0027925: Visualization - implement order-independent transparency algorithm within...
[occt.git] / src / OpenGl / OpenGl_ShaderManager.cxx
old mode 100755 (executable)
new mode 100644 (file)
index 92a4c2d..e3b5eca
@@ -15,6 +15,7 @@
 
 #include <typeinfo>
 
+#include <Graphic3d_TextureParams.hxx>
 #include <OpenGl_AspectFace.hxx>
 #include <OpenGl_AspectLine.hxx>
 #include <OpenGl_AspectMarker.hxx>
 #include <OpenGl_ShaderProgram.hxx>
 #include <OpenGl_Workspace.hxx>
 
-IMPLEMENT_STANDARD_HANDLE (OpenGl_ShaderManager, Standard_Transient)
-IMPLEMENT_STANDARD_RTTIEXT(OpenGl_ShaderManager, Standard_Transient)
+#include <TCollection_ExtendedString.hxx>
+
+IMPLEMENT_STANDARD_RTTIEXT(OpenGl_ShaderManager,Standard_Transient)
+
+namespace
+{
+
+  //! Clipping planes limit (see the same definition in Declarations.glsl).
+  static const Standard_Size THE_MAX_CLIP_PLANES = 8;
+
+#define EOL "\n"
+
+//! Definition of TexCoord varying.
+const char THE_VARY_TexCoord_OUT[] =
+  EOL"THE_SHADER_OUT vec4 TexCoord;";
+const char THE_VARY_TexCoord_IN[] =
+  EOL"THE_SHADER_IN  vec4 TexCoord;";
+//! Compute TexCoord value in Vertex Shader
+const char THE_VARY_TexCoord_Trsf[] =
+  EOL"  float aRotSin = occTextureTrsf_RotationSin();"
+  EOL"  float aRotCos = occTextureTrsf_RotationCos();"
+  EOL"  vec2  aTex2   = (occTexCoord.xy + occTextureTrsf_Translation()) * occTextureTrsf_Scale();"
+  EOL"  vec2  aCopy   = aTex2;"
+  EOL"  aTex2.x = aCopy.x * aRotCos - aCopy.y * aRotSin;"
+  EOL"  aTex2.y = aCopy.x * aRotSin + aCopy.y * aRotCos;"
+  EOL"  TexCoord = vec4(aTex2, occTexCoord.zw);";
+
+//! Auxiliary function to flip gl_PointCoord vertically
+#define THE_VEC2_glPointCoord "vec2 (gl_PointCoord.x, 1.0 - gl_PointCoord.y)"
+
+//! Auxiliary function to transform normal
+const char THE_FUNC_transformNormal[] =
+  EOL"vec3 transformNormal (in vec3 theNormal)"
+  EOL"{"
+  EOL"  vec4 aResult = occWorldViewMatrixInverseTranspose"
+  EOL"               * occModelWorldMatrixInverseTranspose"
+  EOL"               * vec4 (theNormal, 0.0);"
+  EOL"  return normalize (aResult.xyz);"
+  EOL"}";
+
+//! Global shader variable for color definition with lighting enabled.
+const char THE_FUNC_lightDef[] =
+  EOL"vec3 Ambient;"   //!< Ambient  contribution of light sources
+  EOL"vec3 Diffuse;"   //!< Diffuse  contribution of light sources
+  EOL"vec3 Specular;"; //!< Specular contribution of light sources
+
+//! Function computes contribution of isotropic point light source
+const char THE_FUNC_pointLight[] =
+  EOL"void pointLight (in int  theId,"
+  EOL"                 in vec3 theNormal,"
+  EOL"                 in vec3 theView,"
+  EOL"                 in vec3 thePoint,"
+  EOL"                 in bool theIsFront)"
+  EOL"{"
+  EOL"  vec3 aLight = occLight_Position (theId).xyz;"
+  EOL"  if (occLight_IsHeadlight (theId) == 0)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    aLight = vec3 (occWorldViewMatrix * vec4 (aLight, 1.0));"
+  EOL"  }"
+  EOL"  aLight -= thePoint;"
+  EOL
+  EOL"  float aDist = length (aLight);"
+  EOL"  aLight = aLight * (1.0 / aDist);"
+  EOL
+  EOL"  float anAtten = 1.0 / (occLight_ConstAttenuation  (theId)"
+  EOL"                       + occLight_LinearAttenuation (theId) * aDist);"
+  EOL
+  EOL"  vec3 aHalf = normalize (aLight + theView);"
+  EOL
+  EOL"  vec3  aFaceSideNormal = theIsFront ? theNormal : -theNormal;"
+  EOL"  float aNdotL = max (0.0, dot (aFaceSideNormal, aLight));"
+  EOL"  float aNdotH = max (0.0, dot (aFaceSideNormal, aHalf ));"
+  EOL
+  EOL"  float aSpecl = 0.0;"
+  EOL"  if (aNdotL > 0.0)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    aSpecl = pow (aNdotH, theIsFront ? occFrontMaterial_Shininess() : occBackMaterial_Shininess());"
+  EOL"  }"
+  EOL
+  EOL"Diffuse  += occLight_Diffuse  (theId).rgb * aNdotL * anAtten;"
+  EOL"Specular += occLight_Specular (theId).rgb * aSpecl * anAtten;"
+  EOL"}";
+
+//! Function computes contribution of spotlight source
+const char THE_FUNC_spotLight[] =
+  EOL"void spotLight (in int  theId,"
+  EOL"                in vec3 theNormal,"
+  EOL"                in vec3 theView,"
+  EOL"                in vec3 thePoint,"
+  EOL"                in bool theIsFront)"
+  EOL"{"
+  EOL"  vec3 aLight   = occLight_Position      (theId).xyz;"
+  EOL"  vec3 aSpotDir = occLight_SpotDirection (theId).xyz;"
+  EOL"  if (occLight_IsHeadlight (theId) == 0)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    aLight   = vec3 (occWorldViewMatrix * vec4 (aLight,   1.0));"
+  EOL"    aSpotDir = vec3 (occWorldViewMatrix * vec4 (aSpotDir, 0.0));"
+  EOL"  }"
+  EOL"  aLight -= thePoint;"
+  EOL
+  EOL"  float aDist = length (aLight);"
+  EOL"  aLight = aLight * (1.0 / aDist);"
+  EOL
+  EOL"  aSpotDir = normalize (aSpotDir);"
+  // light cone
+  EOL"  float aCosA = dot (aSpotDir, -aLight);"
+  EOL"  if (aCosA >= 1.0 || aCosA < cos (occLight_SpotCutOff (theId)))"
+  EOL"  {"
+  EOL"    return;"
+  EOL"  }"
+  EOL
+  EOL"  float anExponent = occLight_SpotExponent (theId);"
+  EOL"  float anAtten    = 1.0 / (occLight_ConstAttenuation  (theId)"
+  EOL"                          + occLight_LinearAttenuation (theId) * aDist);"
+  EOL"  if (anExponent > 0.0)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    anAtten *= pow (aCosA, anExponent * 128.0);"
+  EOL"  }"
+  EOL
+  EOL"  vec3 aHalf = normalize (aLight + theView);"
+  EOL
+  EOL"  vec3  aFaceSideNormal = theIsFront ? theNormal : -theNormal;"
+  EOL"  float aNdotL = max (0.0, dot (aFaceSideNormal, aLight));"
+  EOL"  float aNdotH = max (0.0, dot (aFaceSideNormal, aHalf ));"
+  EOL
+  EOL"  float aSpecl = 0.0;"
+  EOL"  if (aNdotL > 0.0)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    aSpecl = pow (aNdotH, theIsFront ? occFrontMaterial_Shininess() : occBackMaterial_Shininess());"
+  EOL"  }"
+  EOL
+  EOL"  Diffuse  += occLight_Diffuse  (theId).rgb * aNdotL * anAtten;"
+  EOL"  Specular += occLight_Specular (theId).rgb * aSpecl * anAtten;"
+  EOL"}";
+
+//! Function computes contribution of directional light source
+const char THE_FUNC_directionalLight[] =
+  EOL"void directionalLight (in int  theId,"
+  EOL"                       in vec3 theNormal,"
+  EOL"                       in vec3 theView,"
+  EOL"                       in bool theIsFront)"
+  EOL"{"
+  EOL"  vec3 aLight = normalize (occLight_Position (theId).xyz);"
+  EOL"  if (occLight_IsHeadlight (theId) == 0)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    aLight = vec3 (occWorldViewMatrix * vec4 (aLight, 0.0));"
+  EOL"  }"
+  EOL
+  EOL"  vec3 aHalf = normalize (aLight + theView);"
+  EOL
+  EOL"  vec3  aFaceSideNormal = theIsFront ? theNormal : -theNormal;"
+  EOL"  float aNdotL = max (0.0, dot (aFaceSideNormal, aLight));"
+  EOL"  float aNdotH = max (0.0, dot (aFaceSideNormal, aHalf ));"
+  EOL
+  EOL"  float aSpecl = 0.0;"
+  EOL"  if (aNdotL > 0.0)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    aSpecl = pow (aNdotH, theIsFront ? occFrontMaterial_Shininess() : occBackMaterial_Shininess());"
+  EOL"  }"
+  EOL
+  EOL"  Diffuse  += occLight_Diffuse  (theId).rgb * aNdotL;"
+  EOL"  Specular += occLight_Specular (theId).rgb * aSpecl;"
+  EOL"}";
+
+//! The same as THE_FUNC_directionalLight but for the light with zero index
+//! (avoids limitations on some mobile devices).
+const char THE_FUNC_directionalLightFirst[] =
+  EOL"void directionalLightFirst (in vec3 theNormal,"
+  EOL"                            in vec3 theView,"
+  EOL"                            in bool theIsFront)"
+  EOL"{"
+  EOL"  vec3 aLight = normalize (occLightSources[1].xyz);"
+  EOL"  if (occLight_IsHeadlight (0) == 0)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    aLight = vec3 (occWorldViewMatrix * vec4 (aLight, 0.0));"
+  EOL"  }"
+  EOL
+  EOL"  vec3 aHalf = normalize (aLight + theView);"
+  EOL
+  EOL"  vec3  aFaceSideNormal = theIsFront ? theNormal : -theNormal;"
+  EOL"  float aNdotL = max (0.0, dot (aFaceSideNormal, aLight));"
+  EOL"  float aNdotH = max (0.0, dot (aFaceSideNormal, aHalf ));"
+  EOL
+  EOL"  float aSpecl = 0.0;"
+  EOL"  if (aNdotL > 0.0)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    aSpecl = pow (aNdotH, theIsFront ? occFrontMaterial_Shininess() : occBackMaterial_Shininess());"
+  EOL"  }"
+  EOL
+  EOL"  Diffuse  += occLightSources[0].rgb * aNdotL;"
+  EOL"  Specular += occLightSources[0].rgb * aSpecl;"
+  EOL"}";
+
+//! Process clipping planes in Fragment Shader.
+//! Should be added at the beginning of the main() function.
+const char THE_FRAG_CLIP_PLANES_N[] =
+  EOL"  for (int aPlaneIter = 0; aPlaneIter < occClipPlaneCount; ++aPlaneIter)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    vec4 aClipEquation = occClipPlaneEquations[aPlaneIter];"
+  EOL"    if (dot (aClipEquation.xyz, PositionWorld.xyz / PositionWorld.w) + aClipEquation.w < 0.0)"
+  EOL"    {"
+  EOL"      discard;"
+  EOL"    }"
+  EOL"  }";
+
+//! Process 1 clipping plane in Fragment Shader.
+const char THE_FRAG_CLIP_PLANES_1[] =
+  EOL"  vec4 aClipEquation0 = occClipPlaneEquations[0];"
+  EOL"  if (dot (aClipEquation0.xyz, PositionWorld.xyz / PositionWorld.w) + aClipEquation0.w < 0.0)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    discard;"
+  EOL"  }";
+
+//! Process 2 clipping planes in Fragment Shader.
+const char THE_FRAG_CLIP_PLANES_2[] =
+  EOL"  vec4 aClipEquation0 = occClipPlaneEquations[0];"
+  EOL"  vec4 aClipEquation1 = occClipPlaneEquations[1];"
+  EOL"  if (dot (aClipEquation0.xyz, PositionWorld.xyz / PositionWorld.w) + aClipEquation0.w < 0.0"
+  EOL"   || dot (aClipEquation1.xyz, PositionWorld.xyz / PositionWorld.w) + aClipEquation1.w < 0.0)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    discard;"
+  EOL"  }";
+
+//! 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
+
+}
 
 // =======================================================================
 // function : OpenGl_ShaderManager
 // purpose  : Creates new empty shader manager
 // =======================================================================
 OpenGl_ShaderManager::OpenGl_ShaderManager (OpenGl_Context* theContext)
-: myContext (theContext),
-  myIsPP    (Standard_False)
+: myFfpProgram (new OpenGl_ShaderProgramFFP()),
+  myShadingModel (Graphic3d_TOSM_VERTEX),
+  myContext  (theContext),
+  myHasLocalOrigin (Standard_False),
+  myLastView (NULL)
 {
   //
 }
@@ -48,18 +362,37 @@ OpenGl_ShaderManager::~OpenGl_ShaderManager()
   myProgramList.Clear();
 }
 
+// =======================================================================
+// function : clear
+// purpose  :
+// =======================================================================
+void OpenGl_ShaderManager::clear()
+{
+  myProgramList.Clear();
+  myLightPrograms.Nullify();
+  myFlatPrograms = OpenGl_SetOfShaderPrograms();
+  myMapOfLightPrograms.Clear();
+  myFontProgram.Nullify();
+  myBlitProgram.Nullify();
+  for (Standard_Integer aModeIter = 0; aModeIter < Graphic3d_StereoMode_NB; ++aModeIter)
+  {
+    myStereoPrograms[aModeIter].Nullify();
+  }
+  switchLightPrograms();
+}
+
 // =======================================================================
 // function : Create
 // purpose  : Creates new shader program
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::Create (const Handle(Graphic3d_ShaderProgram)& theProxy,
-                                   TCollection_AsciiString&               theShareKey,
-                                   Handle(OpenGl_ShaderProgram)&          theProgram)
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::Create (const Handle(Graphic3d_ShaderProgram)& theProxy,
+                                               TCollection_AsciiString&               theShareKey,
+                                               Handle(OpenGl_ShaderProgram)&          theProgram)
 {
   theProgram.Nullify();
   if (theProxy.IsNull())
   {
-    return;
+    return Standard_False;
   }
 
   theShareKey = theProxy->GetId();
@@ -69,7 +402,7 @@ void OpenGl_ShaderManager::Create (const Handle(Graphic3d_ShaderProgram)& thePro
     {
       myProgramList.Append (theProgram);
     }
-    return;
+    return Standard_True;
   }
 
   theProgram = new OpenGl_ShaderProgram (theProxy);
@@ -78,11 +411,12 @@ void OpenGl_ShaderManager::Create (const Handle(Graphic3d_ShaderProgram)& thePro
     theProgram->Release (myContext);
     theShareKey.Clear();
     theProgram.Nullify();
-    return;
+    return Standard_False;
   }
 
   myProgramList.Append (theProgram);
   myContext->ShareResource (theShareKey, theProgram);
+  return Standard_True;
 }
 
 // =======================================================================
@@ -104,7 +438,6 @@ void OpenGl_ShaderManager::Unregister (TCollection_AsciiString&      theShareKey
       }
 
       myProgramList.Remove (anIt);
-      myMaterialStates.UnBind (theProgram);
       break;
     }
   }
@@ -141,157 +474,170 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::IsEmpty() const
 }
 
 // =======================================================================
-// function : UpdateLightSourceStateTo
-// purpose  : Updates state of OCCT light sources
+// function : switchLightPrograms
+// purpose  :
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::UpdateLightSourceStateTo (const OpenGl_ListOfLight* theLights)
+void OpenGl_ShaderManager::switchLightPrograms()
 {
-  myLightSourceState.Set (theLights);
-  myLightSourceState.Update();
+  TCollection_AsciiString aKey (myShadingModel == Graphic3d_TOSM_FRAGMENT ? "p_" : "g_");
+  const OpenGl_ListOfLight* aLights = myLightSourceState.LightSources();
+  if (aLights != NULL)
+  {
+    for (OpenGl_ListOfLight::Iterator aLightIter (*aLights); aLightIter.More(); aLightIter.Next())
+    {
+      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;
+      }
+    }
+  }
+
+  if (!myMapOfLightPrograms.Find (aKey, myLightPrograms))
+  {
+    myLightPrograms = new OpenGl_SetOfShaderPrograms();
+    myMapOfLightPrograms.Bind (aKey, myLightPrograms);
+  }
 }
 
 // =======================================================================
-// function : SetProjectionState
-// purpose  : Sets new state of OCCT projection transform
+// function : UpdateLightSourceStateTo
+// purpose  : Updates state of OCCT light sources
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::UpdateProjectionStateTo (const Tmatrix3* theProjectionMatrix)
+void OpenGl_ShaderManager::UpdateLightSourceStateTo (const OpenGl_ListOfLight* theLights)
 {
-  myProjectionState.Set (theProjectionMatrix);
-  myProjectionState.Update();
+  myLightSourceState.Set (theLights);
+  myLightSourceState.Update();
+  switchLightPrograms();
 }
 
 // =======================================================================
-// function : SetModelWorldState
-// purpose  : Sets new state of OCCT model-world transform
+// function : UpdateLightSourceState
+// purpose  :
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::UpdateModelWorldStateTo (const Tmatrix3* theModelWorldMatrix)
+void OpenGl_ShaderManager::UpdateLightSourceState()
 {
-  myModelWorldState.Set (theModelWorldMatrix);
-  myModelWorldState.Update();
+  myLightSourceState.Update();
 }
 
 // =======================================================================
-// function : SetWorldViewState
-// purpose  : Sets new state of OCCT world-view transform
+// function : SetShadingModel
+// purpose  :
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::UpdateWorldViewStateTo (const Tmatrix3* theWorldViewMatrix)
+void OpenGl_ShaderManager::SetShadingModel (const Graphic3d_TypeOfShadingModel theModel)
 {
-  myWorldViewState.Set (theWorldViewMatrix);
-  myWorldViewState.Update();
+  myShadingModel = theModel;
+  switchLightPrograms();
 }
 
 // =======================================================================
-// function : RevertProjectionStateTo
-// purpose  : Reverts state of OCCT projection transform
+// function : SetProjectionState
+// purpose  : Sets new state of OCCT projection transform
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::RevertProjectionStateTo (const Tmatrix3* theProjectionMatrix)
+void OpenGl_ShaderManager::UpdateProjectionStateTo (const OpenGl_Mat4& theProjectionMatrix)
 {
   myProjectionState.Set (theProjectionMatrix);
-  myProjectionState.Revert();
+  myProjectionState.Update();
 }
 
 // =======================================================================
-// function : RevertModelWorldStateTo
-// purpose  : Reverts state of OCCT model-world transform
+// function : SetModelWorldState
+// purpose  : Sets new state of OCCT model-world transform
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::RevertModelWorldStateTo (const Tmatrix3* theModelWorldMatrix)
+void OpenGl_ShaderManager::UpdateModelWorldStateTo (const OpenGl_Mat4& theModelWorldMatrix)
 {
   myModelWorldState.Set (theModelWorldMatrix);
-  myModelWorldState.Revert();
+  myModelWorldState.Update();
 }
 
 // =======================================================================
-// function : RevertWorldViewStateTo
-// purpose  : Reverts state of OCCT world-view transform
+// function : SetWorldViewState
+// purpose  : Sets new state of OCCT world-view transform
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::RevertWorldViewStateTo (const Tmatrix3* theWorldViewMatrix)
+void OpenGl_ShaderManager::UpdateWorldViewStateTo (const OpenGl_Mat4& theWorldViewMatrix)
 {
   myWorldViewState.Set (theWorldViewMatrix);
-  myWorldViewState.Revert();
-}
-
-// =======================================================================
-// 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;
+  myWorldViewState.Update();
 }
 
-// =======================================================================
-// function : WorldViewState
-// purpose  : Returns current state of OCCT world-view transform
-// =======================================================================
-const OpenGl_WorldViewState& OpenGl_ShaderManager::WorldViewState() const
-{
-  return myWorldViewState;
-}
-
-//! Packed properties of light source
-class OpenGl_ShaderLightParameters
-{
-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; }
-
-};
-
-//! Packed light source type information
-class OpenGl_ShaderLightType
-{
-public:
-
-  Standard_Integer Type;
-  Standard_Integer IsHeadlight;
-
-  //! 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; }
-
-};
-
 // =======================================================================
 // 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;
   }
 
-  OpenGl_ShaderLightType* aLightTypeArray = new OpenGl_ShaderLightType[OpenGLMaxLights];
   for (Standard_Integer aLightIt = 0; aLightIt < OpenGLMaxLights; ++aLightIt)
   {
-    aLightTypeArray[aLightIt].Type = -1;
+    myLightTypeArray[aLightIt].Type = -1;
   }
 
   const Standard_Integer aLightsDefNb = Min (myLightSourceState.LightSources()->Size(), OpenGLMaxLights);
@@ -306,20 +652,16 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushLightSourceState (const Handle(OpenGl_ShaderProgr
     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;
+                            myLightTypeArray[0].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())
   {
     const OpenGl_Light& aLight = anIter.Value();
-    if (aLight.Type == Visual3d_TOLS_AMBIENT)
+    if (aLight.Type == Graphic3d_TOLS_AMBIENT)
     {
       anAmbient += aLight.Color;
       continue;
@@ -329,16 +671,32 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushLightSourceState (const Handle(OpenGl_ShaderProgr
       continue;
     }
 
-    OpenGl_ShaderLightType& aLightType = aLightTypeArray[aLightsNb];
+    OpenGl_ShaderLightType& aLightType = myLightTypeArray[aLightsNb];
     aLightType.Type        = aLight.Type;
     aLightType.IsHeadlight = aLight.IsHeadlight;
 
-    OpenGl_ShaderLightParameters& aLightParams = aLightParamsArray[aLightsNb];
-    aLightParams.Color    = aLight.Color;
-    aLightParams.Position = aLight.Type == Visual3d_TOLS_DIRECTIONAL
-                         ? -aLight.Direction
-                         :  aLight.Position;
-    if (aLight.Type == Visual3d_TOLS_SPOT)
+    OpenGl_ShaderLightParameters& aLightParams = myLightParamsArray[aLightsNb];
+    aLightParams.Color = aLight.Color;
+    if (aLight.Type == Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL)
+    {
+      aLightParams.Position = -aLight.Direction;
+    }
+    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;
+    }
+
+    if (aLight.Type == Graphic3d_TOLS_SPOT)
     {
       aLightParams.Direction = aLight.Direction;
     }
@@ -355,18 +713,14 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushLightSourceState (const Handle(OpenGl_ShaderProgr
   theProgram->SetUniform (myContext,
                           theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_LIGHT_SOURCE_TYPES),
                           OpenGLMaxLights * OpenGl_ShaderLightType::NbOfVec2i(),
-                          aLightTypeArray[0].Packed());
+                          myLightTypeArray[0].Packed());
   if (aLightsNb > 0)
   {
     theProgram->SetUniform (myContext,
                             theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_LIGHT_SOURCE_PARAMS),
                             aLightsNb * OpenGl_ShaderLightParameters::NbOfVec4(),
-                            aLightParamsArray[0].Packed());
+                            myLightParamsArray[0].Packed());
   }
-  delete[] aLightParamsArray;
-  delete[] aLightTypeArray;
-
-  theProgram->UpdateState (OpenGl_LIGHT_SOURCES_STATE, myLightSourceState.Index());
 }
 
 // =======================================================================
@@ -380,6 +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());
@@ -399,8 +766,6 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushProjectionState (const Handle(OpenGl_ShaderProgra
   {
     theProgram->SetUniform (myContext, aLocation, myProjectionState.ProjectionMatrixInverse(), true);
   }
-
-  theProgram->UpdateState (OpenGl_PROJECTION_STATE, myProjectionState.Index());
 }
 
 // =======================================================================
@@ -414,6 +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());
@@ -433,8 +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());
 }
 
 // =======================================================================
@@ -448,6 +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());
@@ -467,8 +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());
 }
 
 // =======================================================================
@@ -501,284 +892,1332 @@ 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);
-  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 GLint aNbPlanes = Min (myContext->Clipping().NbClippingOrCappingOn(), THE_MAX_CLIP_PLANES);
+  theProgram->SetUniform (myContext,
+                          theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_CLIP_PLANE_COUNT),
+                          aNbPlanes);
+  if (aNbPlanes < 1)
+  {
+    return;
+  }
+
+  OpenGl_Vec4 anEquations[THE_MAX_CLIP_PLANES];
+  GLuint aPlaneId = 0;
+  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;
     }
+    else if (aPlaneId >= THE_MAX_CLIP_PLANES)
+    {
+      myContext->PushMessage (GL_DEBUG_SOURCE_APPLICATION,
+        GL_DEBUG_TYPE_PORTABILITY, 0, GL_DEBUG_SEVERITY_MEDIUM,
+        "Warning: clipping planes limit (8) has been exceeded.");
+      break;
+    }
 
-    ++aPlanesNb;
+    const Graphic3d_ClipPlane::Equation& anEquation = aPlane->GetEquation();
+    OpenGl_Vec4& aPlaneEq = anEquations[aPlaneId];
+    aPlaneEq.x() = float(anEquation.x());
+    aPlaneEq.y() = float(anEquation.y());
+    aPlaneEq.z() = float(anEquation.z());
+    aPlaneEq.w() = float(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() = float(aD);
+    }
+    ++aPlaneId;
   }
-  if (aPlanesNb < 1)
+
+  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 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())
+  const OpenGl_Material& aFrontMat = myMaterialState.FrontMaterial();
+  const OpenGl_Material& aBackMat  = myMaterialState.BackMaterial();
+  theProgram->UpdateState (OpenGl_MATERIAL_STATE, myMaterialState.Index());
+  if (theProgram == myFfpProgram)
   {
-    const Handle(Graphic3d_ClipPlane)& aPlane = anIter.Value();
-    if (!myContext->Clipping().IsEnabled (aPlane))
+  #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+    if (myContext->core11 == NULL)
     {
-      continue;
+      return;
     }
 
-    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;
+    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_OCC_CLIP_PLANE_COUNT),
-                          aPlanesNb);
-  theProgram->SetUniform (myContext, aLocEquations, MAX_CLIP_PLANES, anEquations);
-  theProgram->SetUniform (myContext, aLocSpaces,    MAX_CLIP_PLANES, aSpaces);
+                          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());
+  }
 
-  delete[] anEquations;
-  delete[] aSpaces;
+  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 : UpdateMaterialStateTo
-// purpose  : Updates state of OCCT material for specified program
+// function : PushOitState
+// purpose  : Pushes state of OIT uniforms to the specified program
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::UpdateMaterialStateTo (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
-                                                  const OpenGl_Element*               theAspect)
+void OpenGl_ShaderManager::PushOitState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
 {
-  if (myMaterialStates.IsBound (theProgram))
+  if (!theProgram->IsValid())
   {
-    myMaterialStates.ChangeFind (theProgram).Set (theAspect);
+    return;
   }
-  else
+
+  if (myOitState.Index() == theProgram->ActiveState (OpenGL_OIT_STATE))
+  {
+    return;
+  }
+
+  const GLint aLocOutput = theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_OIT_OUTPUT);
+  if (aLocOutput != OpenGl_ShaderProgram::INVALID_LOCATION)
   {
-    myMaterialStates.Bind (theProgram, OpenGl_MaterialState (theAspect));
+    theProgram->SetUniform (myContext, aLocOutput, myOitState.ToEnableWrite());
   }
 
-  myMaterialStates.ChangeFind (theProgram).Update();
+  const GLint aLocDepthFactor = theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_OIT_DEPTH_FACTOR);
+  if (aLocDepthFactor != OpenGl_ShaderProgram::INVALID_LOCATION)
+  {
+    theProgram->SetUniform (myContext, aLocDepthFactor, myOitState.DepthFactor());
+  }
 }
 
 // =======================================================================
-// function : ResetMaterialStates
-// purpose  : Resets state of OCCT material for all programs
+// function : PushState
+// purpose  : Pushes state of OCCT graphics parameters to the program
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::ResetMaterialStates()
+void OpenGl_ShaderManager::PushState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
 {
-  for (OpenGl_ShaderProgramList::Iterator anIt (myProgramList); anIt.More(); anIt.Next())
+  const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& aProgram = !theProgram.IsNull() ? theProgram : myFfpProgram;
+  PushClippingState    (aProgram);
+  PushWorldViewState   (aProgram);
+  PushModelWorldState  (aProgram);
+  PushProjectionState  (aProgram);
+  PushLightSourceState (aProgram);
+  PushMaterialState    (aProgram);
+  PushOitState         (aProgram);
+}
+
+// =======================================================================
+// function : prepareStdProgramFont
+// purpose  :
+// =======================================================================
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFont()
+{
+  Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
+  TCollection_AsciiString aSrcVert = TCollection_AsciiString()
+     + EOL"THE_SHADER_OUT vec2 TexCoord;"
+       EOL"void main()"
+       EOL"{"
+       EOL"  TexCoord = occTexCoord.st;"
+       EOL"  gl_Position = occProjectionMatrix * occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * occVertex;"
+       EOL"}";
+
+  TCollection_AsciiString
+    aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, TexCoord.st).a; }";
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->core11 == NULL)
+  {
+    aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, TexCoord.st).r; }";
+  }
+#endif
+
+  TCollection_AsciiString aSrcFrag = TCollection_AsciiString() +
+     + EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+     + aSrcGetAlpha
+     + EOL"void main()"
+       EOL"{"
+       EOL"  vec4 aColor = occColor;"
+       EOL"  aColor.a *= getAlpha();"
+       EOL"  if (aColor.a <= 0.285) discard;"
+       EOL"  occFragColor = aColor;"
+       EOL"}";
+
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->core32 != NULL)
+  {
+    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));
+  TCollection_AsciiString aKey;
+  if (!Create (aProgramSrc, aKey, myFontProgram))
+  {
+    myFontProgram = new OpenGl_ShaderProgram(); // just mark as invalid
+    return Standard_False;
+  }
+  return Standard_True;
+}
+
+// =======================================================================
+// function : prepareStdProgramFboBlit
+// purpose  :
+// =======================================================================
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFboBlit()
+{
+  Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
+  TCollection_AsciiString aSrcVert =
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec2 TexCoord;"
+      EOL"void main()"
+      EOL"{"
+      EOL"  TexCoord    = occVertex.zw;"
+      EOL"  gl_Position = vec4(occVertex.x, occVertex.y, 0.0, 1.0);"
+      EOL"}";
+
+  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"}";
+
+#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"}";
+  }
+#else
+  if (myContext->core32 != NULL)
   {
-    anIt.Value()->UpdateState (OpenGl_MATERIALS_STATE, 0);
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
   }
+#endif
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
+  TCollection_AsciiString aKey;
+  if (!Create (aProgramSrc, aKey, myBlitProgram))
+  {
+    myBlitProgram = new OpenGl_ShaderProgram(); // just mark as invalid
+    return Standard_False;
+  }
+
+  myContext->BindProgram (myBlitProgram);
+  myBlitProgram->SetSampler (myContext, "uColorSampler", 0);
+  myBlitProgram->SetSampler (myContext, "uDepthSampler", 1);
+  myContext->BindProgram (NULL);
+  return Standard_True;
 }
 
 // =======================================================================
-// function : MaterialState
-// purpose  : Returns state of OCCT material for specified program
+// function : prepareStdProgramOitCompositing
+// purpose  :
 // =======================================================================
-const OpenGl_MaterialState* OpenGl_ShaderManager::MaterialState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramOitCompositing (const Standard_Boolean theMsaa)
 {
-  if (!myMaterialStates.IsBound (theProgram))
-    return NULL;
+  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
+  }
 
-  return &myMaterialStates.Find (theProgram);
+  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  :
+// =======================================================================
+TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::pointSpriteAlphaSrc (const Standard_Integer theBits)
+{
+  TCollection_AsciiString aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, " THE_VEC2_glPointCoord ").a; }";
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->core11 == NULL
+   && (theBits & OpenGl_PO_TextureA) != 0)
+  {
+    aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, " THE_VEC2_glPointCoord ").r; }";
+  }
+#else
+  (void )theBits;
+#endif
+  return aSrcGetAlpha;
 }
 
 namespace
 {
 
-static const OpenGl_Vec4 THE_COLOR_BLACK_VEC4 (0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
+  // =======================================================================
+  // function : textureUsed
+  // purpose  :
+  // =======================================================================
+  static bool textureUsed (const Standard_Integer theBits)
+  {
+    return (theBits & OpenGl_PO_TextureA) != 0 || (theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0;
+  }
+
+}
 
 // =======================================================================
-// function : PushAspectFace
+// function : prepareStdProgramFlat
 // purpose  :
 // =======================================================================
-static void PushAspectFace (const Handle(OpenGl_Context)&       theCtx,
-                            const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
-                            const OpenGl_AspectFace*            theAspect)
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
+                                                              const Standard_Integer        theBits)
 {
-  theProgram->SetUniform (theCtx,
-                          theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_TEXTURE_ENABLE),
-                          theAspect->DoTextureMap());
-  theProgram->SetUniform (theCtx,
-                          theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_ACTIVE_SAMPLER),
-                          0 /* GL_TEXTURE0 */);
-  theProgram->SetUniform (theCtx,
-                          theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_DISTINGUISH_MODE),
-                          theAspect->DistinguishingMode());
+  Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
+  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)
+  {
+  #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+    aSrcVertExtraMain += EOL"  gl_PointSize = occPointSize;";
+  #endif
+
+    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+    {
+      aSrcFragGetColor =
+        EOL"vec4 getColor(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, " THE_VEC2_glPointCoord "); }";
+    }
+
+    if (textureUsed (theBits))
+    {
+      aSrcGetAlpha = pointSpriteAlphaSrc (theBits);
+
+    #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+      if (myContext->core11 != NULL
+        && myContext->IsGlGreaterEqual (2, 1))
+      {
+        aProgramSrc->SetHeader ("#version 120"); // gl_PointCoord has been added since GLSL 1.2
+      }
+    #endif
 
-  OpenGl_Material aParams;
-  for (Standard_Integer anIndex = 0; anIndex < 2; ++anIndex)
+      aSrcFragMainGetColor =
+        EOL"  vec4 aColor = getColor();"
+        EOL"  aColor.a = getAlpha();"
+        EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
+        EOL"  occFragColor = aColor;";
+    }
+    else
+    {
+      aSrcFragMainGetColor =
+        EOL"  vec4 aColor = getColor();"
+        EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
+        EOL"  occFragColor = aColor;";
+    }
+  }
+  else
   {
-    const GLint aLoc = theProgram->GetStateLocation (anIndex == 0
-                                                   ? OpenGl_OCCT_FRONT_MATERIAL
-                                                   : OpenGl_OCCT_BACK_MATERIAL);
-    if (aLoc == OpenGl_ShaderProgram::INVALID_LOCATION)
+    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
     {
-      continue;
+      aSrcVertExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_OUT;
+      aSrcFragExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_IN;
+      aSrcVertExtraMain += THE_VARY_TexCoord_Trsf;
+
+      aSrcFragGetColor =
+        EOL"vec4 getColor(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, TexCoord.st / TexCoord.w); }";
     }
+    else if ((theBits & OpenGl_PO_TextureEnv) != 0)
+    {
+      aSrcVertExtraOut += THE_VARY_TexCoord_OUT;
+      aSrcFragExtraOut += THE_VARY_TexCoord_IN;
+
+      aSrcVertExtraFunc = THE_FUNC_transformNormal;
+
+      aSrcVertExtraMain +=
+        EOL"  vec4 aPosition = occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * occVertex;"
+        EOL"  vec3 aNormal   = transformNormal (occNormal);"
+        EOL"  vec3 aReflect  = reflect (normalize (aPosition.xyz), aNormal);"
+        EOL"  aReflect.z += 1.0;"
+        EOL"  TexCoord = vec4(aReflect.xy * inversesqrt (dot (aReflect, aReflect)) * 0.5 + vec2 (0.5), 0.0, 1.0);";
+
+      aSrcFragGetColor =
+        EOL"vec4 getColor(void) { return occTexture2D (occActiveSampler, TexCoord.st); }";
+    }
+  }
+  if ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0)
+  {
+    aSrcVertExtraOut  += EOL"THE_SHADER_OUT vec4 VertColor;";
+    aSrcVertExtraMain += EOL"  VertColor = occVertColor;";
+    aSrcFragExtraOut  += EOL"THE_SHADER_IN  vec4 VertColor;";
+    aSrcFragGetColor  =  EOL"vec4 getColor(void) { return VertColor; }";
+  }
+  if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanesN) != 0)
+  {
+    aSrcVertExtraOut +=
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec4 PositionWorld;"
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec4 Position;";
+    aSrcFragExtraOut +=
+      EOL"THE_SHADER_IN  vec4 PositionWorld;"
+      EOL"THE_SHADER_IN  vec4 Position;";
+    aSrcVertExtraMain +=
+      EOL"  PositionWorld = occModelWorldMatrix * occVertex;"
+      EOL"  Position      = occWorldViewMatrix * PositionWorld;";
+
+    if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes1) != 0)
+    {
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_1;
+    }
+    else if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes2) != 0)
+    {
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_2;
+    }
+    else
+    {
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_N;
+    }
+  }
+  if ((theBits & OpenGl_PO_WriteOit) != 0)
+  {
+    aSrcFragWriteOit += THE_FRAG_write_oit_buffers;
+  }
+
+  TCollection_AsciiString aSrcVertEndMain;
+  if ((theBits & OpenGl_PO_StippleLine) != 0)
+  {
+    bool hasGlslBitOps = false;
+  #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+    if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+    {
+      hasGlslBitOps = true;
+    }
+  #else
+    if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+    {
+      aProgramSrc->SetHeader ("#version 130");
+      hasGlslBitOps = true;
+    }
+    else if(myContext->CheckExtension("GL_EXT_gpu_shader4"))
+    {
+      aProgramSrc->SetHeader ("#extension GL_EXT_gpu_shader4 : enable");
+      hasGlslBitOps = true;
+    }
+  #endif
+
+    if (hasGlslBitOps)
+    {
+      aSrcVertExtraOut +=
+        EOL"THE_SHADER_OUT vec2 ScreenSpaceCoord;";
+      aSrcFragExtraOut +=
+        EOL"THE_SHADER_IN  vec2 ScreenSpaceCoord;"
+        EOL"uniform int   uPattern;"
+        EOL"uniform float uFactor;";
+      aSrcVertEndMain =
+        EOL"  ScreenSpaceCoord = gl_Position.xy / gl_Position.w;";
+      aSrcFragMainGetColor =
+        EOL"  float anAngle      = atan (dFdx (ScreenSpaceCoord.x), dFdy (ScreenSpaceCoord.y));"
+        EOL"  float aRotatePoint = gl_FragCoord.x * sin (anAngle) + gl_FragCoord.y * cos (anAngle);"
+        EOL"  uint  aBit         = uint (floor (aRotatePoint / uFactor + 0.5)) & 15U;"
+        EOL"  if ((uint (uPattern) & (1U << aBit)) == 0U) discard;"
+        EOL"  vec4 aColor = getColor();"
+        EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
+        EOL"  occFragColor = aColor;";
+    }
+    else
+    {
+      const TCollection_ExtendedString aWarnMessage =
+        "Warning: stipple lines in GLSL will be ignored.";
+      myContext->PushMessage (GL_DEBUG_SOURCE_APPLICATION,
+        GL_DEBUG_TYPE_PORTABILITY, 0, GL_DEBUG_SEVERITY_HIGH, aWarnMessage);
+    }
+  }
+
+  aSrcVert =
+      aSrcVertExtraFunc
+    + aSrcVertExtraOut
+    + EOL"void main()"
+      EOL"{"
+    + aSrcVertExtraMain
+    + EOL"  gl_Position = occProjectionMatrix * occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * occVertex;"
+    + aSrcVertEndMain
+    + EOL"}";
+
+  aSrcFrag =
+      aSrcFragExtraOut
+    + aSrcFragGetColor
+    + aSrcGetAlpha
+    + EOL"void main()"
+      EOL"{"
+    + aSrcFragExtraMain
+    + aSrcFragMainGetColor
+    + 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));
 
-    aParams.Init (anIndex == 0 ? theAspect->IntFront() : theAspect->IntBack());
-    theProgram->SetUniform (theCtx, aLoc, OpenGl_Material::NbOfVec4(),
-                            aParams.Packed());
+  TCollection_AsciiString aKey;
+  if (!Create (aProgramSrc, aKey, theProgram))
+  {
+    theProgram = new OpenGl_ShaderProgram(); // just mark as invalid
+    return Standard_False;
   }
+  return Standard_True;
 }
 
 // =======================================================================
-// function : PushAspectLine
+// function : pointSpriteShadingSrc
 // purpose  :
 // =======================================================================
-static void PushAspectLine (const Handle(OpenGl_Context)&       theCtx,
-                            const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
-                            const OpenGl_AspectLine*            theAspect)
+TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::pointSpriteShadingSrc (const TCollection_AsciiString theBaseColorSrc,
+                                                                     const Standard_Integer theBits)
 {
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_TEXTURE_ENABLE),   TOff);
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_DISTINGUISH_MODE), TOff);
+  TCollection_AsciiString aSrcFragGetColor;
+  if ((theBits & OpenGl_PO_TextureA) != 0)
+  {
+    aSrcFragGetColor = pointSpriteAlphaSrc (theBits) +
+      EOL"vec4 getColor(void)"
+      EOL"{"
+      EOL"  vec4 aColor = " + theBaseColorSrc + ";"
+      EOL"  aColor.a = getAlpha();"
+      EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
+      EOL"  return aColor;"
+      EOL"}";
+  }
+  else if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+  {
+    aSrcFragGetColor = TCollection_AsciiString() +
+      EOL"vec4 getColor(void)"
+      EOL"{"
+      EOL"  vec4 aColor = " + theBaseColorSrc + ";"
+      EOL"  aColor = occTexture2D(occActiveSampler, " THE_VEC2_glPointCoord ") * aColor;"
+      EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
+      EOL"  return aColor;"
+      EOL"}";
+  }
 
-  const OpenGl_Vec4 aDiffuse (theAspect->Color().rgb[0],
-                              theAspect->Color().rgb[1],
-                              theAspect->Color().rgb[2],
-                              theAspect->Color().rgb[3]);
-  OpenGl_Vec4 aParams[5];
-  aParams[0] = THE_COLOR_BLACK_VEC4;
-  aParams[1] = THE_COLOR_BLACK_VEC4;
-  aParams[2] = aDiffuse;
-  aParams[3] = THE_COLOR_BLACK_VEC4;
-  aParams[4].x() = 0.0f; // shininess
-  aParams[4].y() = 0.0f; // transparency
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_FRONT_MATERIAL),
-                          5, aParams);
+  return aSrcFragGetColor;
 }
 
 // =======================================================================
-// function : PushAspectText
+// function : stdComputeLighting
 // purpose  :
 // =======================================================================
-static void PushAspectText (const Handle(OpenGl_Context)&       theCtx,
-                            const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
-                            const OpenGl_AspectText*            theAspect)
+TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::stdComputeLighting (const Standard_Boolean theHasVertColor)
 {
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_TEXTURE_ENABLE),   TOn);
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_DISTINGUISH_MODE), TOff);
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_ACTIVE_SAMPLER),   0 /* GL_TEXTURE0 */);
+  Standard_Integer aLightsMap[Graphic3d_TOLS_SPOT + 1] = { 0, 0, 0, 0 };
+  TCollection_AsciiString aLightsFunc, aLightsLoop;
+  const OpenGl_ListOfLight* aLights = myLightSourceState.LightSources();
+  if (aLights != NULL)
+  {
+    Standard_Integer anIndex = 0;
+    for (OpenGl_ListOfLight::Iterator aLightIter (*aLights); aLightIter.More(); aLightIter.Next(), ++anIndex)
+    {
+      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)
+    {
+      // use the version with hard-coded first index
+      aLightsLoop = EOL"    directionalLightFirst(theNormal, theView, theIsFront);";
+      aLightsFunc += THE_FUNC_directionalLightFirst;
+    }
+    else if (aLightsMap[Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL] > 0)
+    {
+      aLightsFunc += THE_FUNC_directionalLight;
+    }
+    if (aLightsMap[Graphic3d_TOLS_POSITIONAL] > 0)
+    {
+      aLightsFunc += THE_FUNC_pointLight;
+    }
+    if (aLightsMap[Graphic3d_TOLS_SPOT] > 0)
+    {
+      aLightsFunc += THE_FUNC_spotLight;
+    }
+  }
 
-  OpenGl_Vec4 aDiffuse (theAspect->Color().rgb[0],
-                        theAspect->Color().rgb[1],
-                        theAspect->Color().rgb[2],
-                        theAspect->Color().rgb[3]);
-  if (theAspect->DisplayType() == Aspect_TODT_DEKALE
-   || theAspect->DisplayType() == Aspect_TODT_SUBTITLE)
+  TCollection_AsciiString aGetMatAmbient = "theIsFront ? occFrontMaterial_Ambient()  : occBackMaterial_Ambient();";
+  TCollection_AsciiString aGetMatDiffuse = "theIsFront ? occFrontMaterial_Diffuse()  : occBackMaterial_Diffuse();";
+  if (theHasVertColor)
   {
-    aDiffuse = OpenGl_Vec4 (theAspect->SubtitleColor().rgb[0],
-                            theAspect->SubtitleColor().rgb[1],
-                            theAspect->SubtitleColor().rgb[2],
-                            theAspect->SubtitleColor().rgb[3]);
+    aGetMatAmbient = "getVertColor();";
+    aGetMatDiffuse = "getVertColor();";
   }
 
-  OpenGl_Vec4 aParams[5];
-  aParams[0] = THE_COLOR_BLACK_VEC4;
-  aParams[1] = THE_COLOR_BLACK_VEC4;
-  aParams[2] = aDiffuse;
-  aParams[3] = THE_COLOR_BLACK_VEC4;
-  aParams[4].x() = 0.0f; // shininess
-  aParams[4].y() = 0.0f; // transparency
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_FRONT_MATERIAL),
-                          5, aParams);
+  return TCollection_AsciiString()
+    + THE_FUNC_lightDef
+    + aLightsFunc
+    + EOL
+      EOL"vec4 computeLighting (in vec3 theNormal,"
+      EOL"                      in vec3 theView,"
+      EOL"                      in vec4 thePoint,"
+      EOL"                      in bool theIsFront)"
+      EOL"{"
+      EOL"  Ambient  = occLightAmbient.rgb;"
+      EOL"  Diffuse  = vec3 (0.0);"
+      EOL"  Specular = vec3 (0.0);"
+      EOL"  vec3 aPoint = thePoint.xyz / thePoint.w;"
+    + aLightsLoop
+    + EOL"  vec4 aMatAmbient  = " + aGetMatAmbient
+    + EOL"  vec4 aMatDiffuse  = " + aGetMatDiffuse
+    + EOL"  vec4 aMatSpecular = theIsFront ? occFrontMaterial_Specular() : occBackMaterial_Specular();"
+      EOL"  vec4 aMatEmission = theIsFront ? occFrontMaterial_Emission() : occBackMaterial_Emission();"
+      EOL"  vec3 aColor = Ambient  * aMatAmbient.rgb"
+      EOL"              + Diffuse  * aMatDiffuse.rgb"
+      EOL"              + Specular * aMatSpecular.rgb"
+      EOL"                         + aMatEmission.rgb;"
+      EOL"  return vec4 (aColor, aMatDiffuse.a);"
+      EOL"}";
 }
 
 // =======================================================================
-// function : PushAspectMarker
+// function : prepareStdProgramGouraud
 // purpose  :
 // =======================================================================
-static void PushAspectMarker (const Handle(OpenGl_Context)&       theCtx,
-                              const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
-                              const OpenGl_AspectMarker*          theAspect)
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramGouraud (Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
+                                                                 const Standard_Integer        theBits)
 {
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_TEXTURE_ENABLE),   TOn);
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_DISTINGUISH_MODE), TOff);
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_ACTIVE_SAMPLER),   0 /* GL_TEXTURE0 */);
+  Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
+  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)
+  {
+  #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+    aSrcVertExtraMain += EOL"  gl_PointSize = occPointSize;";
+  #endif
 
-  const OpenGl_Vec4 aDiffuse (theAspect->Color().rgb[0],
-                              theAspect->Color().rgb[1],
-                              theAspect->Color().rgb[2],
-                              theAspect->Color().rgb[3]);
-  OpenGl_Vec4 aParams[5];
-  aParams[0] = THE_COLOR_BLACK_VEC4;
-  aParams[1] = THE_COLOR_BLACK_VEC4;
-  aParams[2] = aDiffuse;
-  aParams[3] = THE_COLOR_BLACK_VEC4;
-  aParams[4].x() = 0.0f; // shininess
-  aParams[4].y() = 0.0f; // transparency
-  theProgram->SetUniform (theCtx, theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCCT_FRONT_MATERIAL),
-                          5, aParams);
-}
+    if (textureUsed (theBits))
+    {
+      #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+        if (myContext->core11 != NULL
+         && myContext->IsGlGreaterEqual (2, 1))
+        {
+          aProgramSrc->SetHeader ("#version 120"); // gl_PointCoord has been added since GLSL 1.2
+        }
+      #endif
+
+      aSrcFragGetColor = pointSpriteShadingSrc ("gl_FrontFacing ? FrontColor : BackColor", theBits);
+    }
+  }
+  else
+  {
+    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+    {
+      aSrcVertExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_OUT;
+      aSrcFragExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_IN;
+      aSrcVertExtraMain += THE_VARY_TexCoord_Trsf;
+
+      aSrcFragGetColor =
+        EOL"vec4 getColor(void)"
+        EOL"{"
+        EOL"  vec4 aColor = gl_FrontFacing ? FrontColor : BackColor;"
+        EOL"  return occTexture2D(occActiveSampler, TexCoord.st / TexCoord.w) * aColor;"
+        EOL"}";
+    }
+  }
+
+  if ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0)
+  {
+    aSrcVertColor = EOL"vec4 getVertColor(void) { return occVertColor; }";
+  }
+
+  if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanesN) != 0)
+  {
+    aSrcVertExtraOut +=
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec4 PositionWorld;"
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec4 Position;";
+    aSrcFragExtraOut +=
+      EOL"THE_SHADER_IN  vec4 PositionWorld;"
+      EOL"THE_SHADER_IN  vec4 Position;";
+    aSrcVertExtraMain +=
+      EOL"  PositionWorld = aPositionWorld;"
+      EOL"  Position      = aPosition;";
+
+    if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes1) != 0)
+    {
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_1;
+    }
+    else if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes2) != 0)
+    {
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_2;
+    }
+    else
+    {
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_N;
+    }
+  }
+  if ((theBits & OpenGl_PO_WriteOit) != 0)
+  {
+    aSrcFragWriteOit += THE_FRAG_write_oit_buffers;
+  }
 
-}; // nameless namespace
+  const TCollection_AsciiString aLights = stdComputeLighting ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0);
+  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;"
+      EOL"  vec4 aPosition      = occWorldViewMatrix * aPositionWorld;"
+      EOL"  vec3 aNormal        = transformNormal (occNormal);"
+      EOL"  vec3 aView          = vec3 (0.0, 0.0, 1.0);"
+      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"}";
+
+  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();"
+    + 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));
+  TCollection_AsciiString aKey;
+  if (!Create (aProgramSrc, aKey, theProgram))
+  {
+    theProgram = new OpenGl_ShaderProgram(); // just mark as invalid
+    return Standard_False;
+  }
+  return Standard_True;
+}
 
 // =======================================================================
-// function : PushMaterialState
-// purpose  : Pushes current state of OCCT material to the program
+// function : prepareStdProgramPhong
+// purpose  :
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::PushMaterialState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramPhong (Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
+                                                               const Standard_Integer        theBits)
 {
-  if (!myMaterialStates.IsBound (theProgram))
+  #define thePhongCompLight "computeLighting (normalize (Normal), normalize (View), Position, gl_FrontFacing)"
+
+  Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
+  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)
   {
-    return;
+  #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+    aSrcVertExtraMain += EOL"  gl_PointSize = occPointSize;";
+  #endif
+
+    if (textureUsed (theBits))
+    {
+      #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+        if (myContext->core11 != NULL
+         && myContext->IsGlGreaterEqual (2, 1))
+        {
+          aProgramSrc->SetHeader ("#version 120"); // gl_PointCoord has been added since GLSL 1.2
+        }
+      #endif
+
+      aSrcFragGetColor = pointSpriteShadingSrc (thePhongCompLight, theBits);
+    }
+  }
+  else
+  {
+    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+    {
+      aSrcVertExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_OUT;
+      aSrcFragExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_IN;
+      aSrcVertExtraMain += THE_VARY_TexCoord_Trsf;
+
+      aSrcFragGetColor =
+        EOL"vec4 getColor(void)"
+        EOL"{"
+        EOL"  vec4 aColor = " thePhongCompLight ";"
+        EOL"  return occTexture2D(occActiveSampler, TexCoord.st / TexCoord.w) * aColor;"
+        EOL"}";
+    }
   }
 
-  const OpenGl_MaterialState& aState = myMaterialStates.Find (theProgram);
-  if (aState.Index() == theProgram->ActiveState (OpenGl_MATERIALS_STATE))
+  if ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0)
   {
-    return;
+    aSrcVertExtraOut    += EOL"THE_SHADER_OUT vec4 VertColor;";
+    aSrcVertExtraMain   += EOL"  VertColor = occVertColor;";
+    aSrcFragGetVertColor = EOL"THE_SHADER_IN  vec4 VertColor;"
+                           EOL"vec4 getVertColor(void) { return VertColor; }";
   }
 
-  if (typeid (*aState.Aspect()) == typeid (OpenGl_AspectFace))
+  if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanesN) != 0)
   {
-    PushAspectFace   (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectFace*> (aState.Aspect()));
+    if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes1) != 0)
+    {
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_1;
+    }
+    else if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes2) != 0)
+    {
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_2;
+    }
+    else
+    {
+      aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES_N;
+    }
   }
-  else if (typeid (*aState.Aspect()) == typeid (OpenGl_AspectLine))
+  if ((theBits & OpenGl_PO_WriteOit) != 0)
+  {
+    aSrcFragWriteOit += THE_FRAG_write_oit_buffers;
+  }
+
+  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
+    + 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);"
+    + aSrcVertExtraMain
+    + EOL"  gl_Position = occProjectionMatrix * occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * occVertex;"
+      EOL"}";
+
+  const TCollection_AsciiString aLights = stdComputeLighting ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0);
+  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
+    + aLights
+    + aSrcFragGetColor
+    + EOL
+      EOL"void main()"
+      EOL"{"
+    + aSrcFragExtraMain
+    + EOL"  occFragColor = getColor();"
+    + aSrcFragWriteOit
+    + EOL"}";
+
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->core32 != NULL)
   {
-    PushAspectLine   (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectLine*> (aState.Aspect()));
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
   }
-  else if (typeid (*aState.Aspect()) == typeid (OpenGl_AspectText))
+#else
+  if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
   {
-    PushAspectText   (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectText*> (aState.Aspect()));
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 300 es");
   }
-  else if (typeid (*aState.Aspect()) == typeid (OpenGl_AspectMarker))
+#endif
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
+  TCollection_AsciiString aKey;
+  if (!Create (aProgramSrc, aKey, theProgram))
   {
-    PushAspectMarker (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectMarker*> (aState.Aspect()));
+    theProgram = new OpenGl_ShaderProgram(); // just mark as invalid
+    return Standard_False;
   }
+  return Standard_True;
+}
 
-  theProgram->UpdateState (OpenGl_MATERIALS_STATE, aState.Index());
+// =======================================================================
+// function : prepareStdProgramStereo
+// purpose  :
+// =======================================================================
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramStereo (Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
+                                                                const Graphic3d_StereoMode    theStereoMode)
+{
+  Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
+  TCollection_AsciiString aSrcVert =
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec2 TexCoord;"
+      EOL"void main()"
+      EOL"{"
+      EOL"  TexCoord    = occVertex.zw;"
+      EOL"  gl_Position = vec4(occVertex.x, occVertex.y, 0.0, 1.0);"
+      EOL"}";
+
+  TCollection_AsciiString aSrcFrag;
+  switch (theStereoMode)
+  {
+    case Graphic3d_StereoMode_Anaglyph:
+    {
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"uniform mat4 uMultL;"
+          EOL"uniform mat4 uMultR;"
+          EOL
+          EOL"const vec4 THE_POW_UP   =       vec4 (2.2, 2.2, 2.2, 1.0);"
+          EOL"const vec4 THE_POW_DOWN = 1.0 / vec4 (2.2, 2.2, 2.2, 1.0);"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  TexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, TexCoord);"
+          EOL"  aColorL = pow (aColorL, THE_POW_UP);" // normalize
+          EOL"  aColorR = pow (aColorR, THE_POW_UP);"
+          EOL"  vec4 aColor = uMultR * aColorR + uMultL * aColorL;"
+          EOL"  occFragColor = pow (aColor, THE_POW_DOWN);"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+    case Graphic3d_StereoMode_RowInterlaced:
+    {
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  TexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, TexCoord);"
+          EOL"  if (int (mod (gl_FragCoord.y - 1023.5, 2.0)) != 1)"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorL;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  else"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"  }"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+    case Graphic3d_StereoMode_ColumnInterlaced:
+    {
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  TexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, TexCoord);"
+          EOL"  if (int (mod (gl_FragCoord.x - 1023.5, 2.0)) == 1)"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorL;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  else"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"  }"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+    case Graphic3d_StereoMode_ChessBoard:
+    {
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  TexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, TexCoord);"
+          EOL"  bool isEvenX = int(mod(floor(gl_FragCoord.x - 1023.5), 2.0)) != 1;"
+          EOL"  bool isEvenY = int(mod(floor(gl_FragCoord.y - 1023.5), 2.0)) == 1;"
+          EOL"  if ((isEvenX && isEvenY) || (!isEvenX && !isEvenY))"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorL;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  else"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"  }"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+    case Graphic3d_StereoMode_SideBySide:
+    {
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec2 aTexCoord = vec2 (TexCoord.x * 2.0, TexCoord.y);"
+          EOL"  if (TexCoord.x > 0.5)"
+          EOL"  {"
+          EOL"    aTexCoord.x -= 1.0;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  aTexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, aTexCoord);"
+          EOL"  if (TexCoord.x <= 0.5)"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorL;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  else"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"  }"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+    case Graphic3d_StereoMode_OverUnder:
+    {
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec2 aTexCoord = vec2 (TexCoord.x, TexCoord.y * 2.0);"
+          EOL"  if (TexCoord.y > 0.5)"
+          EOL"  {"
+          EOL"    aTexCoord.y -= 1.0;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  aTexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, aTexCoord);"
+          EOL"  if (TexCoord.y <= 0.5)"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorL;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  else"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"  }"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+    case Graphic3d_StereoMode_QuadBuffer:
+    case Graphic3d_StereoMode_SoftPageFlip:
+    default:
+    {
+      /*const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& aProgram = myStereoPrograms[Graphic3d_StereoMode_QuadBuffer];
+      if (!aProgram.IsNull())
+      {
+        return aProgram->IsValid();
+      }*/
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  TexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, TexCoord);"
+          EOL"  aColorL.b = 0.0;"
+          EOL"  aColorL.g = 0.0;"
+          EOL"  aColorR.r = 0.0;"
+          EOL"  occFragColor = aColorL + aColorR;"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+  }
+
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->core32 != NULL)
+  {
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
+  }
+#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, theProgram))
+  {
+    theProgram = new OpenGl_ShaderProgram(); // just mark as invalid
+    return Standard_False;
+  }
+
+  myContext->BindProgram (theProgram);
+  theProgram->SetSampler (myContext, "uLeftSampler",  0);
+  theProgram->SetSampler (myContext, "uRightSampler", 1);
+  myContext->BindProgram (NULL);
+  return Standard_True;
 }
 
 // =======================================================================
-// function : PushWorldViewState
-// purpose  : Pushes state of OCCT graphics parameters to the program
+// function : bindProgramWithState
+// purpose  :
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::PushState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::bindProgramWithState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram)
 {
-  PushClippingState    (theProgram);
-  PushMaterialState    (theProgram);
-  PushWorldViewState   (theProgram);
-  PushModelWorldState  (theProgram);
-  PushProjectionState  (theProgram);  
-  PushLightSourceState (theProgram);
+  const Standard_Boolean isBound = myContext->BindProgram (theProgram);
+  if (isBound
+  && !theProgram.IsNull())
+  {
+    theProgram->ApplyVariables (myContext);
+  }
+  PushState (theProgram);
+  return isBound;
 }