added indirection cube map for shadowmapping and revised filtering modes
[xonotic/darkplaces.git] / render.h
1 /*
2 Copyright (C) 1996-1997 Id Software, Inc.
3
4 This program is free software; you can redistribute it and/or
5 modify it under the terms of the GNU General Public License
6 as published by the Free Software Foundation; either version 2
7 of the License, or (at your option) any later version.
8
9 This program is distributed in the hope that it will be useful,
10 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
12
13 See the GNU General Public License for more details.
14
15 You should have received a copy of the GNU General Public License
16 along with this program; if not, write to the Free Software
17 Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
18
19 */
20
21 #ifndef RENDER_H
22 #define RENDER_H
23
24 #include "svbsp.h"
25
26 // 1.0f / N table
27 extern float ixtable[4096];
28
29 // fog stuff
30 extern void FOG_clear(void);
31
32 // sky stuff
33 extern cvar_t r_sky;
34 extern cvar_t r_skyscroll1;
35 extern cvar_t r_skyscroll2;
36 extern int skyrendernow, skyrendermasked;
37 extern int R_SetSkyBox(const char *sky);
38 extern void R_SkyStartFrame(void);
39 extern void R_Sky(void);
40 extern void R_ResetSkyBox(void);
41
42 // SHOWLMP stuff (Nehahra)
43 extern void SHOWLMP_decodehide(void);
44 extern void SHOWLMP_decodeshow(void);
45 extern void SHOWLMP_drawall(void);
46
47 // render profiling stuff
48 extern int r_timereport_active;
49
50 // lighting stuff
51 extern cvar_t r_ambient;
52 extern cvar_t gl_flashblend;
53
54 // vis stuff
55 extern cvar_t r_novis;
56
57 extern cvar_t r_lerpsprites;
58 extern cvar_t r_lerpmodels;
59 extern cvar_t r_lerplightstyles;
60 extern cvar_t r_waterscroll;
61
62 extern cvar_t developer_texturelogging;
63
64 // shadow volume bsp struct with automatically growing nodes buffer
65 extern svbsp_t r_svbsp;
66
67 typedef struct rmesh_s
68 {
69         // vertices of this mesh
70         int maxvertices;
71         int numvertices;
72         float *vertex3f;
73         float *svector3f;
74         float *tvector3f;
75         float *normal3f;
76         float *texcoord2f;
77         float *texcoordlightmap2f;
78         float *color4f;
79         // triangles of this mesh
80         int maxtriangles;
81         int numtriangles;
82         int *element3i;
83         int *neighbor3i;
84         // snapping epsilon
85         float epsilon2;
86 }
87 rmesh_t;
88
89 // useful functions for rendering
90 void R_ModulateColors(float *in, float *out, int verts, float r, float g, float b);
91 void R_FillColors(float *out, int verts, float r, float g, float b, float a);
92 int R_Mesh_AddVertex3f(rmesh_t *mesh, const float *v);
93 void R_Mesh_AddPolygon3f(rmesh_t *mesh, int numvertices, float *vertex3f);
94 void R_Mesh_AddBrushMeshFromPlanes(rmesh_t *mesh, int numplanes, mplane_t *planes);
95
96 #define TOP_RANGE               16                      // soldier uniform colors
97 #define BOTTOM_RANGE    96
98
99 //=============================================================================
100
101 extern cvar_t r_nearclip;
102
103 // forces all rendering to draw triangle outlines
104 extern cvar_t r_showtris;
105 extern cvar_t r_shownormals;
106 extern cvar_t r_showlighting;
107 extern cvar_t r_showshadowvolumes;
108 extern cvar_t r_showcollisionbrushes;
109 extern cvar_t r_showcollisionbrushes_polygonfactor;
110 extern cvar_t r_showcollisionbrushes_polygonoffset;
111 extern cvar_t r_showdisabledepthtest;
112
113 //
114 // view origin
115 //
116 extern cvar_t r_drawentities;
117 extern cvar_t r_drawviewmodel;
118 extern cvar_t r_speeds;
119 extern cvar_t r_fullbright;
120 extern cvar_t r_wateralpha;
121 extern cvar_t r_dynamic;
122
123 void R_Init(void);
124 void R_UpdateVariables(void); // must call after setting up most of r_refdef, but before calling R_RenderView
125 void R_RenderView(void); // must set r_refdef and call R_UpdateVariables first
126
127 typedef enum r_refdef_scene_type_s {
128         RST_CLIENT,
129         RST_MENU,
130         RST_COUNT
131 } r_refdef_scene_type_t;
132
133 void R_SelectScene( r_refdef_scene_type_t scenetype );
134 r_refdef_scene_t * R_GetScenePointer( r_refdef_scene_type_t scenetype );
135
136 void R_SkinFrame_PrepareForPurge(void);
137 void R_SkinFrame_MarkUsed(skinframe_t *skinframe);
138 void R_SkinFrame_Purge(void);
139 // set last to NULL to start from the beginning
140 skinframe_t *R_SkinFrame_FindNextByName( skinframe_t *last, const char *name );
141 skinframe_t *R_SkinFrame_Find(const char *name, int textureflags, int comparewidth, int compareheight, int comparecrc, qboolean add);
142 skinframe_t *R_SkinFrame_LoadExternal(const char *name, int textureflags, qboolean complain);
143 skinframe_t *R_SkinFrame_LoadExternal_CheckAlpha(const char *name, int textureflags, qboolean complain, qboolean *has_alpha);
144 skinframe_t *R_SkinFrame_LoadInternalBGRA(const char *name, int textureflags, const unsigned char *skindata, int width, int height);
145 skinframe_t *R_SkinFrame_LoadInternalQuake(const char *name, int textureflags, int loadpantsandshirt, int loadglowtexture, const unsigned char *skindata, int width, int height);
146 skinframe_t *R_SkinFrame_LoadMissing(void);
147
148 void R_View_WorldVisibility(qboolean forcenovis);
149 void R_DrawDecals(void);
150 void R_DrawParticles(void);
151 void R_DrawExplosions(void);
152
153 #define gl_solid_format 3
154 #define gl_alpha_format 4
155
156 int R_CullBox(const vec3_t mins, const vec3_t maxs);
157 int R_CullBoxCustomPlanes(const vec3_t mins, const vec3_t maxs, int numplanes, const mplane_t *planes);
158
159 #include "r_modules.h"
160
161 #include "meshqueue.h"
162
163 #include "r_lerpanim.h"
164
165 extern cvar_t r_render;
166 extern cvar_t r_waterwarp;
167
168 extern cvar_t r_textureunits;
169 extern cvar_t r_glsl;
170 extern cvar_t r_glsl_offsetmapping;
171 extern cvar_t r_glsl_offsetmapping_reliefmapping;
172 extern cvar_t r_glsl_offsetmapping_scale;
173 extern cvar_t r_glsl_deluxemapping;
174
175 extern cvar_t gl_polyblend;
176 extern cvar_t gl_dither;
177
178 extern cvar_t cl_deathfade;
179
180 extern cvar_t r_smoothnormals_areaweighting;
181
182 extern cvar_t r_test;
183
184 #include "gl_backend.h"
185
186 extern rtexture_t *r_texture_blanknormalmap;
187 extern rtexture_t *r_texture_white;
188 extern rtexture_t *r_texture_grey128;
189 extern rtexture_t *r_texture_black;
190 extern rtexture_t *r_texture_notexture;
191 extern rtexture_t *r_texture_whitecube;
192 extern rtexture_t *r_texture_normalizationcube;
193 extern rtexture_t *r_texture_fogattenuation;
194 //extern rtexture_t *r_texture_fogintensity;
195
196 #define R_MAX_OCCLUSION_QUERIES 4096
197 extern unsigned int r_queries[R_MAX_OCCLUSION_QUERIES];
198 extern unsigned int r_numqueries;
199 extern unsigned int r_maxqueries;
200
201 void R_TimeReport(char *name);
202
203 // r_stain
204 void R_Stain(const vec3_t origin, float radius, int cr1, int cg1, int cb1, int ca1, int cr2, int cg2, int cb2, int ca2);
205
206 void R_CalcBeam_Vertex3f(float *vert, const vec3_t org1, const vec3_t org2, float width);
207 void R_DrawSprite(int blendfunc1, int blendfunc2, rtexture_t *texture, rtexture_t *fogtexture, qboolean depthdisable, qboolean depthshort, const vec3_t origin, const vec3_t left, const vec3_t up, float scalex1, float scalex2, float scaley1, float scaley2, float cr, float cg, float cb, float ca);
208
209 extern mempool_t *r_main_mempool;
210
211 typedef struct rsurfacestate_s
212 {
213         // processing buffers
214         int array_size;
215         float *array_modelvertex3f;
216         float *array_modelsvector3f;
217         float *array_modeltvector3f;
218         float *array_modelnormal3f;
219         float *array_deformedvertex3f;
220         float *array_deformedsvector3f;
221         float *array_deformedtvector3f;
222         float *array_deformednormal3f;
223         float *array_generatedtexcoordtexture2f;
224         float *array_color4f;
225         float *array_texcoord3f;
226
227         // current model array pointers
228         // these may point to processing buffers if model is animated,
229         // otherwise they point to static data.
230         // these are not directly used for rendering, they are just another level
231         // of processing
232         //
233         // these either point at array_model* buffers (if the model is animated)
234         // or the model->surfmesh.data_* buffers (if the model is not animated)
235         //
236         // these are only set when an entity render begins, they do not change on
237         // a per surface basis.
238         //
239         // this indicates the model* arrays are pointed at array_model* buffers
240         // (in other words, the model has been animated in software)
241         qboolean generatedvertex;
242         float *modelvertex3f;
243         int modelvertex3f_bufferobject;
244         size_t modelvertex3f_bufferoffset;
245         float *modelsvector3f;
246         int modelsvector3f_bufferobject;
247         size_t modelsvector3f_bufferoffset;
248         float *modeltvector3f;
249         int modeltvector3f_bufferobject;
250         size_t modeltvector3f_bufferoffset;
251         float *modelnormal3f;
252         int modelnormal3f_bufferobject;
253         size_t modelnormal3f_bufferoffset;
254         float *modellightmapcolor4f;
255         int modellightmapcolor4f_bufferobject;
256         size_t modellightmapcolor4f_bufferoffset;
257         float *modeltexcoordtexture2f;
258         int modeltexcoordtexture2f_bufferobject;
259         size_t modeltexcoordtexture2f_bufferoffset;
260         float *modeltexcoordlightmap2f;
261         int modeltexcoordlightmap2f_bufferobject;
262         size_t modeltexcoordlightmap2f_bufferoffset;
263         int *modelelement3i;
264         unsigned short *modelelement3s;
265         int modelelement3i_bufferobject;
266         int modelelement3s_bufferobject;
267         int *modellightmapoffsets;
268         int modelnum_vertices;
269         int modelnum_triangles;
270         msurface_t *modelsurfaces;
271         // current rendering array pointers
272         // these may point to any of several different buffers depending on how
273         // much processing was needed to prepare this model for rendering
274         // these usually equal the model* pointers, they only differ if
275         // deformvertexes is used in a q3 shader, and consequently these can
276         // change on a per-surface basis (according to rsurface.texture)
277         //
278         // the exception is the color array which is often generated based on
279         // colormod, alpha fading, and fogging, it may also come from q3bsp vertex
280         // lighting of certain surfaces
281         float *vertex3f;
282         int vertex3f_bufferobject;
283         size_t vertex3f_bufferoffset;
284         float *svector3f;
285         int svector3f_bufferobject;
286         size_t svector3f_bufferoffset;
287         float *tvector3f;
288         int tvector3f_bufferobject;
289         size_t tvector3f_bufferoffset;
290         float *normal3f;
291         int normal3f_bufferobject;
292         size_t normal3f_bufferoffset;
293         float *lightmapcolor4f;
294         int lightmapcolor4f_bufferobject;
295         size_t lightmapcolor4f_bufferoffset;
296         float *texcoordtexture2f;
297         int texcoordtexture2f_bufferobject;
298         size_t texcoordtexture2f_bufferoffset;
299         float *texcoordlightmap2f;
300         int texcoordlightmap2f_bufferobject;
301         size_t texcoordlightmap2f_bufferoffset;
302         // transform matrices to render this entity and effects on this entity
303         matrix4x4_t matrix;
304         matrix4x4_t inversematrix;
305         // animation blending state from entity
306         frameblend_t frameblend[MAX_FRAMEBLENDS];
307         // directional model shading state from entity
308         vec3_t modellight_ambient;
309         vec3_t modellight_diffuse;
310         vec3_t modellight_lightdir;
311         // colormapping state from entity (these are black if colormapping is off)
312         vec3_t colormap_pantscolor;
313         vec3_t colormap_shirtcolor;
314         // view location in model space
315         vec3_t modelorg; // TODO: rename this
316         // polygon offset data for submodels
317         float basepolygonfactor;
318         float basepolygonoffset;
319         // current texture in batching code
320         texture_t *texture;
321         // whether lightmapping is active on this batch
322         // (otherwise vertex colored)
323         qboolean uselightmaptexture;
324
325         // rtlight rendering
326         // light currently being rendered
327         const rtlight_t *rtlight;
328         // current light's cull box (copied out of an rtlight or calculated by GetLightInfo)
329         vec3_t rtlight_cullmins;
330         vec3_t rtlight_cullmaxs;
331         // current light's culling planes
332         int rtlight_numfrustumplanes;
333         mplane_t rtlight_frustumplanes[12+6+6]; // see R_Shadow_ComputeShadowCasterCullingPlanes
334
335         // this is the location of the light in entity space
336         vec3_t entitylightorigin;
337         // this transforms entity coordinates to light filter cubemap coordinates
338         // (also often used for other purposes)
339         matrix4x4_t entitytolight;
340         // based on entitytolight this transforms -1 to +1 to 0 to 1 for purposes
341         // of attenuation texturing in full 3D (Z result often ignored)
342         matrix4x4_t entitytoattenuationxyz;
343         // this transforms only the Z to S, and T is always 0.5
344         matrix4x4_t entitytoattenuationz;
345
346         // pointer to an entity_render_t used only by R_GetCurrentTexture and
347         // RSurf_ActiveWorldEntity/RSurf_ActiveModelEntity as a unique id within
348         // each frame (see r_frame also)
349         entity_render_t *entity;
350 }
351 rsurfacestate_t;
352
353 extern rsurfacestate_t rsurface;
354
355 void RSurf_ActiveWorldEntity(void);
356 void RSurf_ActiveModelEntity(const entity_render_t *ent, qboolean wantnormals, qboolean wanttangents);
357 void RSurf_SetupDepthAndCulling(void);
358
359 void R_Mesh_ResizeArrays(int newvertices);
360
361 texture_t *R_GetCurrentTexture(texture_t *t);
362 void R_DrawWorldSurfaces(qboolean skysurfaces, qboolean writedepth, qboolean depthonly, qboolean debug);
363 void R_DrawModelSurfaces(entity_render_t *ent, qboolean skysurfaces, qboolean writedepth, qboolean depthonly, qboolean debug);
364 void R_AddWaterPlanes(entity_render_t *ent);
365
366 void RSurf_PrepareVerticesForBatch(qboolean generatenormals, qboolean generatetangents, int texturenumsurfaces, msurface_t **texturesurfacelist);
367 void RSurf_DrawBatch_Simple(int texturenumsurfaces, msurface_t **texturesurfacelist);
368
369 typedef enum rsurfacepass_e
370 {
371         RSURFPASS_BASE,
372         RSURFPASS_BACKGROUND,
373         RSURFPASS_RTLIGHT
374 }
375 rsurfacepass_t;
376
377 typedef enum gl20_texunit_e
378 {
379         // postprocess shaders, and generic shaders:
380         GL20TU_FIRST = 0,
381         GL20TU_SECOND = 1,
382         GL20TU_GAMMARAMPS = 2,
383         // standard material properties
384         GL20TU_NORMAL = 0,
385         GL20TU_COLOR = 1,
386         GL20TU_GLOSS = 2,
387         GL20TU_GLOW = 3,
388         // material properties for a second material
389         GL20TU_SECONDARY_NORMAL = 4,
390         GL20TU_SECONDARY_COLOR = 5,
391         GL20TU_SECONDARY_GLOSS = 6,
392         GL20TU_SECONDARY_GLOW = 7,
393         // material properties for a colormapped material
394         // conflicts with secondary material
395         GL20TU_PANTS = 4,
396         GL20TU_SHIRT = 5,
397         // fog fade in the distance
398         GL20TU_FOGMASK = 8,
399         // compiled ambient lightmap and deluxemap
400         GL20TU_LIGHTMAP = 9,
401         GL20TU_DELUXEMAP = 10,
402         // refraction, used by water shaders
403         GL20TU_REFRACTION = 3,
404         // reflection, used by water shaders, also with normal material rendering
405         // conflicts with secondary material
406         GL20TU_REFLECTION = 7,
407         // rtlight attenuation (distance fade) and cubemap filter (projection texturing)
408         // conflicts with lightmap/deluxemap
409         GL20TU_ATTENUATION = 9,
410         GL20TU_CUBE = 10,
411         GL20TU_SHADOWMAPRECT = 11,
412     GL20TU_CUBEPROJECTION = 12
413 }
414 gl20_texunit;
415
416 void R_SetupGenericShader(qboolean usetexture);
417 void R_SetupGenericTwoTextureShader(int texturemode);
418 void R_SetupDepthOrShadowShader(void);
419 void R_SetupShowDepthShader(void);
420 void R_SetupSurfaceShader(const vec3_t lightcolorbase, qboolean modellighting, float ambientscale, float diffusescale, float specularscale, rsurfacepass_t rsurfacepass);
421
422 typedef struct r_waterstate_waterplane_s
423 {
424         rtexture_t *texture_refraction;
425         rtexture_t *texture_reflection;
426         mplane_t plane;
427         int materialflags; // combined flags of all water surfaces on this plane
428         unsigned char pvsbits[(32768+7)>>3]; // FIXME: buffer overflow on huge maps
429         qboolean pvsvalid;
430 }
431 r_waterstate_waterplane_t;
432
433 #define MAX_WATERPLANES 16
434
435 typedef struct r_waterstate_s
436 {
437         qboolean enabled;
438
439         qboolean renderingscene; // true while rendering a refraction or reflection texture, disables water surfaces
440
441         int waterwidth, waterheight;
442         int texturewidth, textureheight;
443
444         int maxwaterplanes; // same as MAX_WATERPLANES
445         int numwaterplanes;
446         r_waterstate_waterplane_t waterplanes[MAX_WATERPLANES];
447
448         float screenscale[2];
449         float screencenter[2];
450 }
451 r_waterstate_t;
452
453 extern r_waterstate_t r_waterstate;
454
455 #endif
456