dali/internal/render/shaders/shader.cpp

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  15  *
  16  */
  17
  18 // CLASS HEADER
  19 #include <dali/internal/render/shaders/shader.h>
  20
  21 // INTERNAL INCLUDES
  22 #include <dali/internal/render/queue/render-queue.h>
  23 #include <dali/internal/render/common/render-debug.h>
  24 #include <dali/internal/render/common/post-process-resource-dispatcher.h>
  25 #include <dali/internal/render/gl-resources/texture.h>
  26 #include <dali/internal/render/gl-resources/texture-cache.h>
  27 #include <dali/internal/render/gl-resources/texture-units.h>
  28 #include <dali/internal/render/shaders/program.h>
  29 #include <dali/internal/render/shaders/uniform-meta.h>
  30 #include <dali/internal/common/image-sampler.h>
  31
  32 // See render-debug.h
  33 #ifdef DALI_PRINT_RENDER_INFO
  34
  35 #include <sstream>
  36 #define DALI_DEBUG_OSTREAM(streamName) std::stringstream streamName;
  37
  38 #define DALI_PRINT_UNIFORM(streamName,bufferIndex,name,value) \
  39   { \
  40     streamName << " " << name << ": " << value; \
  41   }
  42
  43 #define DALI_PRINT_CUSTOM_UNIFORM(streamName,bufferIndex,name,property) \
  44   { \
  45     streamName << " " << name << ": "; \
  46     property.DebugPrint( streamName, bufferIndex ); \
  47   }
  48
  49 #define DALI_PRINT_SHADER_UNIFORMS(streamName) \
  50   { \
  51     std::string debugString( streamName.str() ); \
  52     DALI_LOG_RENDER_INFO( "           %s\n", debugString.c_str() ); \
  53   }
  54
  55 #else // DALI_PRINT_RENDER_INFO
  56
  57 #define DALI_DEBUG_OSTREAM(streamName)
  58 #define DALI_PRINT_UNIFORM(streamName,bufferIndex,name,value)
  59 #define DALI_PRINT_CUSTOM_UNIFORM(streamName,bufferIndex,name,property)
  60 #define DALI_PRINT_SHADER_UNIFORMS(streamName)
  61
  62 #endif // DALI_PRINT_RENDER_INFO
  63
  64 namespace Dali
  65 {
  66
  67 namespace Internal
  68 {
  69
  70 namespace SceneGraph
  71 {
  72
  73 namespace // unnamed namespace
  74 {
  75
  76 // Convert Geometry type bitmask to an array index
  77 inline unsigned int GetGeometryTypeIndex(GeometryType type)
  78 {
  79   unsigned int index = Log<GEOMETRY_TYPE_IMAGE>::value;
  80   if ( type & GEOMETRY_TYPE_IMAGE )
  81   {
  82     index = Log<GEOMETRY_TYPE_IMAGE>::value;
  83   }
  84   else if ( type & GEOMETRY_TYPE_TEXT )
  85   {
  86     index = Log<GEOMETRY_TYPE_TEXT>::value;
  87   }
  88   else if ( type & GEOMETRY_TYPE_UNTEXTURED_MESH )
  89   {
  90     index = Log<GEOMETRY_TYPE_UNTEXTURED_MESH>::value;
  91   }
  92   else if ( type & GEOMETRY_TYPE_TEXTURED_MESH )
  93   {
  94     index = Log<GEOMETRY_TYPE_TEXTURED_MESH>::value;
  95   }
  96   return index;
  97 }
  98
  99 } // unnamed namespace
 100
 101
 102
 103
 104 Shader::Shader( Dali::ShaderEffect::GeometryHints& hints )
 105 : mGeometryHints( hints ),
 106   mGridDensity( Dali::ShaderEffect::DEFAULT_GRID_DENSITY ),
 107   mTexture( NULL ),
 108   mRenderTextureId( 0 ),
 109   mUpdateTextureId( 0 ),
 110   mRenderQueue(NULL),
 111   mPostProcessDispatcher(NULL),
 112   mTextureCache(NULL)
 113 {
 114   // Create enough size for all default types and sub-types
 115   mPrograms.resize(Log<GEOMETRY_TYPE_LAST>::value);
 116   for( unsigned int i = 0; i < Log<GEOMETRY_TYPE_LAST>::value; ++i)
 117   {
 118     mPrograms[ i ].Resize(SHADER_SUBTYPE_LAST);
 119   }
 120 }
 121
 122 Shader::~Shader()
 123 {
 124 }
 125
 126 void Shader::Initialize( PostProcessResourceDispatcher& postProcessDispatcher, RenderQueue& renderQueue, TextureCache& textureCache )
 127 {
 128   mPostProcessDispatcher = &postProcessDispatcher;
 129   mRenderQueue = &renderQueue;
 130   mTextureCache = &textureCache;
 131 }
 132
 133 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 134 // The following methods are called during UpdateManager::Update()
 135 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 136
 137 void Shader::ForwardTextureId( BufferIndex updateBufferIndex, ResourceId textureId )
 138 {
 139   mUpdateTextureId = textureId;
 140
 141   typedef MessageValue1< Shader, Integration::ResourceId > DerivedType;
 142
 143   // Reserve some memory inside the render queue
 144   unsigned int* slot = mRenderQueue->ReserveMessageSlot( updateBufferIndex, sizeof( DerivedType ) );
 145
 146   // Construct message in the render queue memory; note that delete should not be called on the return value
 147   new (slot) DerivedType( this, &Shader::SetTextureId, textureId );
 148 }
 149
 150 Integration::ResourceId Shader::GetEffectTextureResourceId()
 151 {
 152   return mUpdateTextureId;
 153 }
 154
 155 void Shader::ForwardUniformMeta( BufferIndex updateBufferIndex, UniformMeta* meta )
 156 {
 157   // Defer setting uniform metadata until the next Render
 158   // (Maintains thread safety on std::vector)
 159
 160   typedef MessageValue1< Shader, UniformMeta* > DerivedType;
 161
 162   // Reserve some memory inside the render queue
 163   unsigned int* slot = mRenderQueue->ReserveMessageSlot( updateBufferIndex, sizeof( DerivedType ) );
 164
 165   // Construct message in the render queue memory; note that delete should not be called on the return value
 166   new (slot) DerivedType( this, &Shader::InstallUniformMetaInRender, meta );
 167 }
 168
 169 void Shader::ForwardGridDensity( BufferIndex updateBufferIndex, float density )
 170 {
 171   typedef MessageValue1< Shader, float > DerivedType;
 172
 173   // Reserve some memory inside the render queue
 174   unsigned int* slot = mRenderQueue->ReserveMessageSlot( updateBufferIndex, sizeof( DerivedType ) );
 175
 176   // Construct message in the render queue memory; note that delete should not be called on the return value
 177   new (slot) DerivedType( this, &Shader::SetGridDensity, density );
 178 }
 179
 180 void Shader::ForwardHints( BufferIndex updateBufferIndex, Dali::ShaderEffect::GeometryHints hint )
 181 {
 182   typedef MessageValue1< Shader, Dali::ShaderEffect::GeometryHints > DerivedType;
 183
 184   // Reserve some memory inside the render queue
 185   unsigned int* slot = mRenderQueue->ReserveMessageSlot( updateBufferIndex, sizeof( DerivedType ) );
 186
 187   // Construct message in the render queue memory; note that delete should not be called on the return value
 188   new (slot) DerivedType( this, &Shader::SetGeometryHints, hint );
 189 }
 190
 191 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 192 // The following methods are called during RenderManager::Render()
 193 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 194
 195 void Shader::SetTextureId( Integration::ResourceId textureId )
 196 {
 197   if ( mRenderTextureId != textureId )
 198   {
 199     mRenderTextureId = textureId;
 200     mTexture = NULL;
 201   }
 202 }
 203
 204 Integration::ResourceId Shader::GetTextureIdToRender()
 205 {
 206   return mRenderTextureId;
 207 }
 208
 209 void Shader::SetGridDensity( float density )
 210 {
 211   mGridDensity = density;
 212 }
 213
 214 float Shader::GetGridDensity()
 215 {
 216   return mGridDensity;
 217 }
 218
 219 void Shader::InstallUniformMetaInRender( UniformMeta* meta )
 220 {
 221   mUniformMetadata.PushBack( meta );
 222 }
 223
 224 void Shader::SetProgram( GeometryType geometryType,
 225                          ShaderSubTypes subType,
 226                          Integration::ResourceId resourceId,
 227                          Integration::ShaderDataPtr shaderData,
 228                          Context* context,
 229                          bool modifiesGeometry )
 230 {
 231   DALI_LOG_TRACE_METHOD_FMT(Debug::Filter::gShader, "%d %d\n", (int)geometryType, resourceId);
 232
 233   bool precompiledBinary = shaderData->HasBinary();
 234
 235   Program* program = Program::New( resourceId, shaderData, *context, modifiesGeometry );
 236
 237   ShaderSubTypes theSubType = subType;
 238   if( subType == SHADER_SUBTYPE_ALL )
 239   {
 240     theSubType = SHADER_DEFAULT;
 241   }
 242
 243   const unsigned int geometryIndex = GetGeometryTypeIndex( geometryType );
 244   if(geometryType != GEOMETRY_TYPE_TEXT && subType == SHADER_SUBTYPE_ALL)
 245   {
 246     mPrograms[geometryIndex].Resize(1);
 247     mPrograms[geometryIndex][theSubType] = program;
 248     mPrograms[geometryIndex].mUseDefaultForAllSubtypes = true;
 249   }
 250   else
 251   {
 252     mPrograms[geometryIndex][theSubType] = program;
 253     mPrograms[geometryIndex].mUseDefaultForAllSubtypes = false;
 254   }
 255
 256   if( !precompiledBinary )
 257   {
 258     // The binary will have been compiled/linked during Program::New(), so save it
 259     if( shaderData->HasBinary() )
 260     {
 261       DALI_ASSERT_DEBUG( mPostProcessDispatcher != NULL );
 262       ResourcePostProcessRequest request( resourceId, ResourcePostProcessRequest::SAVE );
 263       mPostProcessDispatcher->DispatchPostProcessRequest( request );
 264     }
 265   }
 266 }
 267
 268 bool Shader::AreSubtypesRequired(GeometryType geometryType)
 269 {
 270   DALI_ASSERT_DEBUG(geometryType < GEOMETRY_TYPE_LAST);
 271   unsigned int programType = GetGeometryTypeIndex( geometryType );
 272
 273   return ! mPrograms[ programType ].mUseDefaultForAllSubtypes;
 274 }
 275
 276 Program* Shader::GetProgram( Context& context,
 277                              GeometryType type,
 278                              ShaderSubTypes subType,
 279                              unsigned int& programIndex )
 280 {
 281   DALI_ASSERT_DEBUG(type < GEOMETRY_TYPE_LAST);
 282   DALI_DEBUG_OSTREAM(debugStream);
 283
 284   programIndex = GetGeometryTypeIndex( type );
 285
 286   DALI_ASSERT_DEBUG((unsigned int)subType < mPrograms[ programIndex ].Count());
 287
 288   return mPrograms[ programIndex ][ subType ];
 289 }
 290
 291
 292 void Shader::SetUniforms( Context& context,
 293                           Program& program,
 294                           BufferIndex bufferIndex,
 295                           unsigned int programIndex,
 296                           ShaderSubTypes subType )
 297 {
 298   DALI_ASSERT_DEBUG( programIndex < Log<GEOMETRY_TYPE_LAST>::value );
 299   DALI_DEBUG_OSTREAM(debugStream);
 300
 301   if( mRenderTextureId && ( mTexture == NULL ) )
 302   {
 303     mTexture = mTextureCache->GetTexture( mRenderTextureId );
 304
 305     DALI_ASSERT_DEBUG( mTexture != NULL );
 306   }
 307
 308   GLint loc = Program::UNIFORM_UNKNOWN;
 309
 310   if( mTexture )
 311   {
 312     // got effect texture, bind it to texture unit 1
 313     mTextureCache->BindTexture( mTexture, mRenderTextureId, GL_TEXTURE_2D, TextureUnitAsGLenum( TEXTURE_UNIT_SHADER ) );
 314
 315     // Just apply the default sampling options for now
 316     mTexture->ApplySampler( ImageSampler::PackBitfield( FilterMode::DEFAULT, FilterMode::DEFAULT ) );
 317
 318     // get effect sampler uniform
 319     const GLint loc = program.GetUniformLocation( Program::UNIFORM_EFFECT_SAMPLER );
 320     if( Program::UNIFORM_UNKNOWN != loc )
 321     {
 322       DALI_PRINT_UNIFORM( debugStream, bufferIndex, "sEffect", TEXTURE_UNIT_SHADER );
 323       // set the uniform
 324       program.SetUniform1i( loc, TEXTURE_UNIT_SHADER );
 325     }
 326   }
 327
 328   // We should have one UniformMeta per uniform property
 329   for ( unsigned int i = 0u; i < mUniformMetadata.Count(); ++i )
 330   {
 331     UniformMeta& metadata = *mUniformMetadata[i];
 332     const PropertyBase& property = metadata.property;
 333
 334     // send the updated uniform to the program
 335     if ( metadata.name.length() > 0 )
 336     {
 337       // 0 means program has not got a cache index for this uniform
 338       if( 0 == metadata.cacheIndeces[ programIndex ][ subType ] )
 339       {
 340         // register cacheindex for this program
 341         metadata.cacheIndeces[ programIndex ][ subType ] = program.RegisterUniform( metadata.name );
 342       }
 343       loc = program.GetUniformLocation( metadata.cacheIndeces[ programIndex ][ subType ] );
 344
 345       // if we find uniform with location
 346       if ( Program::UNIFORM_UNKNOWN != loc )
 347       {
 348         DALI_PRINT_CUSTOM_UNIFORM( debugStream, bufferIndex, metadata.name, property );
 349
 350         // switch based on property type to use correct GL uniform setter
 351         switch ( property.GetType() )
 352         {
 353           case Property::FLOAT :
 354           {
 355             program.SetUniform1f( loc, property.GetFloat( bufferIndex ) );
 356             break;
 357           }
 358           case Property::INTEGER :
 359           {
 360             program.SetUniform1i( loc, property.GetInteger( bufferIndex ) );
 361             break;
 362           }
 363           case Property::VECTOR2 :
 364           {
 365             Vector2 value( property.GetVector2( bufferIndex ) );
 366
 367             switch ( metadata.coordinateType )
 368             {
 369               case Dali::ShaderEffect::COORDINATE_TYPE_VIEWPORT_POSITION :
 370               {
 371                 /**
 372                  * Convert coordinates from viewport to GL view space
 373                  *
 374                  * Viewport coordinate
 375                  * (0,0)
 376                  *      +-----+
 377                  *      |     |
 378                  *      |     |
 379                  *      +-----+
 380                  *             (width,height)
 381                  *
 382                  * GL view space coordinates
 383                  * (width/2,-height/2)
 384                  *      +-----+
 385                  *      |     |
 386                  *      |     |
 387                  *      +-----+
 388                  *             (-width/2,height/2)
 389                  **/
 390                 const Rect< int >& viewport = context.GetViewport();
 391                 value.x = viewport.width * 0.5f - value.x;
 392                 value.y = value.y - viewport.height * 0.5f;
 393
 394                 break;
 395               }
 396               case Dali::ShaderEffect::COORDINATE_TYPE_VIEWPORT_DIRECTION :
 397               {
 398                 // Check diagram in COORDINATE_TYPE_VIEWPORT_POSITION
 399                 value.x *= -1.0f;
 400                 break;
 401               }
 402               case Dali::ShaderEffect::COORDINATE_TYPE_TEXTURE_POSITION :
 403               {
 404                 if ( mTexture )
 405                 {
 406                   UvRect textureArea;
 407                   mTexture->GetTextureCoordinates( textureArea );
 408
 409                   //TODO: this only works for textures that are mapped as a axis aligned rectangle
 410                   float width = textureArea.u2 - textureArea.u0;
 411                   float height = textureArea.v2 - textureArea.v0;
 412                   value.x = textureArea.u0 + value.x * width;
 413                   value.y = textureArea.v0 + value.y * height;
 414                 }
 415                 break;
 416               }
 417               case Dali::ShaderEffect::COORDINATE_TYPE_DEFAULT :
 418               {
 419                 // nothing to do in this case
 420                 break;
 421               }
 422               // no default so compiler will warn if a case is not handled
 423             }
 424
 425             program.SetUniform2f( loc, value.x, value.y );
 426             break;
 427           }
 428
 429           case Property::VECTOR3 :
 430           {
 431             Vector3 value( property.GetVector3( bufferIndex ) );
 432             if( Dali::ShaderEffect::COORDINATE_TYPE_VIEWPORT_DIRECTION == metadata.coordinateType)
 433             {
 434               value.y *= -1.0f;
 435             }
 436
 437             program.SetUniform3f( loc, value.x, value.y, value.z );
 438             break;
 439           }
 440
 441           case Property::VECTOR4 :
 442           {
 443             Vector4 value( property.GetVector4( bufferIndex ) );
 444             if( Dali::ShaderEffect::COORDINATE_TYPE_VIEWPORT_DIRECTION == metadata.coordinateType)
 445             {
 446               value.y *= -1.0f;
 447             }
 448
 449             program.SetUniform4f( loc, value.x, value.y, value.z, value.w );
 450             break;
 451           }
 452
 453           case Property::MATRIX:
 454           {
 455             const Matrix& value = property.GetMatrix(bufferIndex);
 456             program.SetUniformMatrix4fv(loc, 1, value.AsFloat() );
 457             break;
 458           }
 459
 460           case Property::MATRIX3:
 461           {
 462             const Matrix3& value = property.GetMatrix3(bufferIndex);
 463             program.SetUniformMatrix3fv(loc, 1, value.AsFloat() );
 464             break;
 465           }
 466
 467           default :
 468           {
 469             // Only float and Vector properties are passed as uniforms; other types are ignored.
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