0027286: Visualization, TKOpenGl - avoid using light index within built-in GLSL progr...
[occt.git] / src / OpenGl / OpenGl_ShaderManager.cxx
index d5ad6b9..68e1db0 100644 (file)
@@ -1,24 +1,21 @@
 // Created on: 2013-09-26
 // Created by: Denis BOGOLEPOV
-// Copyright (c) 2013 OPEN CASCADE SAS
+// Copyright (c) 2013-2014 OPEN CASCADE SAS
 //
-// The content of this file is subject to the Open CASCADE Technology Public
-// License Version 6.5 (the "License"). You may not use the content of this file
-// except in compliance with the License. Please obtain a copy of the License
-// at http://www.opencascade.org and read it completely before using this file.
+// This file is part of Open CASCADE Technology software library.
 //
-// The Initial Developer of the Original Code is Open CASCADE S.A.S., having its
-// main offices at: 1, place des Freres Montgolfier, 78280 Guyancourt, France.
+// This library is free software; you can redistribute it and/or modify it under
+// the terms of the GNU Lesser General Public License version 2.1 as published
+// by the Free Software Foundation, with special exception defined in the file
+// OCCT_LGPL_EXCEPTION.txt. Consult the file LICENSE_LGPL_21.txt included in OCCT
+// distribution for complete text of the license and disclaimer of any warranty.
 //
-// The Original Code and all software distributed under the License is
-// distributed on an "AS IS" basis, without warranty of any kind, and the
-// Initial Developer hereby disclaims all such warranties, including without
-// limitation, any warranties of merchantability, fitness for a particular
-// purpose or non-infringement. Please see the License for the specific terms
-// and conditions governing the rights and limitations under the License.
+// Alternatively, this file may be used under the terms of Open CASCADE
+// commercial license or contractual agreement.
 
 #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
+{
+
+#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 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 * occModelWorldMatrix * 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 * occModelWorldMatrix * vec4 (aLight,   1.0));"
+  EOL"    aSpotDir = vec3 (occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * 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 * occModelWorldMatrix * vec4 (aLight, 0.0));"
+  EOL"  }"
+  EOL
+  EOL"  vec3 aHalf = normalize (aLight + theView);"
+  EOL
+  EOL"  vec3  aFaceSideNormal = theIsFront ? theNormal : -theNormal;"
+  EOL"  float aNdotL = max (0.0, dot (aFaceSideNormal, aLight));"
+  EOL"  float aNdotH = max (0.0, dot (aFaceSideNormal, aHalf ));"
+  EOL
+  EOL"  float aSpecl = 0.0;"
+  EOL"  if (aNdotL > 0.0)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    aSpecl = pow (aNdotH, theIsFront ? occFrontMaterial_Shininess() : occBackMaterial_Shininess());"
+  EOL"  }"
+  EOL
+  EOL"  Diffuse  += 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 * occModelWorldMatrix * vec4 (aLight, 0.0));"
+  EOL"  }"
+  EOL
+  EOL"  vec3 aHalf = normalize (aLight + theView);"
+  EOL
+  EOL"  vec3  aFaceSideNormal = theIsFront ? theNormal : -theNormal;"
+  EOL"  float aNdotL = max (0.0, dot (aFaceSideNormal, aLight));"
+  EOL"  float aNdotH = max (0.0, dot (aFaceSideNormal, aHalf ));"
+  EOL
+  EOL"  float aSpecl = 0.0;"
+  EOL"  if (aNdotL > 0.0)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    aSpecl = pow (aNdotH, theIsFront ? occFrontMaterial_Shininess() : occBackMaterial_Shininess());"
+  EOL"  }"
+  EOL
+  EOL"  Diffuse  += occLightSources[0].rgb * aNdotL;"
+  EOL"  Specular += occLightSources[0].rgb * aSpecl;"
+  EOL"}";
+
+//! Process clipping planes in Fragment Shader.
+//! Should be added at the beginning of the main() function.
+const char THE_FRAG_CLIP_PLANES[] =
+  EOL"  for (int aPlaneIter = 0; aPlaneIter < occClipPlaneCount; ++aPlaneIter)"
+  EOL"  {"
+  EOL"    vec4 aClipEquation = occClipPlaneEquations[aPlaneIter];"
+  EOL"    int  aClipSpace    = occClipPlaneSpaces[aPlaneIter];"
+  EOL"    if (aClipSpace == OccEquationCoords_World)"
+  EOL"    {"
+  EOL"      if (dot (aClipEquation.xyz, PositionWorld.xyz) + aClipEquation.w < 0.0)"
+  EOL"      {"
+  EOL"        discard;"
+  EOL"      }"
+  EOL"    }"
+  EOL"    else if (aClipSpace == OccEquationCoords_View)"
+  EOL"    {"
+  EOL"      if (dot (aClipEquation.xyz, Position.xyz) + aClipEquation.w < 0.0)"
+  EOL"      {"
+  EOL"        discard;"
+  EOL"      }"
+  EOL"    }"
+  EOL"  }";
+
+}
 
 // =======================================================================
 // function : OpenGl_ShaderManager
 // purpose  : Creates new empty shader manager
 // =======================================================================
 OpenGl_ShaderManager::OpenGl_ShaderManager (OpenGl_Context* theContext)
-: myContext (theContext),
-  myIsPP    (Standard_False)
+: myShadingModel (Graphic3d_TOSM_VERTEX),
+  myContext  (theContext),
+  myLastView (NULL)
 {
   //
 }
@@ -52,18 +262,37 @@ 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();
@@ -73,7 +302,7 @@ void OpenGl_ShaderManager::Create (const Handle(Graphic3d_ShaderProgram)& thePro
     {
       myProgramList.Append (theProgram);
     }
-    return;
+    return Standard_True;
   }
 
   theProgram = new OpenGl_ShaderProgram (theProxy);
@@ -82,11 +311,12 @@ 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;
 }
 
 // =======================================================================
@@ -144,6 +374,42 @@ Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::IsEmpty() const
   return myProgramList.IsEmpty();
 }
 
+// =======================================================================
+// function : switchLightPrograms
+// purpose  :
+// =======================================================================
+void OpenGl_ShaderManager::switchLightPrograms()
+{
+  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 : UpdateLightSourceStateTo
 // purpose  : Updates state of OCCT light sources
@@ -152,13 +418,24 @@ void OpenGl_ShaderManager::UpdateLightSourceStateTo (const OpenGl_ListOfLight* t
 {
   myLightSourceState.Set (theLights);
   myLightSourceState.Update();
+  switchLightPrograms();
+}
+
+// =======================================================================
+// function : SetShadingModel
+// purpose  :
+// =======================================================================
+void OpenGl_ShaderManager::SetShadingModel (const Graphic3d_TypeOfShadingModel theModel)
+{
+  myShadingModel = theModel;
+  switchLightPrograms();
 }
 
 // =======================================================================
 // function : SetProjectionState
 // purpose  : Sets new state of OCCT projection transform
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::UpdateProjectionStateTo (const Tmatrix3& theProjectionMatrix)
+void OpenGl_ShaderManager::UpdateProjectionStateTo (const OpenGl_Mat4& theProjectionMatrix)
 {
   myProjectionState.Set (theProjectionMatrix);
   myProjectionState.Update();
@@ -168,7 +445,7 @@ void OpenGl_ShaderManager::UpdateProjectionStateTo (const Tmatrix3& theProjectio
 // function : SetModelWorldState
 // purpose  : Sets new state of OCCT model-world transform
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::UpdateModelWorldStateTo (const Tmatrix3& theModelWorldMatrix)
+void OpenGl_ShaderManager::UpdateModelWorldStateTo (const OpenGl_Mat4& theModelWorldMatrix)
 {
   myModelWorldState.Set (theModelWorldMatrix);
   myModelWorldState.Update();
@@ -178,42 +455,12 @@ void OpenGl_ShaderManager::UpdateModelWorldStateTo (const Tmatrix3& theModelWorl
 // function : SetWorldViewState
 // purpose  : Sets new state of OCCT world-view transform
 // =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::UpdateWorldViewStateTo (const Tmatrix3& theWorldViewMatrix)
+void OpenGl_ShaderManager::UpdateWorldViewStateTo (const OpenGl_Mat4& theWorldViewMatrix)
 {
   myWorldViewState.Set (theWorldViewMatrix);
   myWorldViewState.Update();
 }
 
-// =======================================================================
-// function : RevertProjectionStateTo
-// purpose  : Reverts state of OCCT projection transform
-// =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::RevertProjectionStateTo (const Tmatrix3& theProjectionMatrix)
-{
-  myProjectionState.Set (theProjectionMatrix);
-  myProjectionState.Revert();
-}
-
-// =======================================================================
-// function : RevertModelWorldStateTo
-// purpose  : Reverts state of OCCT model-world transform
-// =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::RevertModelWorldStateTo (const Tmatrix3& theModelWorldMatrix)
-{
-  myModelWorldState.Set (theModelWorldMatrix);
-  myModelWorldState.Revert();
-}
-
-// =======================================================================
-// function : RevertWorldViewStateTo
-// purpose  : Reverts state of OCCT world-view transform
-// =======================================================================
-void OpenGl_ShaderManager::RevertWorldViewStateTo (const Tmatrix3& theWorldViewMatrix)
-{
-  myWorldViewState.Set (theWorldViewMatrix);
-  myWorldViewState.Revert();
-}
-
 // =======================================================================
 // function : LightSourceState
 // purpose  : Returns current state of OCCT light sources
@@ -323,7 +570,7 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushLightSourceState (const Handle(OpenGl_ShaderProgr
   for (OpenGl_ListOfLight::Iterator anIter (*myLightSourceState.LightSources()); anIter.More(); anIter.Next())
   {
     const OpenGl_Light& aLight = anIter.Value();
-    if (aLight.Type == Visual3d_TOLS_AMBIENT)
+    if (aLight.Type == Graphic3d_TOLS_AMBIENT)
     {
       anAmbient += aLight.Color;
       continue;
@@ -339,10 +586,10 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushLightSourceState (const Handle(OpenGl_ShaderProgr
 
     OpenGl_ShaderLightParameters& aLightParams = aLightParamsArray[aLightsNb];
     aLightParams.Color    = aLight.Color;
-    aLightParams.Position = aLight.Type == Visual3d_TOLS_DIRECTIONAL
+    aLightParams.Position = aLight.Type == Graphic3d_TOLS_DIRECTIONAL
                          ? -aLight.Direction
                          :  aLight.Position;
-    if (aLight.Type == Visual3d_TOLS_SPOT)
+    if (aLight.Type == Graphic3d_TOLS_SPOT)
     {
       aLightParams.Direction = aLight.Direction;
     }
@@ -513,7 +760,7 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushClippingState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)
     return;
   }
 
-  GLuint aPlanesNb = 0;
+  GLint aPlanesNb = 0;
   for (Graphic3d_SequenceOfHClipPlane::Iterator anIter (myContext->Clipping().Planes());
        anIter.More(); anIter.Next())
   {
@@ -530,8 +777,9 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushClippingState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)
     return;
   }
 
-  OpenGl_Vec4* anEquations = new OpenGl_Vec4[aPlanesNb];
-  GLint*       aSpaces     = new GLint      [aPlanesNb];
+  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())
@@ -550,8 +798,12 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushClippingState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)
     aSpaces[aPlaneId] = myContext->Clipping().GetEquationSpace (aPlane);
     ++aPlaneId;
   }
-  theProgram->SetUniform (myContext, aLocEquations, aPlanesNb, anEquations[0].GetData());
-  theProgram->SetUniform (myContext, aLocSpaces,    aPlanesNb, aSpaces);
+
+  theProgram->SetUniform (myContext,
+                          theProgram->GetStateLocation (OpenGl_OCC_CLIP_PLANE_COUNT),
+                          aPlanesNb);
+  theProgram->SetUniform (myContext, aLocEquations, MAX_CLIP_PLANES, anEquations);
+  theProgram->SetUniform (myContext, aLocSpaces,    MAX_CLIP_PLANES, aSpaces);
 
   delete[] anEquations;
   delete[] aSpaces;
@@ -566,14 +818,15 @@ void OpenGl_ShaderManager::UpdateMaterialStateTo (const Handle(OpenGl_ShaderProg
 {
   if (myMaterialStates.IsBound (theProgram))
   {
-    myMaterialStates.ChangeFind (theProgram).Set (theAspect);
+    OpenGl_MaterialState& aState = myMaterialStates.ChangeFind (theProgram);
+    aState.Set (theAspect);
+    aState.Update();
   }
   else
   {
-    myMaterialStates.Bind (theProgram, OpenGl_MaterialState (theAspect));
+    myMaterialStates.Bind       (theProgram, OpenGl_MaterialState (theAspect));
+    myMaterialStates.ChangeFind (theProgram).Update();
   }
-
-  myMaterialStates.ChangeFind (theProgram).Update();
 }
 
 // =======================================================================
@@ -600,6 +853,25 @@ const OpenGl_MaterialState* OpenGl_ShaderManager::MaterialState (const Handle(Op
   return &myMaterialStates.Find (theProgram);
 }
 
+// =======================================================================
+// function : SurfaceDetailState
+// purpose  : Returns current state of OCCT surface detail
+// =======================================================================
+const OpenGl_SurfaceDetailState& OpenGl_ShaderManager::SurfaceDetailState() const
+{
+  return mySurfaceDetailState;
+}
+
+// =======================================================================
+// function : UpdateSurfaceDetailStateTo
+// purpose  : Updates state of OCCT surface detail
+// =======================================================================
+void OpenGl_ShaderManager::UpdateSurfaceDetailStateTo (const Graphic3d_TypeOfSurfaceDetail theDetail)
+{
+  mySurfaceDetailState.Set (theDetail);
+  mySurfaceDetailState.Update();
+}
+
 namespace
 {
 
@@ -634,7 +906,11 @@ static void PushAspectFace (const Handle(OpenGl_Context)&       theCtx,
       continue;
     }
 
-    aParams.Init (anIndex == 0 ? theAspect->IntFront() : theAspect->IntBack());
+    const OPENGL_SURF_PROP& aProp = anIndex == 0 || theAspect->DistinguishingMode() != TOn
+                                  ? theAspect->IntFront()
+                                  : theAspect->IntBack();
+    aParams.Init (aProp);
+    aParams.Diffuse.a() = aProp.trans;
     theProgram->SetUniform (theCtx, aLoc, OpenGl_Material::NbOfVec4(),
                             aParams.Packed());
   }
@@ -729,7 +1005,7 @@ static void PushAspectMarker (const Handle(OpenGl_Context)&       theCtx,
                           5, aParams);
 }
 
-}; // nameless namespace
+} // nameless namespace
 
 // =======================================================================
 // function : PushMaterialState
@@ -748,28 +1024,29 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushMaterialState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)
     return;
   }
 
-  if (typeid (*aState.Aspect()) == typeid (OpenGl_AspectFace))
+  const OpenGl_Element* anAspect = aState.Aspect();
+  if (typeid (*anAspect) == typeid (OpenGl_AspectFace))
   {
-    PushAspectFace   (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectFace*> (aState.Aspect()));
+    PushAspectFace   (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectFace*> (anAspect));
   }
-  else if (typeid (*aState.Aspect()) == typeid (OpenGl_AspectLine))
+  else if (typeid (*anAspect) == typeid (OpenGl_AspectLine))
   {
-    PushAspectLine   (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectLine*> (aState.Aspect()));
+    PushAspectLine   (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectLine*> (anAspect));
   }
-  else if (typeid (*aState.Aspect()) == typeid (OpenGl_AspectText))
+  else if (typeid (*anAspect) == typeid (OpenGl_AspectText))
   {
-    PushAspectText   (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectText*> (aState.Aspect()));
+    PushAspectText   (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectText*> (anAspect));
   }
-  else if (typeid (*aState.Aspect()) == typeid (OpenGl_AspectMarker))
+  else if (typeid (*anAspect) == typeid (OpenGl_AspectMarker))
   {
-    PushAspectMarker (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectMarker*> (aState.Aspect()));
+    PushAspectMarker (myContext, theProgram, dynamic_cast<const OpenGl_AspectMarker*> (anAspect));
   }
 
   theProgram->UpdateState (OpenGl_MATERIALS_STATE, aState.Index());
 }
 
 // =======================================================================
-// function : PushWorldViewState
+// function : PushState
 // purpose  : Pushes state of OCCT graphics parameters to the program
 // =======================================================================
 void OpenGl_ShaderManager::PushState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram) const
@@ -778,6 +1055,899 @@ void OpenGl_ShaderManager::PushState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& thePro
   PushMaterialState    (theProgram);
   PushWorldViewState   (theProgram);
   PushModelWorldState  (theProgram);
-  PushProjectionState  (theProgram);  
+  PushProjectionState  (theProgram);
   PushLightSourceState (theProgram);
 }
+
+// =======================================================================
+// 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");
+  }
+#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
+  {
+    // there is no way to draw into depth buffer
+    aSrcFrag =
+      EOL"uniform sampler2D uColorSampler;"
+      EOL
+      EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+      EOL
+      EOL"void main()"
+      EOL"{"
+      EOL"  occFragColor = occTexture2D (uColorSampler, TexCoord);"
+      EOL"}";
+  }
+#else
+  if (myContext->core32 != NULL)
+  {
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
+  }
+#endif
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
+  TCollection_AsciiString aKey;
+  if (!Create (aProgramSrc, aKey, 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 : prepareStdProgramFlat
+// purpose  :
+// =======================================================================
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramFlat (Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
+                                                              const Standard_Integer        theBits)
+{
+  Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
+  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertExtraOut, aSrcVertExtraMain, aSrcVertExtraFunc, aSrcFrag, aSrcFragExtraOut, aSrcFragExtraMain;
+  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_TextureA) != 0)
+    {
+      TCollection_AsciiString
+        aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, gl_PointCoord).a; }";
+    #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+      if (myContext->core11 == NULL)
+      {
+        aSrcGetAlpha = EOL"float getAlpha(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, gl_PointCoord).r; }";
+      }
+      else if (myContext->IsGlGreaterEqual (2, 1))
+      {
+        aProgramSrc->SetHeader ("#version 120"); // gl_PointCoord has been added since GLSL 1.2
+      }
+    #endif
+
+      aSrcFragGetColor = aSrcGetAlpha
+      + EOL"vec4  getColor(void)"
+        EOL"{"
+        EOL"  vec4 aColor = occColor;"
+        EOL"  aColor.a *= getAlpha();"
+        EOL"  return aColor;"
+        EOL"}";
+
+      aSrcFragMainGetColor =
+        EOL"  vec4 aColor = getColor();"
+        EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
+        EOL"  occFragColor = aColor;";
+    }
+    else if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+    {
+      aSrcFragGetColor =
+        EOL"vec4 getColor(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, gl_PointCoord); }";
+      aSrcFragMainGetColor =
+        EOL"  vec4 aColor = getColor();"
+        EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
+        EOL"  occFragColor = aColor;";
+    #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+      if (myContext->core11 != NULL
+       && myContext->IsGlGreaterEqual (2, 1))
+      {
+        aProgramSrc->SetHeader ("#version 120"); // gl_PointCoord has been added since GLSL 1.2
+      }
+    #endif
+    }
+  }
+  else
+  {
+    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+    {
+      aSrcVertExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_OUT;
+      aSrcFragExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_IN;
+      aSrcVertExtraMain += THE_VARY_TexCoord_Trsf;
+
+      aSrcFragGetColor =
+        EOL"vec4 getColor(void) { return occTexture2D(occActiveSampler, TexCoord.st / TexCoord.w); }";
+    }
+    else if ((theBits & OpenGl_PO_TextureEnv) != 0)
+    {
+      aSrcVertExtraOut += THE_VARY_TexCoord_OUT;
+      aSrcFragExtraOut += THE_VARY_TexCoord_IN;
+
+      aSrcVertExtraFunc = THE_FUNC_transformNormal;
+
+      aSrcVertExtraMain +=
+        EOL"  vec4 aPosition = occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * occVertex;"
+        EOL"  vec3 aNormal   = transformNormal (occNormal);"
+        EOL"  vec3 aReflect  = reflect (normalize (aPosition.xyz), aNormal);"
+        EOL"  aReflect.z += 1.0;"
+        EOL"  TexCoord = vec4(aReflect.xy * inversesqrt (dot (aReflect, aReflect)) * 0.5 + vec2 (0.5), 0.0, 1.0);";
+
+      aSrcFragGetColor =
+        EOL"vec4 getColor(void) { return occTexture2D (occActiveSampler, TexCoord.st); }";
+    }
+  }
+  if ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0)
+  {
+    aSrcVertExtraOut  += EOL"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_ClipPlanes) != 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;";
+    aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES;
+  }
+
+  TCollection_AsciiString aSrcVertEndMain;
+  if ((theBits & OpenGl_PO_StippleLine) != 0)
+  {
+    bool hasGlslBitOps = false;
+  #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+    if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+    {
+      aProgramSrc->SetHeader ("#version 300 es");
+      hasGlslBitOps = true;
+    }
+  #else
+    if (myContext->IsGlGreaterEqual (3, 0))
+    {
+      aProgramSrc->SetHeader ("#version 130");
+      hasGlslBitOps = true;
+    }
+    else if(myContext->CheckExtension("GL_EXT_gpu_shader4"))
+    {
+      aProgramSrc->SetHeader ("#extension GL_EXT_gpu_shader4 : enable");
+      hasGlslBitOps = true;
+    }
+  #endif
+
+    if (hasGlslBitOps)
+    {
+      aSrcVertExtraOut +=
+        EOL"THE_SHADER_OUT vec2 ScreenSpaceCoord;";
+      aSrcFragExtraOut +=
+        EOL"THE_SHADER_IN  vec2 ScreenSpaceCoord;"
+        EOL"uniform int   uPattern;"
+        EOL"uniform float uFactor;";
+      aSrcVertEndMain =
+        EOL"  ScreenSpaceCoord = gl_Position.xy / gl_Position.w;";
+      aSrcFragMainGetColor =
+        EOL"  float anAngle      = atan (dFdx (ScreenSpaceCoord.x), dFdy (ScreenSpaceCoord.y));"
+        EOL"  float aRotatePoint = gl_FragCoord.x * sin (anAngle) + gl_FragCoord.y * cos (anAngle);"
+        EOL"  uint  aBit         = uint (floor (aRotatePoint / uFactor + 0.5)) & 15U;"
+        EOL"  if ((uint (uPattern) & (1U << aBit)) == 0U) discard;"
+        EOL"  vec4 aColor = getColor();"
+        EOL"  if (aColor.a <= 0.1) discard;"
+        EOL"  occFragColor = aColor;";
+    }
+    else
+    {
+      const TCollection_ExtendedString aWarnMessage =
+        "Warning: stipple lines in GLSL will be ignored.";
+      myContext->PushMessage (GL_DEBUG_SOURCE_APPLICATION,
+        GL_DEBUG_TYPE_PORTABILITY, 0, GL_DEBUG_SEVERITY_HIGH, aWarnMessage);
+    }
+  }
+
+  aSrcVert =
+      aSrcVertExtraFunc
+    + aSrcVertExtraOut
+    + EOL"void main()"
+      EOL"{"
+    + aSrcVertExtraMain
+    + EOL"  gl_Position = occProjectionMatrix * occWorldViewMatrix * occModelWorldMatrix * occVertex;"
+    + aSrcVertEndMain
+    + EOL"}";
+
+  aSrcFrag =
+      aSrcFragExtraOut
+    + aSrcFragGetColor
+    + EOL"void main()"
+      EOL"{"
+    + aSrcFragExtraMain
+    + aSrcFragMainGetColor
+    + EOL"}";
+
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->core32 != NULL)
+  {
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
+  }
+#endif
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
+
+  TCollection_AsciiString aKey;
+  if (!Create (aProgramSrc, aKey, theProgram))
+  {
+    theProgram = new OpenGl_ShaderProgram(); // just mark as invalid
+    return Standard_False;
+  }
+  return Standard_True;
+}
+
+// =======================================================================
+// function : stdComputeLighting
+// purpose  :
+// =======================================================================
+TCollection_AsciiString OpenGl_ShaderManager::stdComputeLighting (const Standard_Boolean theHasVertColor)
+{
+  Standard_Integer aLightsMap[Graphic3d_TOLS_SPOT + 1] = { 0, 0, 0, 0 };
+  TCollection_AsciiString aLightsFunc, aLightsLoop;
+  const OpenGl_ListOfLight* aLights = myLightSourceState.LightSources();
+  if (aLights != NULL)
+  {
+    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;
+    }
+  }
+
+  TCollection_AsciiString aGetMatAmbient = "theIsFront ? occFrontMaterial_Ambient()  : occBackMaterial_Ambient();";
+  TCollection_AsciiString aGetMatDiffuse = "theIsFront ? occFrontMaterial_Diffuse()  : occBackMaterial_Diffuse();";
+  if (theHasVertColor)
+  {
+    aGetMatAmbient = "getVertColor();";
+    aGetMatDiffuse = "getVertColor();";
+  }
+
+  return TCollection_AsciiString()
+    + 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 : prepareStdProgramGouraud
+// purpose  :
+// =======================================================================
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramGouraud (Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
+                                                                 const Standard_Integer        theBits)
+{
+  Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
+  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertColor, aSrcVertExtraOut, aSrcVertExtraMain, aSrcFrag, aSrcFragExtraOut, aSrcFragExtraMain;
+  TCollection_AsciiString aSrcFragGetColor = EOL"vec4 getColor(void) { return gl_FrontFacing ? FrontColor : BackColor; }";
+  if ((theBits & OpenGl_PO_Point) != 0)
+  {
+  #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+    aSrcVertExtraMain += EOL"  gl_PointSize = occPointSize;";
+  #endif
+  }
+  if ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0)
+  {
+    aSrcVertColor = EOL"vec4 getVertColor(void) { return occVertColor; }";
+  }
+  if ((theBits & OpenGl_PO_Point) != 0)
+  {
+    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+    {
+      aSrcFragGetColor =
+        EOL"vec4 getColor(void)"
+        EOL"{"
+        EOL"  vec4 aColor = gl_FrontFacing ? FrontColor : BackColor;"
+        EOL"  return occTexture2D(occActiveSampler, gl_PointCoord) * aColor;"
+        EOL"}";
+    #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+      if (myContext->core11 != NULL
+       && myContext->IsGlGreaterEqual (2, 1))
+      {
+        aProgramSrc->SetHeader ("#version 120"); // gl_PointCoord has been added since GLSL 1.2
+      }
+    #endif
+    }
+  }
+  else
+  {
+    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+    {
+      aSrcVertExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_OUT;
+      aSrcFragExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_IN;
+      aSrcVertExtraMain += THE_VARY_TexCoord_Trsf;
+
+      aSrcFragGetColor =
+        EOL"vec4 getColor(void)"
+        EOL"{"
+        EOL"  vec4 aColor = gl_FrontFacing ? FrontColor : BackColor;"
+        EOL"  return occTexture2D(occActiveSampler, TexCoord.st / TexCoord.w) * aColor;"
+        EOL"}";
+    }
+  }
+  if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes) != 0)
+  {
+    aSrcVertExtraOut +=
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec4 PositionWorld;"
+      EOL"THE_SHADER_OUT vec4 Position;";
+    aSrcFragExtraOut +=
+      EOL"THE_SHADER_IN  vec4 PositionWorld;"
+      EOL"THE_SHADER_IN  vec4 Position;";
+    aSrcVertExtraMain +=
+      EOL"  PositionWorld = aPositionWorld;"
+      EOL"  Position      = aPosition;";
+    aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES;
+  }
+
+  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();"
+      EOL"}";
+
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->core32 != NULL)
+  {
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
+  }
+#endif
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
+  TCollection_AsciiString aKey;
+  if (!Create (aProgramSrc, aKey, theProgram))
+  {
+    theProgram = new OpenGl_ShaderProgram(); // just mark as invalid
+    return Standard_False;
+  }
+  return Standard_True;
+}
+
+// =======================================================================
+// function : prepareStdProgramPhong
+// purpose  :
+// =======================================================================
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::prepareStdProgramPhong (Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
+                                                               const Standard_Integer        theBits)
+{
+  #define thePhongCompLight "computeLighting (normalize (Normal), normalize (View), Position, gl_FrontFacing)"
+
+  Handle(Graphic3d_ShaderProgram) aProgramSrc = new Graphic3d_ShaderProgram();
+  TCollection_AsciiString aSrcVert, aSrcVertExtraOut, aSrcVertExtraMain, aSrcFrag, aSrcFragExtraOut, aSrcFragGetVertColor, aSrcFragExtraMain;
+  TCollection_AsciiString aSrcFragGetColor = EOL"vec4 getColor(void) { return " thePhongCompLight "; }";
+  if ((theBits & OpenGl_PO_Point) != 0)
+  {
+  #if defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+    aSrcVertExtraMain += EOL"  gl_PointSize = occPointSize;";
+  #endif
+  }
+  if ((theBits & OpenGl_PO_VertColor) != 0)
+  {
+    aSrcVertExtraOut    += EOL"THE_SHADER_OUT vec4 VertColor;";
+    aSrcVertExtraMain   += EOL"  VertColor = occVertColor;";
+    aSrcFragGetVertColor = EOL"THE_SHADER_IN  vec4 VertColor;"
+                           EOL"vec4 getVertColor(void) { return VertColor; }";
+  }
+
+  if ((theBits & OpenGl_PO_Point) != 0)
+  {
+    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+    {
+      aSrcFragGetColor =
+        EOL"vec4 getColor(void)"
+        EOL"{"
+        EOL"  vec4 aColor = " thePhongCompLight ";"
+        EOL"  return occTexture2D(occActiveSampler, gl_PointCoord) * aColor;"
+        EOL"}";
+    #if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+      if (myContext->core11 != NULL
+       && myContext->IsGlGreaterEqual (2, 1))
+      {
+        aProgramSrc->SetHeader ("#version 120"); // gl_PointCoord has been added since GLSL 1.2
+      }
+    #endif
+    }
+  }
+  else
+  {
+    if ((theBits & OpenGl_PO_TextureRGB) != 0)
+    {
+      aSrcVertExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_OUT;
+      aSrcFragExtraOut  += THE_VARY_TexCoord_IN;
+      aSrcVertExtraMain += THE_VARY_TexCoord_Trsf;
+
+      aSrcFragGetColor =
+        EOL"vec4 getColor(void)"
+        EOL"{"
+        EOL"  vec4 aColor = " thePhongCompLight ";"
+        EOL"  return occTexture2D(occActiveSampler, TexCoord.st / TexCoord.w) * aColor;"
+        EOL"}";
+    }
+  }
+
+  if ((theBits & OpenGl_PO_ClipPlanes) != 0)
+  {
+    aSrcFragExtraMain += THE_FRAG_CLIP_PLANES;
+  }
+
+  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();"
+      EOL"}";
+
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->core32 != NULL)
+  {
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
+  }
+#endif
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
+  TCollection_AsciiString aKey;
+  if (!Create (aProgramSrc, aKey, theProgram))
+  {
+    theProgram = new OpenGl_ShaderProgram(); // just mark as invalid
+    return Standard_False;
+  }
+  return Standard_True;
+}
+
+// =======================================================================
+// 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"vec4 THE_POW_UP   = vec4 (2.2, 2.2, 2.2, 1.0);"
+          EOL"vec4 THE_POW_DOWN = 1.0 / THE_POW_UP;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  TexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, TexCoord);"
+          EOL"  aColorL = pow (aColorL, THE_POW_UP);" // normalize
+          EOL"  aColorR = pow (aColorR, THE_POW_UP);"
+          EOL"  vec4 aColor = uMultR * aColorR + uMultL * aColorL;"
+          EOL"  occFragColor = pow (aColor, THE_POW_DOWN);"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+    case Graphic3d_StereoMode_RowInterlaced:
+    {
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  TexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, TexCoord);"
+          EOL"  if (int (mod (gl_FragCoord.y - 1023.5, 2.0)) != 1)"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorL;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  else"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"  }"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+    case Graphic3d_StereoMode_ColumnInterlaced:
+    {
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  TexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, TexCoord);"
+          EOL"  if (int (mod (gl_FragCoord.x - 1023.5, 2.0)) == 1)"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorL;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  else"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"  }"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+    case Graphic3d_StereoMode_ChessBoard:
+    {
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  TexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, TexCoord);"
+          EOL"  bool isEvenX = int(mod(floor(gl_FragCoord.x - 1023.5), 2.0)) != 1;"
+          EOL"  bool isEvenY = int(mod(floor(gl_FragCoord.y - 1023.5), 2.0)) == 1;"
+          EOL"  if ((isEvenX && isEvenY) || (!isEvenX && !isEvenY))"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorL;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  else"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"  }"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+    case Graphic3d_StereoMode_SideBySide:
+    {
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec2 aTexCoord = vec2 (TexCoord.x * 2.0, TexCoord.y);"
+          EOL"  if (TexCoord.x > 0.5)"
+          EOL"  {"
+          EOL"    aTexCoord.x -= 1.0;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  aTexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, aTexCoord);"
+          EOL"  if (TexCoord.x <= 0.5)"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorL;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  else"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"  }"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+    case Graphic3d_StereoMode_OverUnder:
+    {
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec2 aTexCoord = vec2 (TexCoord.x, TexCoord.y * 2.0);"
+          EOL"  if (TexCoord.y > 0.5)"
+          EOL"  {"
+          EOL"    aTexCoord.y -= 1.0;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  aTexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, aTexCoord);"
+          EOL"  if (TexCoord.y <= 0.5)"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorL;"
+          EOL"  }"
+          EOL"  else"
+          EOL"  {"
+          EOL"    occFragColor = aColorR;"
+          EOL"  }"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+    case Graphic3d_StereoMode_QuadBuffer:
+    case Graphic3d_StereoMode_SoftPageFlip:
+    default:
+    {
+      /*const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& aProgram = myStereoPrograms[Graphic3d_StereoMode_QuadBuffer];
+      if (!aProgram.IsNull())
+      {
+        return aProgram->IsValid();
+      }*/
+      aSrcFrag =
+          EOL"uniform sampler2D uLeftSampler;"
+          EOL"uniform sampler2D uRightSampler;"
+          EOL
+          EOL"THE_SHADER_IN vec2 TexCoord;"
+          EOL
+          EOL"void main()"
+          EOL"{"
+          EOL"  vec4 aColorL = occTexture2D (uLeftSampler,  TexCoord);"
+          EOL"  vec4 aColorR = occTexture2D (uRightSampler, TexCoord);"
+          EOL"  aColorL.b = 0.0;"
+          EOL"  aColorL.g = 0.0;"
+          EOL"  aColorR.r = 0.0;"
+          EOL"  occFragColor = aColorL + aColorR;"
+          EOL"}";
+      break;
+    }
+  }
+
+#if !defined(GL_ES_VERSION_2_0)
+  if (myContext->core32 != NULL)
+  {
+    aProgramSrc->SetHeader ("#version 150");
+  }
+#endif
+
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_VERTEX,   aSrcVert));
+  aProgramSrc->AttachShader (Graphic3d_ShaderObject::CreateFromSource (Graphic3d_TOS_FRAGMENT, aSrcFrag));
+  TCollection_AsciiString aKey;
+  if (!Create (aProgramSrc, aKey, theProgram))
+  {
+    theProgram = new OpenGl_ShaderProgram(); // just mark as invalid
+    return Standard_False;
+  }
+
+  myContext->BindProgram (theProgram);
+  theProgram->SetSampler (myContext, "uLeftSampler",  0);
+  theProgram->SetSampler (myContext, "uRightSampler", 1);
+  myContext->BindProgram (NULL);
+  return Standard_True;
+}
+
+// =======================================================================
+// function : bindProgramWithState
+// purpose  :
+// =======================================================================
+Standard_Boolean OpenGl_ShaderManager::bindProgramWithState (const Handle(OpenGl_ShaderProgram)& theProgram,
+                                                             const OpenGl_Element*               theAspect)
+{
+  if (!myContext->BindProgram (theProgram))
+  {
+    return Standard_False;
+  }
+  theProgram->ApplyVariables (myContext);
+
+  const OpenGl_MaterialState* aMaterialState = MaterialState (theProgram);
+  if (aMaterialState == NULL || aMaterialState->Aspect() != theAspect)
+  {
+    UpdateMaterialStateTo (theProgram, theAspect);
+  }
+
+  PushState (theProgram);
+  return Standard_True;
+}