
+      }
+
+      // apply accumulated ambient color
+      anAmbient.a() = 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;
+  }
+
   for (Standard_Integer aLightIt = 0; aLightIt < OpenGLMaxLights; ++aLightIt)
   {
     myLightTypeArray[aLightIt].Type = -1;
@@ -546,7 +653,6 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushLightSourceState (const Handle(OpenGl_ShaderProgr
                             theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_LIGHT_SOURCE_TYPES),
                             OpenGLMaxLights * OpenGl_ShaderLightType::NbOfVec2i(),
                             myLightTypeArray[0].Packed());
-    theProgram->UpdateState (OpenGl_LIGHT_SOURCES_STATE, myLightSourceState.Index());
     return;
   }
 
@@ -615,8 +721,6 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushLightSourceState (const Handle(OpenGl_ShaderProgr
                             aLightsNb * OpenGl_ShaderLightParameters::NbOfVec4(),
                             myLightParamsArray[0].Packed());
   }
-
-  theProgram->UpdateState (OpenGl_LIGHT_SOURCES_STATE, myLightSourceState.Index());
 }
 
 // =======================================================================
@@ -630,6 +734,19 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushProjectionState (const Handle(OpenGl_ShaderProgra
     return;
   }
 
+  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;
+  }
+
   theProgram->SetUniform (myContext,
                           theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_PROJECTION_MATRIX),
                           myProjectionState.ProjectionMatrix());
@@ -649,8 +766,6 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushProjectionState (const Handle(OpenGl_ShaderProgra
   {
     theProgram->SetUniform (myContext, aLocation, myProjectionState.ProjectionMatrixInverse(), true);
   }
-
-  theProgram->UpdateState (OpenGl_PROJECTION_STATE, myProjectionState.Index());
 }
 
 // =======================================================================
@@ -664,6 +779,21 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushModelWorldState (const Handle(OpenGl_ShaderProgra
     return;
   }
 
+  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;
+  }
+
   theProgram->SetUniform (myContext,
                           theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_MODEL_WORLD_MATRIX),
                           myModelWorldState.ModelWorldMatrix());
@@ -683,8 +813,6 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushModelWorldState (const Handle(OpenGl_ShaderProgra
   {
     theProgram->SetUniform (myContext, aLocation, myModelWorldState.ModelWorldMatrixInverse(), true);
   }
-
-  theProgram->UpdateState (OpenGl_MODEL_WORLD_STATE, myModelWorldState.Index());
 }
 
 // =======================================================================
@@ -698,6 +826,21 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushWorldViewState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram
     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 +860,6 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushWorldViewState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram
   {
     theProgram->SetUniform (myContext, aLocation, myWorldViewState.WorldViewMatrixInverse(), true);
   }
-
-  theProgram->UpdateState (OpenGl_WORLD_VIEW_STATE, myWorldViewState.Index());
 }
 
 // =======================================================================
@@ -751,6 +892,77 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushClippingState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)
   }
 
   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 = Min (myContext->MaxClipPlanes(), THE_MAX_CLIP_PLANES);
+    OpenGl_Vec4d anEquations[THE_MAX_CLIP_PLANES];
+    Standard_Integer aPlaneId = 0;
+    Standard_Boolean toRestoreModelView = Standard_False;
+    for (OpenGl_ClippingIterator aPlaneIter (myContext->Clipping()); aPlaneIter.More(); aPlaneIter.Next())
+    {
+      const Handle(Graphic3d_ClipPlane)& aPlane = aPlaneIter.Value();
+      if (aPlaneIter.IsDisabled())
+      {
+        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 = anEquations[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;
+  }
+
   const GLint aLocEquations = theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_CLIP_PLANE_EQUATIONS);
   if (aLocEquations == OpenGl_ShaderProgram::INVALID_LOCATION)
   {
@@ -801,17 +1013,111 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushClippingState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)
   theProgram->SetUniform (myContext, aLocEquations, THE_MAX_CLIP_PLANES, anEquations);
 }
 
+// =======================================================================
+// function : PushMaterialState
+// purpose  :
+// =======================================================================
+void OpenGl_ShaderManager::PushMaterialState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
+{
+  if (myMaterialState.Index() == theProgram->ActiveState (OpenGl_MATERIAL_STATE))
+  {
+    return;
+  }
+
+  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;
+    }
+
+    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_TEXTURE_ENABLE),
+                          myMaterialState.ToMapTexture()  ? 1 : 0);
+  theProgram->SetUniform (myContext,
+                          theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_DISTINGUISH_MODE),
+                          myMaterialState.ToDistinguish() ? 1 : 0);
+
+  const GLint aLocFront = theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_FRONT_MATERIAL);
+  if (aLocFront != OpenGl_ShaderProgram::INVALID_LOCATION)
+  {
+    theProgram->SetUniform (myContext, aLocFront, OpenGl_Material::NbOfVec4(),
+                            aFrontMat.Packed());
+  }
+
+  const GLint aLocBack = theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_BACK_MATERIAL);
+  if (aLocBack != OpenGl_ShaderProgram::INVALID_LOCATION)
+  {
+    theProgram->SetUniform (myContext, aLocBack,  OpenGl_Material::NbOfVec4(),
+                            aBackMat.Packed());
+  }
+}
+
+// =======================================================================
+// function : PushOitState
+// purpose  : Pushes state of OIT uniforms to the specified program
+// =======================================================================
+void OpenGl_ShaderManager::PushOitState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
+{
+  if (!theProgram->IsValid())
+  {
+    return;
+  }
+
+  if (myOitState.Index() == theProgram->ActiveState (OpenGL_OIT_STATE))
+  {
+    return;
+  }
+
+  const GLint aLocOutput = theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_OIT_OUTPUT);
+  if (aLocOutput != OpenGl_ShaderProgram::INVALID_LOCATION)
+  {
+    theProgram->SetUniform (myContext, aLocOutput, myOitState.ToEnableWrite());
+  }
+
+  const GLint aLocDepthFactor = theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_OIT_DEPTH_FACTOR);
+  if (aLocDepthFactor != OpenGl_ShaderProgram::INVALID_LOCATION)
+  {
+    theProgram->SetUniform (myContext, aLocDepthFactor, myOitState.DepthFactor());
+  }
+}
+
 // =======================================================================
 // function : PushState
 // purpose  : Pushes state of OCCT graphics parameters to the program
 // =======================================================================
 void OpenGl_ShaderManager::PushState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
 {
-  PushClippingState    (theProgram);
-  PushWorldViewState   (theProgram);
-  PushModelWorldState  (theProgram);
-  PushProjectionState  (theProgram);
-  PushLightSourceState (theProgram);
+  const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& aProgram = !theProgram.IsNull() ? theProgram : myFfpProgram;
+  PushClippingState    (aProgram);
+  PushWorldViewState   (aProgram);
+  PushModelWorldState  (aProgram);
+  PushProjectionState  (aProgram);
+  PushLightSourceState (aProgram);
+  PushMaterialState    (aProgram);
+  PushOitState         (aProgram);
 }
 
 // =======================================================================
@@ -854,6 +1160,11 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFont()
   {
     aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
   }
+#else
+  if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+  {
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 300 es");
+  }
 #endif
   aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
   aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
@@ -938,6 +1249,94 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFboBlit()
   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;
+
+  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"}";
+
+  if (!theMsaa)
+  {
+    aSrcFrag =
+      EOL"uniform sampler2D uAccumTexture;"
+      EOL"uniform sampler2D uWeightTexture;"
+      EOL
+      EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+      EOL
+      EOL"void main()"
+      EOL"{"
+      EOL"  vec4 aAccum   = occTexture2D (uAccumTexture,  TexCoord);"
+      EOL"  float aWeight = occTexture2D (uWeightTexture, TexCoord).r;"
+      EOL"  occFragColor = 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
+  {
+    aSrcFrag =
+      EOL"uniform sampler2DMS uAccumTexture;"
+      EOL"uniform sampler2DMS uWeightTexture;"
+      EOL
+      EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+      EOL
+      EOL"void main()"
+      EOL"{"
+      EOL"  ivec2 aTexel  = ivec2 (textureSize (uAccumTexture) * TexCoord);"
+      EOL"  vec4 aAccum   = texelFetch (uAccumTexture,  aTexel, gl_SampleID);"
+      EOL"  float aWeight = texelFetch (uWeightTexture, aTexel, gl_SampleID).r;"
+      EOL"  occFragColor = 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, 0))
+    {
+      aProgramSrc->SetHeader ("#version 300 es");
+    }
+  #endif
+  }
+
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
+  TCollection_AsciiString aKey;
+  if (!Create (aProgramSrc, aKey, aProgram))
+  {
+    aProgram = new OpenGl_ShaderProgram(); // just mark as invalid
+    return Standard_False;
+  }
+
+  myContext->BindProgram (aProgram);
+  aProgram->SetSampler (myContext, "uAccumTexture",  0);
+  aProgram->SetSampler (myContext, "uWeightTexture", 1);
+  myContext->BindProgram (Handle(OpenGl_ShaderProgram)());
+  return Standard_True;
+}
+
 // =======================================================================
 // function : pointSpriteAlphaSrc
 // purpose  :
@@ -979,7 +1378,8 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_Shad
                                                               const Standard_Integer        theBits)
 {
   Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
-  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertExtraOut, aSrcVertExtraMain, aSrcVertExtraFunc, aSrcGetAlpha, aSrcFrag, aSrcFragExtraOut, aSrcFragExtraMain;
+  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertExtraOut, aSrcVertExtraMain, aSrcVertExtraFunc, aSrcGetAlpha;
+  TCollection_AsciiString aSrcFrag, aSrcFragExtraOut, aSrcFragExtraMain, aSrcFragWriteOit;
   TCollection_AsciiString aSrcFragGetColor     = EOL"vec4 getColor(void) { return occColor; }";
   TCollection_AsciiString aSrcFragMainGetColor = EOL"  occFragColor = getColor();";
   if ((theBits & OpenGl_PO_Point) != 0)
@@ -1081,6 +1481,10 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_Shad
       aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_N;
     }
   }
+  if ((theBits & OpenGl_PO_WriteOit) != 0)
+  {
+    aSrcFragWriteOit += THE_FRAG_write_oit_buffers;
+  }
 
   TCollection_AsciiString aSrcVertEndMain;
   if ((theBits & OpenGl_PO_StippleLine) != 0)
@@ -1089,7 +1493,6 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_Shad
   #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
     if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
     {
-      aProgramSrc->SetHeader ("#version 300 es");
       hasGlslBitOps = true;
     }
   #else
@@ -1151,6 +1554,7 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_Shad
       EOL"{"
     + aSrcFragExtraMain
     + aSrcFragMainGetColor
+    + aSrcFragWriteOit
     + EOL"}";
 
 #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
@@ -1158,6 +1562,11 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_Shad
   {
     aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
   }
+#else
+  if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+  {
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 300 es");
+  }
 #endif
   aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
   aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
@@ -1302,7 +1711,8 @@ 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, aSrcVertExtraOut, aSrcVertExtraMain;
+  TCollection_AsciiString aSrcFrag, aSrcFragExtraOut, aSrcFragExtraMain, aSrcFragWriteOit;
   TCollection_AsciiString aSrcFragGetColor = EOL"vec4 getColor(void) { return gl_FrontFacing ? FrontColor : BackColor; }";
   if ((theBits & OpenGl_PO_Point) != 0)
   {
@@ -1370,6 +1780,10 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramGouraud (Handle(OpenGl_S
       aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_N;
     }
   }
+  if ((theBits & OpenGl_PO_WriteOit) != 0)
+  {
+    aSrcFragWriteOit += THE_FRAG_write_oit_buffers;
+  }
 
   const TCollection_AsciiString aLights = stdComputeLighting ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0);
   aSrcVert = TCollection_AsciiString()
@@ -1403,13 +1817,19 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramGouraud (Handle(OpenGl_S
       EOL"{"
     + aSrcFragExtraMain
     + EOL"  occFragColor = getColor();"
-      EOL"}";
+    + aSrcFragWriteOit
+    + EOL"}";
 
 #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
   if (myContext->core32 != NULL)
   {
     aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
   }
+#else
+  if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+  {
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 300 es");
+  }
 #endif
   aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
   aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
@@ -1432,7 +1852,8 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramPhong (Handle(OpenGl_Sha
   #define thePhongCompLight "computeLighting (normalize (Normal), normalize (View), Position, gl_FrontFacing)"
 
   Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
-  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertExtraOut, aSrcVertExtraMain, aSrcFrag, aSrcFragExtraOut, aSrcFragGetVertColor, aSrcFragExtraMain;
+  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertExtraOut, aSrcVertExtraMain;
+  TCollection_AsciiString aSrcFrag, aSrcFragExtraOut, aSrcFragGetVertColor, aSrcFragExtraMain, aSrcFragWriteOit;
   TCollection_AsciiString aSrcFragGetColor = EOL"vec4 getColor(void) { return " thePhongCompLight "; }";
   if ((theBits & OpenGl_PO_Point) != 0)
   {
@@ -1493,6 +1914,10 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramPhong (Handle(OpenGl_Sha
       aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_N;
     }
   }
+  if ((theBits & OpenGl_PO_WriteOit) != 0)
+  {
+    aSrcFragWriteOit += THE_FRAG_write_oit_buffers;
+  }
 
   aSrcVert = TCollection_AsciiString()
     + THE_FUNC_transformNormal
@@ -1529,13 +1954,19 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramPhong (Handle(OpenGl_Sha
       EOL"{"
     + aSrcFragExtraMain
     + EOL"  occFragColor = getColor();"
-      EOL"}";
+    + aSrcFragWriteOit
+    + EOL"}";
 
 #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
   if (myContext->core32 != NULL)
   {
     aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
   }
+#else
+  if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+  {
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 300 es");
+  }
 #endif
   aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
   aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
@@ -1752,6 +2183,11 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramStereo (Handle(OpenGl_Sh
   {
     aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
   }
+#else
+  if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+  {
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 300 es");
+  }
 #endif
 
   aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
@@ -1776,12 +2212,12 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramStereo (Handle(OpenGl_Sh
 // =======================================================================
 Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::bindProgramWithState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram)
 {
-  if (!myContext->BindProgram (theProgram))
+  const Standard_Boolean isBound = myContext->BindProgram (theProgram);
+  if (isBound
+  && !theProgram.IsNull())
   {
-    return Standard_False;
+    theProgram->ApplyVariables (myContext);
   }
-  theProgram->ApplyVariables (myContext);
-
   PushState (theProgram);
-  return Standard_True;
+  return isBound;
 }