dali-scene3d/public-api/loader/material-definition.h

   1 #ifndef DALI_SCENE3D_LOADER_MATERIAL_DEFINITION_H
   2 #define DALI_SCENE3D_LOADER_MATERIAL_DEFINITION_H
   3 /*
   4  * Copyright (c) 2022 Samsung Electronics Co., Ltd.
   5  *
   6  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   7  * you may not use this file except in compliance with the License.
   8  * You may obtain a copy of the License at
   9  *
  10  * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  11  *
  12  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  13  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  14  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  15  * See the License for the specific language governing permissions and
  16  * limitations under the License.
  17  *
  18  */
  19
  20 // INTERNAL INCLUDES
  21 #include "dali-scene3d/public-api/api.h"
  22 #include "dali-scene3d/public-api/loader/environment-definition.h"
  23 #include "dali-scene3d/public-api/loader/index.h"
  24 #include "dali-scene3d/public-api/loader/utils.h"
  25
  26 // EXTERNAL INCLUDES
  27 #include <cmath>
  28 #include "dali/public-api/common/vector-wrapper.h"
  29 #include "dali/public-api/math/vector4.h"
  30
  31 namespace Dali
  32 {
  33 namespace Scene3D
  34 {
  35 namespace Loader
  36 {
  37 /**
  38  * @brief Helper enum for encoding and decoding sampler states.
  39  */
  40 struct DALI_SCENE3D_API SamplerFlags
  41 {
  42   using Type = uint8_t;
  43
  44   enum Values : Type
  45   {
  46     // Filter - 3 bits
  47     FILTER_NEAREST        = 0,
  48     FILTER_LINEAR         = NthBit(0),
  49     FILTER_MIPMAP_NEAREST = NthBit(1),
  50     FILTER_MIPMAP_LINEAR  = NthBit(2),
  51
  52     // Wrap - 2 bits
  53     WRAP_REPEAT = 0,
  54     WRAP_CLAMP  = NthBit(0),
  55     WRAP_MIRROR = NthBit(1),
  56
  57     // Layout - apply shift, then mask
  58     FILTER_MIN_BITS = 3,
  59     FILTER_MIN_MASK = NthBit(FILTER_MIN_BITS) - 1,
  60
  61     FILTER_MAG_BITS  = 1,
  62     FILTER_MAG_SHIFT = FILTER_MIN_BITS,
  63     FILTER_MAG_MASK  = NthBit(FILTER_MAG_BITS) - 1,
  64
  65     WRAP_S_BITS  = 2,
  66     WRAP_S_SHIFT = FILTER_MAG_SHIFT + FILTER_MAG_BITS,
  67     WRAP_S_MASK  = NthBit(WRAP_S_BITS) - 1,
  68
  69     WRAP_T_BITS  = 2,
  70     WRAP_T_SHIFT = WRAP_S_SHIFT + WRAP_S_BITS,
  71     WRAP_T_MASK  = NthBit(WRAP_T_BITS) - 1,
  72
  73     // Diagnostics
  74     MIPMAP_MASK = FILTER_MIPMAP_LINEAR | FILTER_MIPMAP_NEAREST,
  75
  76     // Default
  77     DEFAULT = FILTER_LINEAR | (FILTER_LINEAR << FILTER_MAG_SHIFT) | (WRAP_REPEAT << WRAP_S_SHIFT) | (WRAP_REPEAT << WRAP_T_SHIFT), // LINEAR filters, REPEAT wraps
  78   };
  79
  80   /**
  81    * @return SamplerFlags bit pattern calculated from the given Dali Sampler settings.
  82    */
  83   static Type Encode(FilterMode::Type minFilter, FilterMode::Type magFilter, WrapMode::Type wrapS, WrapMode::Type wrapT);
  84
  85   /**
  86    * @brief Decodes the minification filter patter of @a flags into the corresponding FilterMode.
  87    */
  88   static FilterMode::Type GetMinFilter(Type flags);
  89
  90   /**
  91    * @brief Decodes the magnification filter patter of @a flags into the corresponding FilterMode.
  92    */
  93   static FilterMode::Type GetMagFilter(Type flags);
  94
  95   /**
  96    * @brief Decodes the horizontal wrap pattern of @a flags into the corresponding WrapMode.
  97    */
  98   static WrapMode::Type GetWrapS(Type flags);
  99
 100   /**
 101    * @brief Decodes the vertical wrap pattern of @a flags into the corresponding WrapMode.
 102    */
 103   static WrapMode::Type GetWrapT(Type flags);
 104
 105   /**
 106    * @brief Creates a Sampler with the settings encoded in @a flags.
 107    */
 108   static Sampler MakeSampler(Type flags);
 109 };
 110
 111 /**
 112  * @brief Defines a texture from a combination of an image URI and its sampler definition.
 113  */
 114 struct DALI_SCENE3D_API TextureDefinition
 115 {
 116   std::string        mImageUri;
 117   SamplerFlags::Type mSamplerFlags;
 118
 119   TextureDefinition(const std::string& imageUri = "", SamplerFlags::Type samplerFlags = SamplerFlags::DEFAULT);
 120 };
 121
 122 /**
 123  * @brief Defines a material with a number of texture stages, whether mipmappping
 124  *  is enabled, and an index of an environment (usually of all environments in a
 125  *  scene). Textures from the environment are added last when the DALi TextureSet
 126  *  is being created.
 127  */
 128 struct DALI_SCENE3D_API MaterialDefinition
 129 {
 130   enum Flags : uint32_t
 131   {
 132     // Texture semantics
 133     ALBEDO         = NthBit(0),
 134     METALLIC       = NthBit(1),
 135     ROUGHNESS      = NthBit(2),
 136     NORMAL         = NthBit(3),
 137     EMISSIVE       = NthBit(4),
 138     OCCLUSION      = NthBit(5),
 139     SPECULAR       = NthBit(6),
 140     SPECULAR_COLOR = NthBit(7),
 141     SUBSURFACE     = NthBit(8), // Note: dli-only
 142
 143     // Other binary options
 144     TRANSPARENCY  = NthBit(20),
 145     GLTF_CHANNELS = NthBit(21), // https://github.com/KhronosGroup/glTF/tree/master/specification/2.0#pbrmetallicroughnessmetallicroughnesstexture
 146
 147     // Alpha cutoff - reserved from the 24th bit
 148     ALPHA_CUTOFF_BITS  = 8,
 149     ALPHA_CUTOFF_SHIFT = sizeof(uint32_t) * 8 - ALPHA_CUTOFF_BITS,
 150     ALPHA_CUTOFF_MASK  = (1 << ALPHA_CUTOFF_BITS) - 1,
 151   };
 152
 153   /**
 154    * @brief A(n image based) texture that's used in a material.
 155    */
 156   struct TextureStage
 157   {
 158     uint32_t          mSemantic;
 159     TextureDefinition mTexture;
 160   };
 161
 162   using Vector = std::vector<std::pair<MaterialDefinition, TextureSet>>;
 163
 164   struct RawData
 165   {
 166     struct TextureData
 167     {
 168       PixelData          mPixels;
 169       SamplerFlags::Type mSamplerFlags;
 170     };
 171
 172     std::vector<TextureData> mTextures;
 173   };
 174
 175   MaterialDefinition() = default;
 176
 177   MaterialDefinition(const MaterialDefinition&) = delete;
 178   MaterialDefinition& operator=(const MaterialDefinition&) = delete;
 179
 180   MaterialDefinition(MaterialDefinition&&) = default;
 181   MaterialDefinition& operator=(MaterialDefinition&&) = default;
 182
 183   /**
 184    * @brief Loads (or, in the case of solid color materials, creates) raw pixel data,
 185    *  which is then returned.
 186    * @note This may be called from any thread.
 187    */
 188   RawData LoadRaw(const std::string& imagesPath) const;
 189
 190   /**
 191    * @brief Creates Textures from the pixel data in @a raw, gets the
 192    *  the cube maps from the iEnvironment'th element of @a environments,
 193    *  then creates a DALi TextureSet and returns it.
 194    * @note This must be called from the event thread.
 195    * @note The textures are added in the following order: 2D, cube maps.
 196    */
 197   TextureSet Load(const EnvironmentDefinition::Vector& environments, RawData&& raw) const;
 198
 199   /**
 200    * @brief Checks if the given mask matches any of the textures defined.
 201    */
 202   bool CheckTextures(uint32_t flags) const;
 203
 204   /**
 205    * @return The alpha test reference value.
 206    * @note A value of 0.f means no alpha testing.
 207    */
 208   float GetAlphaCutoff() const
 209   {
 210     return ((mFlags >> ALPHA_CUTOFF_SHIFT) & ALPHA_CUTOFF_MASK) / 255.f;
 211   }
 212
 213   /**
 214    * @brief Encodes the alpha test reference @a value in flags.
 215    * @note A value of 0.f means no alpha testing.
 216    */
 217   void SetAlphaCutoff(float value)
 218   {
 219     DALI_ASSERT_DEBUG(value >= 0.f && value <= 1.f);
 220     mFlags |= static_cast<uint8_t>(std::round(value * 255.f)) << ALPHA_CUTOFF_SHIFT;
 221   }
 222
 223 public: // DATA
 224   uint32_t mFlags = 0x0;
 225
 226   Index   mEnvironmentIdx      = 0;
 227   Vector4 mColor               = Color::WHITE;
 228   float   mMetallic            = 1.f;
 229   float   mRoughness           = 1.f;
 230   Vector4 mBaseColorFactor     = Vector4::ONE;
 231   float   mNormalScale         = 1.f;
 232   float   mOcclusionStrength   = 1.f;
 233   Vector3 mEmissiveFactor      = Vector3::ZERO;
 234   float   mDielectricSpecular  = 0.04f;
 235   float   mSpecularFactor      = 1.0f;
 236   Vector3 mSpecularColorFactor = Vector3::ONE;
 237
 238   // For the glTF, each of albedo, metallicRoughness, normal textures are not essential.
 239   bool mNeedAlbedoTexture            = true;
 240   bool mNeedMetallicRoughnessTexture = true;
 241   bool mNeedNormalTexture            = true;
 242   bool mDoubleSided                  = false;
 243
 244   std::vector<TextureStage> mTextureStages;
 245 };
 246
 247 } // namespace Loader
 248 } // namespace Scene3D
 249 } // namespace Dali
 250
 251 #endif //DALI_SCENE3D_LOADER_MATERIAL_DEFINITION_H