dali-toolkit/internal/controls/bubble-effect/bubble-emitter-impl.cpp

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2016 Samsung Electronics Co., Ltd.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at
   7  *
   8  * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  *
  16  */
  17
  18 // CLASS HEADER
  19 #include "bubble-emitter-impl.h"
  20
  21 // EXTERNAL INCLUDES
  22 #include <dali/public-api/animation/animation.h>
  23 #include <dali/public-api/render-tasks/render-task-list.h>
  24 #include <dali/public-api/rendering/texture.h>
  25 #include <dali/public-api/rendering/shader.h>
  26
  27 // INTERNAL INCLUDES
  28 #include <dali-toolkit/internal/controls/bubble-effect/bubble-effect.h>
  29 #include <dali-toolkit/internal/controls/bubble-effect/bubble-renderer.h>
  30
  31 namespace
  32 {
  33 struct Vertex
  34 {
  35   Vertex()
  36   : index( 0.0f ), position(), textureCoord()
  37   {
  38   }
  39
  40   Vertex( float index, const Dali::Vector2& position, const Dali::Vector2& textureCoord )
  41   : index( index ), position( position ), textureCoord( textureCoord )
  42   {
  43   }
  44
  45   float index;
  46   Dali::Vector2 position;
  47   Dali::Vector2 textureCoord;
  48 };
  49
  50 /**
  51  * Return a random value between the given interval.
  52  * @param[in] f0 The low bound
  53  * @param[in] f1 The up bound
  54  * @param[in] seed The seed to genergate random number
  55  * @return A random value between the given interval
  56  */
  57 float RandomRange(float f0, float f1, unsigned int& seed)
  58 {
  59   return f0 + (rand_r( &seed ) & 0xfff) * (f1-f0) * (1.0f/4095.0f);
  60 }
  61
  62 const char* VERTEX_SHADER = DALI_COMPOSE_SHADER(
  63   attribute mediump vec2 aPosition;\n
  64   attribute mediump vec2 aTexCoord;\n
  65   uniform mediump vec3 uSize;\n
  66   uniform mediump mat4 uMvpMatrix;\n
  67   varying mediump vec2 vTexCoord;\n
  68   \n
  69
  70   void main()\n
  71   {\n
  72     gl_Position = uMvpMatrix * vec4(aPosition*uSize.xy,0.0,1.0);
  73     vTexCoord = aTexCoord;\n
  74   }\n
  75 );
  76
  77 const char* FRAGMENT_SHADER = DALI_COMPOSE_SHADER(
  78     precision highp float;\n
  79     uniform vec3 uHSVDelta;\n
  80     varying mediump vec2 vTexCoord;\n
  81     uniform sampler2D sTexture;\n
  82     float rand(vec2 co) \n
  83     {\n
  84       return fract(sin(dot(co.xy ,vec2(12.9898,78.233))) * 43758.5453); \n}
  85     \n
  86     vec3 rgb2hsv(vec3 c)\n
  87     {\n
  88       vec4 K = vec4(0.0, -1.0 / 3.0, 2.0 / 3.0, -1.0);\n
  89       vec4 p = mix(vec4(c.bg, K.wz), vec4(c.gb, K.xy), step(c.b, c.g));\n
  90       vec4 q = mix(vec4(p.xyw, c.r), vec4(c.r, p.yzx), step(p.x, c.r));\n
  91       \n
  92       float d = q.x - min(q.w, q.y);\n
  93       float e = 1.0e-10;\n
  94       return vec3(abs(q.z + (q.w - q.y) / (6.0 * d + e)), d / (q.x + e), q.x);\n
  95     }\n
  96     vec3 hsv2rgb(vec3 c)\n
  97     {\n
  98       vec4 K = vec4(1.0, 2.0 / 3.0, 1.0 / 3.0, 3.0);\n
  99       vec3 p = abs(fract(c.xxx + K.xyz) * 6.0 - K.www);\n
 100       return c.z * mix(K.xxx, clamp(p - K.xxx, 0.0, 1.0), c.y);\n
 101     }\n
 102     void main() {\n
 103       vec4 color = texture2D(sTexture, vTexCoord); \n
 104       vec3 hsvColor = rgb2hsv( color.rgb );\n
 105       // modify the hsv Value
 106       hsvColor += uHSVDelta * rand(vTexCoord); \n
 107       // if the new vale exceeds one, then decrease it
 108       hsvColor -= max(hsvColor*2.0 - vec3(2.0), 0.0);\n
 109       // if the new vale drops below zero, then increase it
 110       hsvColor -= min(hsvColor*2.0, 0.0);\n
 111       color = vec4( hsv2rgb( hsvColor ), 1.0 ); \n
 112       gl_FragColor = color; \n
 113     }\n
 114   );
 115
 116 Dali::Geometry CreateTexturedQuad()
 117 {
 118   struct Vertex
 119   {
 120     Dali::Vector2 position;
 121     Dali::Vector2 texCoord;
 122   };
 123
 124   static const Vertex data[] = {{ Dali::Vector2( -0.5f, -0.5f ), Dali::Vector2( 0.0f, 0.0f ) },
 125                                 { Dali::Vector2(  0.5f, -0.5f ), Dali::Vector2( 1.0f, 0.0f ) },
 126                                 { Dali::Vector2( -0.5f,  0.5f ), Dali::Vector2( 0.0f, 1.0f ) },
 127                                 { Dali::Vector2(  0.5f,  0.5f ), Dali::Vector2( 1.0f, 1.0f ) }};
 128
 129   //Create a vertex buffer for vertex positions and texture coordinates
 130   Dali::PropertyBuffer vertexBuffer = Dali::PropertyBuffer::New( Dali::Property::Map()
 131                                               .Add( "aPosition", Dali::Property::VECTOR2 )
 132                                               .Add( "aTexCoord", Dali::Property::VECTOR2 ) );
 133   vertexBuffer.SetData( data, 4u );
 134
 135   //Create the geometry
 136   Dali::Geometry geometry = Dali::Geometry::New();
 137   geometry.AddVertexBuffer( vertexBuffer );
 138   geometry.SetType(Dali::Geometry::TRIANGLE_STRIP );
 139
 140   return geometry;
 141 }
 142
 143 }
 144
 145 namespace Dali
 146 {
 147
 148 namespace Toolkit
 149 {
 150
 151 namespace Internal
 152 {
 153 BubbleEmitter::BubbleEmitter( const Vector2& movementArea,
 154                               Texture shapeTexture,
 155                               unsigned int maximumNumberOfBubble,
 156                               const Vector2& bubbleSizeRange )
 157 : Control( ControlBehaviour( CONTROL_BEHAVIOUR_DEFAULT ) ),
 158   mShapeTexture( shapeTexture ),
 159   mMovementArea( movementArea ),
 160   mBubbleSizeRange( bubbleSizeRange ),
 161   mDensity( 5 ),
 162   mTotalNumOfBubble( maximumNumberOfBubble ),
 163   mCurrentBubble( 0 ),
 164   mRandomSeed( 0 ),
 165   mRenderTaskRunning(false)
 166 {
 167   // Calculate how many shaders are required
 168   if( mTotalNumOfBubble>100 )
 169   {
 170     mNumBubblePerRenderer = 100;
 171     mNumRenderer = mTotalNumOfBubble / 100;
 172     if( mNumRenderer*mNumBubblePerRenderer < mTotalNumOfBubble )
 173     {
 174       mNumRenderer++;
 175       mNumBubblePerRenderer =  mTotalNumOfBubble / mNumRenderer+1;
 176       mTotalNumOfBubble = mNumRenderer * mNumBubblePerRenderer;
 177     }
 178   }
 179   else
 180   {
 181     mNumBubblePerRenderer = mTotalNumOfBubble;
 182     mNumRenderer = 1;
 183   }
 184
 185   mRandomSeed = time( NULL );
 186 }
 187
 188 BubbleEmitter::~BubbleEmitter()
 189 {
 190 }
 191
 192 Toolkit::BubbleEmitter BubbleEmitter::New( const Vector2& winSize,
 193                                            Texture shapeTexture,
 194                                            unsigned int maximumNumberOfBubble,
 195                                            const Vector2& bubbleSizeRange )
 196 {
 197   // Create the implementation
 198    IntrusivePtr<BubbleEmitter> internalBubbleEmitter ( new BubbleEmitter( winSize, shapeTexture,
 199                                                             maximumNumberOfBubble,bubbleSizeRange ) );
 200
 201   // Pass ownership to Toolkit::BubbleEmitter handle
 202   Toolkit::BubbleEmitter bubbleEmitter( *internalBubbleEmitter );
 203
 204   //Second phase of implementeation : Initialization
 205   internalBubbleEmitter->OnInitialize();
 206
 207   return bubbleEmitter;
 208 }
 209
 210 void BubbleEmitter::OnInitialize()
 211 {
 212   // Create the root actor, all the meshActor should be its children
 213   mBubbleRoot = Actor::New();
 214   mBubbleRoot.SetSize(mMovementArea);
 215
 216   // Prepare the frame buffer to store the color adjusted background texture
 217   Vector2 imageSize = Vector2( mMovementArea.width/4.f, mMovementArea.height/4.f );
 218   mFrameBuffer = FrameBuffer::New( imageSize.x, imageSize.y, 0 );
 219   mEffectTexture = Texture::New( TextureType::TEXTURE_2D, Pixel::RGBA8888, imageSize.x, imageSize.y );
 220   mFrameBuffer.AttachColorTexture( mEffectTexture );
 221
 222   // Generate the geometry, which is used by all bubbleActors
 223   mMeshGeometry =  CreateGeometry( mNumBubblePerRenderer*mDensity );
 224
 225   Shader bubbleShader = CreateBubbleShader( mNumBubblePerRenderer );
 226
 227   mTextureSet = TextureSet::New();
 228   mTextureSet.SetTexture( 0u, mEffectTexture );
 229   mTextureSet.SetTexture( 1u, mShapeTexture );
 230
 231   // Create the renderers to render the bubbles
 232   mBubbleRenderers.resize( mNumRenderer );
 233   for(unsigned int i=0; i < mNumRenderer; i++ )
 234   {
 235     mBubbleRenderers[i].Initialize( mNumBubblePerRenderer, mMovementArea, mMeshGeometry, mTextureSet, bubbleShader );
 236     mBubbleRoot.AddRenderer( mBubbleRenderers[i].GetRenderer() );
 237   }
 238
 239   // Create a cameraActor for the off screen render task.
 240   mCameraActor = CameraActor::New(mMovementArea);
 241   mCameraActor.SetParentOrigin(ParentOrigin::CENTER);
 242
 243   Stage stage = Stage::GetCurrent();
 244
 245   stage.Add(mCameraActor);
 246   stage.ContextRegainedSignal().Connect(this, &BubbleEmitter::OnContextRegained);
 247 }
 248
 249 Actor BubbleEmitter::GetRootActor()
 250 {
 251   return mBubbleRoot;
 252 }
 253
 254 void BubbleEmitter::SetBackground( Texture bgTexture, const Vector3& hsvDelta )
 255 {
 256   mBackgroundTexture = bgTexture;
 257   mHSVDelta = hsvDelta;
 258
 259   //Create RenderTask source actor
 260   Actor sourceActor = Actor::New();
 261   sourceActor.SetSize( mMovementArea );
 262   sourceActor.SetParentOrigin(ParentOrigin::CENTER);
 263   sourceActor.RegisterProperty( "uHSVDelta", hsvDelta );
 264   Stage::GetCurrent().Add( sourceActor );
 265
 266   //Create renderer
 267   Dali::Geometry geometry = CreateTexturedQuad();
 268   Shader shader = Shader::New( VERTEX_SHADER, FRAGMENT_SHADER );
 269   Renderer renderer = Renderer::New( geometry, shader );
 270   TextureSet textureSet = TextureSet::New();
 271   textureSet.SetTexture(0u, bgTexture );
 272   renderer.SetTextures( textureSet );
 273   sourceActor.AddRenderer( renderer );
 274
 275   RenderTaskList taskList = Stage::GetCurrent().GetRenderTaskList();
 276   RenderTask task = taskList.CreateTask();
 277   task.SetRefreshRate( RenderTask::REFRESH_ONCE );
 278   task.SetSourceActor( sourceActor );
 279   task.SetExclusive(true);
 280   task.SetCameraActor(mCameraActor);
 281   task.GetCameraActor().SetInvertYAxis(true);
 282   task.SetFrameBuffer( mFrameBuffer );
 283   task.FinishedSignal().Connect(this, &BubbleEmitter::OnRenderFinished);
 284   mRenderTaskRunning = true;
 285 }
 286
 287 void BubbleEmitter::SetBubbleShape( Texture shapeTexture )
 288 {
 289   mTextureSet.SetTexture( 1, shapeTexture );
 290 }
 291
 292 void BubbleEmitter::SetBubbleScale( float scale )
 293 {
 294   for(unsigned int i=0; i < mNumRenderer; i++ )
 295   {
 296     mBubbleRenderers[i].SetDynamicScale( scale );
 297   }
 298 }
 299
 300 void BubbleEmitter::SetBubbleDensity( unsigned int density )
 301 {
 302   DALI_ASSERT_ALWAYS( density>0 && density<=9 && " Only densities between 1 to 9 are valid " );
 303
 304   if( density == mDensity )
 305   {
 306     return;
 307   }
 308   else
 309   {
 310     mDensity = density;
 311     mMeshGeometry =  CreateGeometry( mNumBubblePerRenderer*mDensity );
 312     for(unsigned int i=0; i < mNumRenderer; i++ )
 313     {
 314       mBubbleRenderers[i].SetGeometry( mMeshGeometry );
 315     }
 316   }
 317 }
 318
 319 // clear the resources created for the off screen rendering
 320 void BubbleEmitter::OnRenderFinished(RenderTask& source)
 321 {
 322   mRenderTaskRunning = false;
 323   Actor sourceActor = source.GetSourceActor();
 324   Stage stage = Stage::GetCurrent();
 325   stage.Remove(sourceActor);
 326   stage.GetRenderTaskList().RemoveTask(source);
 327 }
 328
 329 void BubbleEmitter::OnContextRegained()
 330 {
 331   // Context was lost, so the framebuffer has been destroyed. Re-create render task
 332   // and trigger re-draw if not already running
 333   if( ! mRenderTaskRunning )
 334   {
 335     SetBackground( mBackgroundTexture, mHSVDelta );
 336   }
 337 }
 338
 339 void BubbleEmitter::EmitBubble( Animation& animation, const Vector2& emitPosition, const Vector2& direction, const Vector2& displacement )
 340 {
 341   unsigned int curUniform = mCurrentBubble  % mNumBubblePerRenderer;
 342   unsigned int groupIdx = mCurrentBubble / mNumBubblePerRenderer;
 343   SetBubbleParameter( mBubbleRenderers[groupIdx], curUniform, emitPosition - Vector2(mMovementArea.x*0.5f,mMovementArea.y*0.5f), direction, displacement);
 344   animation.AnimateTo( mBubbleRenderers[groupIdx].GetPercentageProperty(curUniform),
 345                        1.f, AlphaFunction::LINEAR );
 346
 347   mCurrentBubble = (mCurrentBubble + 1) % mTotalNumOfBubble;
 348 }
 349
 350 void BubbleEmitter::Restore()
 351 {
 352   for(unsigned int i=0; i < mNumRenderer; i++ )
 353   {
 354     mBubbleRenderers[i].ResetProperties();
 355   }
 356 }
 357
 358 Geometry BubbleEmitter::CreateGeometry( unsigned int numOfPatch )
 359 {
 360   unsigned int numVertex = numOfPatch*4u;
 361   Vector<Vertex> vertexData;
 362   vertexData.Reserve( numVertex );
 363
 364   unsigned int numIndex = numOfPatch*6u;
 365   Vector<unsigned short> indexData;
 366   indexData.Reserve( numIndex );
 367
 368   for(unsigned int i = 0; i < numOfPatch; i++)
 369   {
 370     float halfSize = RandomRange(mBubbleSizeRange.x, mBubbleSizeRange.y, mRandomSeed) * 0.5f;
 371
 372     float index = static_cast<float>( i );
 373     vertexData.PushBack( Vertex( index, Vector2(-halfSize,-halfSize),Vector2(0.f,0.f) ) );
 374     vertexData.PushBack( Vertex( index, Vector2(-halfSize, halfSize), Vector2(0.f,1.f) ) );
 375     vertexData.PushBack( Vertex( index, Vector2( halfSize, halfSize),  Vector2(1.f,1.f) ) );
 376     vertexData.PushBack( Vertex( index, Vector2( halfSize,-halfSize), Vector2(1.f,0.f) ) );
 377
 378     unsigned short idx = index * 4;
 379     indexData.PushBack( idx );
 380     indexData.PushBack( idx+1 );
 381     indexData.PushBack( idx+2 );
 382     indexData.PushBack( idx );
 383     indexData.PushBack( idx+2 );
 384     indexData.PushBack( idx+3 );
 385   }
 386
 387   Property::Map vertexFormat;
 388   vertexFormat["aIndex"] = Property::FLOAT;
 389   vertexFormat["aPosition"] = Property::VECTOR2;
 390   vertexFormat["aTexCoord"] = Property::VECTOR2;
 391   PropertyBuffer vertices = PropertyBuffer::New( vertexFormat );
 392   vertices.SetData( &vertexData[0], numVertex );
 393
 394   Geometry geometry = Geometry::New();
 395   geometry.AddVertexBuffer( vertices );
 396   geometry.SetIndexBuffer( &indexData[0], numIndex );
 397
 398   return geometry;
 399 }
 400
 401 void BubbleEmitter::SetBubbleParameter( BubbleRenderer& bubbleRenderer, unsigned int curUniform,
 402                                         const Vector2& emitPosition, const Vector2& direction, const Vector2& displacement )
 403 {
 404   Vector2 dir(direction);
 405
 406   int halfRange = displacement.x / 2;
 407   // for the y coordinate, always negative, so bubbles always go upwards
 408   Vector2 randomVec( rand_r( &mRandomSeed ) % static_cast<int>(displacement.x) - halfRange, -rand_r( &mRandomSeed ) % static_cast<int>(displacement.y) );
 409   dir.Normalize();
 410   randomVec.x -= dir.x*halfRange;
 411   randomVec.y *= 1.0f - fabsf(dir.x)*0.33f;
 412
 413   if(randomVec.y > 0.0f)
 414   {
 415     randomVec.y *= 0.33f;
 416   }
 417   Vector4 startAndEndPos( emitPosition.x, emitPosition.y, emitPosition.x+randomVec.x, emitPosition.y+randomVec.y );
 418   bubbleRenderer.SetStartAndEndPosition( curUniform, startAndEndPos );
 419
 420   bubbleRenderer.SetPercentage( curUniform, 0.f);
 421 }
 422
 423 } // namespace Internal
 424
 425 } // namespace Toolkit
 426
 427 } // namespace Dali