examples/opengl/hellowindow/hellowindow.cpp

   1 /****************************************************************************
   2 **
   3 ** Copyright (C) 2012 Digia Plc and/or its subsidiary(-ies).
   4 ** Contact: http://www.qt-project.org/legal
   5 **
   6 ** This file is part of the examples of the Qt Toolkit.
   7 **
   8 ** $QT_BEGIN_LICENSE:BSD$
   9 ** You may use this file under the terms of the BSD license as follows:
  10 **
  11 ** "Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12 ** modification, are permitted provided that the following conditions are
  13 ** met:
  14 **   * Redistributions of source code must retain the above copyright
  15 **     notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16 **   * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17 **     notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  18 **     the documentation and/or other materials provided with the
  19 **     distribution.
  20 **   * Neither the name of Digia Plc and its Subsidiary(-ies) nor the names
  21 **     of its contributors may be used to endorse or promote products derived
  22 **     from this software without specific prior written permission.
  23 **
  24 **
  25 ** THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  26 ** "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  27 ** LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  28 ** A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  29 ** OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  30 ** SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  31 ** LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  32 ** DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  33 ** THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  34 ** (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  35 ** OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE."
  36 **
  37 ** $QT_END_LICENSE$
  38 **
  39 ****************************************************************************/
  40
  41 #include "hellowindow.h"
  42
  43 #include <QOpenGLContext>
  44
  45 #include <QTimer>
  46
  47 #include <qmath.h>
  48
  49 Renderer::Renderer(const QSurfaceFormat &format, Renderer *share, QScreen *screen)
  50     : m_initialized(false)
  51     , m_format(format)
  52 {
  53     m_context = new QOpenGLContext(this);
  54     if (screen)
  55         m_context->setScreen(screen);
  56     m_context->setFormat(format);
  57     if (share)
  58         m_context->setShareContext(share->m_context);
  59     m_context->create();
  60 }
  61
  62 HelloWindow::HelloWindow(const QSharedPointer<Renderer> &renderer)
  63     : m_colorIndex(0), m_renderer(renderer), m_timer(0)
  64 {
  65     setSurfaceType(QWindow::OpenGLSurface);
  66     setWindowFlags(Qt::Window | Qt::WindowSystemMenuHint | Qt::WindowTitleHint | Qt::WindowMinMaxButtonsHint | Qt::WindowCloseButtonHint);
  67
  68     setGeometry(QRect(10, 10, 640, 480));
  69
  70     setFormat(renderer->format());
  71
  72     create();
  73
  74     connect(this, SIGNAL(needRender(QSurface *, const QColor &, const QSize &)),
  75             renderer.data(), SLOT(render(QSurface *, const QColor &, const QSize &)));
  76
  77     updateColor();
  78 }
  79
  80 void HelloWindow::exposeEvent(QExposeEvent *event)
  81 {
  82     Q_UNUSED(event);
  83
  84     render();
  85
  86     if (!m_timer) {
  87         m_timer = new QTimer(this);
  88         connect(m_timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(render()));
  89         m_timer->start(10);
  90     }
  91 }
  92
  93 void HelloWindow::mousePressEvent(QMouseEvent *)
  94 {
  95     updateColor();
  96 }
  97
  98 void HelloWindow::render()
  99 {
 100     emit needRender(this, m_color, size());
 101 }
 102
 103 void HelloWindow::updateColor()
 104 {
 105     QColor colors[] =
 106     {
 107         QColor(100, 255, 0),
 108         QColor(0, 100, 255)
 109     };
 110
 111     m_color = colors[m_colorIndex];
 112
 113     m_colorIndex++;
 114     if (m_colorIndex >= int(sizeof(colors) / sizeof(colors[0])))
 115         m_colorIndex = 0;
 116 }
 117
 118 void Renderer::render(QSurface *surface, const QColor &color, const QSize &viewSize)
 119 {
 120     if (!m_context->makeCurrent(surface))
 121         return;
 122
 123     if (!m_initialized) {
 124         initialize();
 125         m_initialized = true;
 126     }
 127
 128     glViewport(0, 0, viewSize.width(), viewSize.height());
 129
 130     glClearColor(0.1f, 0.1f, 0.2f, 1.0f);
 131     glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 132
 133     glFrontFace(GL_CW);
 134     glCullFace(GL_FRONT);
 135     glEnable(GL_CULL_FACE);
 136     glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 137
 138     QMatrix4x4 modelview;
 139     modelview.rotate(m_fAngle, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
 140     modelview.rotate(m_fAngle, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
 141     modelview.rotate(m_fAngle, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
 142     modelview.translate(0.0f, -0.2f, 0.0f);
 143
 144     m_program->bind();
 145     m_program->setUniformValue(matrixUniform, modelview);
 146     m_program->setUniformValue(colorUniform, color);
 147     paintQtLogo();
 148     m_program->release();
 149
 150     glDisable(GL_DEPTH_TEST);
 151     glDisable(GL_CULL_FACE);
 152
 153     m_context->swapBuffers(surface);
 154
 155     m_fAngle += 1.0f;
 156 }
 157
 158 void Renderer::paintQtLogo()
 159 {
 160     m_program->enableAttributeArray(normalAttr);
 161     m_program->enableAttributeArray(vertexAttr);
 162     m_program->setAttributeArray(vertexAttr, vertices.constData());
 163     m_program->setAttributeArray(normalAttr, normals.constData());
 164     glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, vertices.size());
 165     m_program->disableAttributeArray(normalAttr);
 166     m_program->disableAttributeArray(vertexAttr);
 167 }
 168
 169 void Renderer::initialize()
 170 {
 171     glClearColor(0.1f, 0.1f, 0.2f, 1.0f);
 172
 173     QOpenGLShader *vshader = new QOpenGLShader(QOpenGLShader::Vertex, this);
 174     const char *vsrc =
 175         "attribute highp vec4 vertex;\n"
 176         "attribute mediump vec3 normal;\n"
 177         "uniform mediump mat4 matrix;\n"
 178         "uniform lowp vec4 sourceColor;\n"
 179         "varying mediump vec4 color;\n"
 180         "void main(void)\n"
 181         "{\n"
 182         "    vec3 toLight = normalize(vec3(0.0, 0.3, 1.0));\n"
 183         "    float angle = max(dot(normal, toLight), 0.0);\n"
 184         "    vec3 col = sourceColor.rgb;\n"
 185         "    color = vec4(col * 0.2 + col * 0.8 * angle, 1.0);\n"
 186         "    color = clamp(color, 0.0, 1.0);\n"
 187         "    gl_Position = matrix * vertex;\n"
 188         "}\n";
 189     vshader->compileSourceCode(vsrc);
 190
 191     QOpenGLShader *fshader = new QOpenGLShader(QOpenGLShader::Fragment, this);
 192     const char *fsrc =
 193         "varying mediump vec4 color;\n"
 194         "void main(void)\n"
 195         "{\n"
 196         "    gl_FragColor = color;\n"
 197         "}\n";
 198     fshader->compileSourceCode(fsrc);
 199
 200     m_program = new QOpenGLShaderProgram(this);
 201     m_program->addShader(vshader);
 202     m_program->addShader(fshader);
 203     m_program->link();
 204
 205     vertexAttr = m_program->attributeLocation("vertex");
 206     normalAttr = m_program->attributeLocation("normal");
 207     matrixUniform = m_program->uniformLocation("matrix");
 208     colorUniform = m_program->uniformLocation("sourceColor");
 209
 210     m_fAngle = 0;
 211     createGeometry();
 212 }
 213
 214 void Renderer::createGeometry()
 215 {
 216     vertices.clear();
 217     normals.clear();
 218
 219     qreal x1 = +0.06f;
 220     qreal y1 = -0.14f;
 221     qreal x2 = +0.14f;
 222     qreal y2 = -0.06f;
 223     qreal x3 = +0.08f;
 224     qreal y3 = +0.00f;
 225     qreal x4 = +0.30f;
 226     qreal y4 = +0.22f;
 227
 228     quad(x1, y1, x2, y2, y2, x2, y1, x1);
 229     quad(x3, y3, x4, y4, y4, x4, y3, x3);
 230
 231     extrude(x1, y1, x2, y2);
 232     extrude(x2, y2, y2, x2);
 233     extrude(y2, x2, y1, x1);
 234     extrude(y1, x1, x1, y1);
 235     extrude(x3, y3, x4, y4);
 236     extrude(x4, y4, y4, x4);
 237     extrude(y4, x4, y3, x3);
 238
 239     const qreal Pi = 3.14159f;
 240     const int NumSectors = 100;
 241
 242     for (int i = 0; i < NumSectors; ++i) {
 243         qreal angle1 = (i * 2 * Pi) / NumSectors;
 244         qreal x5 = 0.30 * qSin(angle1);
 245         qreal y5 = 0.30 * qCos(angle1);
 246         qreal x6 = 0.20 * qSin(angle1);
 247         qreal y6 = 0.20 * qCos(angle1);
 248
 249         qreal angle2 = ((i + 1) * 2 * Pi) / NumSectors;
 250         qreal x7 = 0.20 * qSin(angle2);
 251         qreal y7 = 0.20 * qCos(angle2);
 252         qreal x8 = 0.30 * qSin(angle2);
 253         qreal y8 = 0.30 * qCos(angle2);
 254
 255         quad(x5, y5, x6, y6, x7, y7, x8, y8);
 256
 257         extrude(x6, y6, x7, y7);
 258         extrude(x8, y8, x5, y5);
 259     }
 260
 261     for (int i = 0;i < vertices.size();i++)
 262         vertices[i] *= 2.0f;
 263 }
 264
 265 void Renderer::quad(qreal x1, qreal y1, qreal x2, qreal y2, qreal x3, qreal y3, qreal x4, qreal y4)
 266 {
 267     vertices << QVector3D(x1, y1, -0.05f);
 268     vertices << QVector3D(x2, y2, -0.05f);
 269     vertices << QVector3D(x4, y4, -0.05f);
 270
 271     vertices << QVector3D(x3, y3, -0.05f);
 272     vertices << QVector3D(x4, y4, -0.05f);
 273     vertices << QVector3D(x2, y2, -0.05f);
 274
 275     QVector3D n = QVector3D::normal
 276         (QVector3D(x2 - x1, y2 - y1, 0.0f), QVector3D(x4 - x1, y4 - y1, 0.0f));
 277
 278     normals << n;
 279     normals << n;
 280     normals << n;
 281
 282     normals << n;
 283     normals << n;
 284     normals << n;
 285
 286     vertices << QVector3D(x4, y4, 0.05f);
 287     vertices << QVector3D(x2, y2, 0.05f);
 288     vertices << QVector3D(x1, y1, 0.05f);
 289
 290     vertices << QVector3D(x2, y2, 0.05f);
 291     vertices << QVector3D(x4, y4, 0.05f);
 292     vertices << QVector3D(x3, y3, 0.05f);
 293
 294     n = QVector3D::normal
 295         (QVector3D(x2 - x4, y2 - y4, 0.0f), QVector3D(x1 - x4, y1 - y4, 0.0f));
 296
 297     normals << n;
 298     normals << n;
 299     normals << n;
 300
 301     normals << n;
 302     normals << n;
 303     normals << n;
 304 }
 305
 306 void Renderer::extrude(qreal x1, qreal y1, qreal x2, qreal y2)
 307 {
 308     vertices << QVector3D(x1, y1, +0.05f);
 309     vertices << QVector3D(x2, y2, +0.05f);
 310     vertices << QVector3D(x1, y1, -0.05f);
 311
 312     vertices << QVector3D(x2, y2, -0.05f);
 313     vertices << QVector3D(x1, y1, -0.05f);
 314     vertices << QVector3D(x2, y2, +0.05f);
 315
 316     QVector3D n = QVector3D::normal
 317         (QVector3D(x2 - x1, y2 - y1, 0.0f), QVector3D(0.0f, 0.0f, -0.1f));
 318
 319     normals << n;
 320     normals << n;
 321     normals << n;
 322
 323     normals << n;
 324     normals << n;
 325     normals << n;
 326 }