scene.c

   1 /**\r
   2  * CITS2231 Graphics Scene Editor\r
   3  * @author Ashley Tyndall (20915779), Jenna de la Harpe (20367932)\r
   4  */\r
   5 \r
   6 #include <stdlib.h>\r
   7 #include <stdio.h>\r
   8 #include <dirent.h>\r
   9 #include <string.h>\r
  10 #include <math.h>\r
  11 #include <GL/gl.h>\r
  12 #include <GL/glut.h>\r
  13 #include <time.h>\r
  14 \r
  15 #include "bitmap.h"\r
  16 #include "globals.h"\r
  17 #include "helper.h"\r
  18 #include "types.h"\r
  19 #include "scene.h"\r
  20 \r
  21 /**\r
  22  * Event hander for main menu events\r
  23  * @param id ID of menu item selected\r
  24  */\r
  25 void processMainEvents(int id) {\r
  26   switch (id) {\r
  27     case M_ROTATE_MOVE_CAMERA:\r
  28       manipulateState = STATE_CAMERA_ROTATE_MOVE;\r
  29       break;\r
  30     case M_POSITION_SCALE:\r
  31       manipulateState = STATE_OBJECT_POSITION_SCALE;\r
  32       break;\r
  33     case M_ROTATION_TEXTURE_SCALE:\r
  34       manipulateState = STATE_OBJECT_ROTATION_TEXTURE_SCALE;\r
  35       break;\r
  36     case M_EXIT:\r
  37       exit(EXIT_SUCCESS);\r
  38 \r
  39   }\r
  40 }\r
  41 \r
  42 /**\r
  43  * Event hander for materials menu events\r
  44  * @param id ID of menu item selected\r
  45  */\r
  46 void processMaterialEvents(int id) {\r
  47   switch (id) {\r
  48     case M_MATERIAL_ALL_RGB:\r
  49       // Do stuff\r
  50       break;\r
  51 \r
  52     case M_MATERIAL_AMBIENT_RGB:\r
  53       // Do stuff\r
  54       break;\r
  55 \r
  56     case M_MATERIAL_DIFFUSE_RGB:\r
  57       // Do stuff\r
  58       break;\r
  59 \r
  60     case M_MATERIAL_SPECULAR_RGB:\r
  61       // Do stuff\r
  62       break;\r
  63 \r
  64     case M_MATERIAL_ALL_ADSS:\r
  65       // Do stuff\r
  66       break;\r
  67 \r
  68     case M_MATERIAL_RED_ADSS:\r
  69       // Do stuff\r
  70       break;\r
  71 \r
  72     case M_MATERIAL_GREEN_ADSS:\r
  73       // Do stuff\r
  74       break;\r
  75 \r
  76     case M_MATERIAL_BLUE_ADSS:\r
  77       // Do stuff\r
  78       break;\r
  79 \r
  80   }\r
  81 }\r
  82 \r
  83 /**\r
  84  * Event hander for light menu events\r
  85  * @param id ID of menu item selected\r
  86  */\r
  87 void processLightEvents(int id) {\r
  88   switch (id) {\r
  89     case M_LIGHT_MOVE_LIGHT_1:\r
  90       // Do stuff\r
  91       break;\r
  92 \r
  93     case M_LIGHT_RGBALL_LIGHT_1:\r
  94       // Do stuff\r
  95       break;\r
  96 \r
  97     case M_LIGHT_MOVE_LIGHT_2:\r
  98       // Do stuff\r
  99       break;\r
 100 \r
 101     case M_LIGHT_RGBALL_LIGHT_2:\r
 102       // Do stuff\r
 103       break;\r
 104 \r
 105   }\r
 106 }\r
 107 \r
 108 /**\r
 109  * Event hander for object menu events\r
 110  * @param id ID of object selected\r
 111  */\r
 112 void processObjectEvents(int id) {\r
 113   addSceneObject(id);\r
 114   manipulateState = STATE_OBJECT_POSITION_SCALE;\r
 115   glutPostRedisplay();\r
 116 }\r
 117 \r
 118 /**\r
 119  * Event hander for texture menu events\r
 120  * @param id ID of texutre selected\r
 121  */\r
 122 void processTextureEvents(int id) {\r
 123   if ( curObject >= 0 ) {\r
 124     sceneObjs[curObject].texture = id;\r
 125     glutPostRedisplay();\r
 126   }\r
 127 }\r
 128 \r
 129 /**\r
 130  * Event hander for ground texture menu events\r
 131  * @param id ID of ground texture selected\r
 132  */\r
 133 void processGTextureEvents(int id) {\r
 134   currentGroundTexture = id;\r
 135   glutPostRedisplay();\r
 136 }\r
 137 \r
 138 /**\r
 139  * Creates menu for program\r
 140  */\r
 141 void makeMenu() {\r
 142   // Construct material menu\r
 143   int materialMenu = glutCreateMenu(processMaterialEvents);\r
 144   glutAddMenuEntry("All R/G/B", M_MATERIAL_ALL_RGB);\r
 145   glutAddMenuEntry("Ambient R/G/B", M_MATERIAL_AMBIENT_RGB);\r
 146   glutAddMenuEntry("Diffuse R/G/B", M_MATERIAL_DIFFUSE_RGB);\r
 147   glutAddMenuEntry("Specular R/G/B", M_MATERIAL_SPECULAR_RGB);\r
 148   glutAddMenuEntry("All Amb/Diff/Spec/Shine", M_MATERIAL_ALL_ADSS);\r
 149   glutAddMenuEntry("Red Amb/Diff/Spec/Shine", M_MATERIAL_RED_ADSS);\r
 150   glutAddMenuEntry("Green Amb/Diff/Spec/Shine", M_MATERIAL_GREEN_ADSS);\r
 151   glutAddMenuEntry("Blue Amb/Diff/Spec/Shine", M_MATERIAL_BLUE_ADSS);\r
 152 \r
 153   // Construct light menu\r
 154   int lightMenu = glutCreateMenu(processLightEvents);\r
 155   glutAddMenuEntry("Move Light 1", M_LIGHT_MOVE_LIGHT_1);\r
 156   glutAddMenuEntry("R/G/B/All Light 1", M_LIGHT_RGBALL_LIGHT_1);\r
 157   glutAddMenuEntry("Move Light 2", M_LIGHT_MOVE_LIGHT_2);\r
 158   glutAddMenuEntry("R/G/B/All Light 2", M_LIGHT_RGBALL_LIGHT_2);\r
 159 \r
 160   // Construct object menu\r
 161   int objectMenu = makeSubmenuFromArray( objectMenuEntries, NMESH, processObjectEvents );\r
 162 \r
 163   // Construct texture / ground texture menus\r
 164   int textureMenu = makeSubmenuFromArray( textureMenuEntries, NTEXTURE, processTextureEvents );\r
 165   int gTextureMenu = makeSubmenuFromArray( textureMenuEntries, NTEXTURE, processGTextureEvents );\r
 166 \r
 167   // Construct main menu\r
 168   glutCreateMenu(processMainEvents);\r
 169   glutAddMenuEntry("Rotate/Move Camera", M_ROTATE_MOVE_CAMERA);\r
 170   glutAddSubMenu("Add object", objectMenu);\r
 171   glutAddMenuEntry("Position/Scale", M_POSITION_SCALE);\r
 172   glutAddMenuEntry("Rotation/Texture Scale", M_ROTATION_TEXTURE_SCALE);\r
 173   //glutAddSubMenu("Material", materialMenu);\r
 174   glutAddSubMenu("Texture", textureMenu);\r
 175   glutAddSubMenu("Ground texture", gTextureMenu);\r
 176   //glutAddSubMenu("Lights", lightMenu);\r
 177   glutAddMenuEntry("Exit", M_EXIT);\r
 178 \r
 179   // Bind to right mouse button\r
 180   glutAttachMenu(GLUT_RIGHT_BUTTON);\r
 181 }\r
 182 \r
 183 /**\r
 184  * Called when window is resized\r
 185  * @param w New width\r
 186  * @param h New height\r
 187  */\r
 188 void windowReshape(int w, int h) {\r
 189   glViewport(0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);\r
 190   width = w;\r
 191   height = h;\r
 192 }\r
 193 \r
 194 /**\r
 195  * Called when mouse event occurs\r
 196  * @param btn Mouse button\r
 197  * @param state State of mouse button\r
 198  * @param x Mouse x position\r
 199  * @param y Mouse y position\r
 200  */\r
 201 void mouse(int button, int state, int x, int y) {\r
 202   switch(button) {\r
 203     case GLUT_LEFT_BUTTON:\r
 204     case GLUT_MIDDLE_BUTTON:\r
 205       if ( state == GLUT_DOWN ) {\r
 206         buttonSelected = button;\r
 207       } else if ( state == GLUT_UP ) {\r
 208         buttonSelected = -1;\r
 209       }\r
 210       startx = x;\r
 211       starty = y;\r
 212       break;\r
 213   }\r
 214 }\r
 215 \r
 216 /**\r
 217  * Keybord event handler\r
 218  * w/s increase/decrease the z\r
 219  * a/d increase/decrease the x\r
 220  * q/e increase/decrease the y\r
 221  * z/x increase/decrease the angle\r
 222  * @param key Key pressed\r
 223  * @param x x co-ordinate of mouse\r
 224  * @param y y co-ordinate of mouse\r
 225  */\r
 226 void keyboard(unsigned char key, int x, int y) {\r
 227   switch(key) {\r
 228     case 'w':\r
 229     case 'W':\r
 230       camz -= factor;\r
 231       break;\r
 232     case 'a':\r
 233     case 'A':\r
 234       camx -= factor;\r
 235       break;\r
 236     case 's':\r
 237     case 'S':\r
 238       camz += factor;\r
 239       break;\r
 240     case 'd':\r
 241     case 'D':\r
 242       camx += factor;\r
 243       break;\r
 244     case 'q':\r
 245     case 'Q':\r
 246       camy += factor;\r
 247       break;\r
 248     case 'e':\r
 249     case 'E':\r
 250       camy -= factor;\r
 251       break;\r
 252     case 'z':\r
 253     case 'Z':\r
 254       keyrot += factor;\r
 255       break;\r
 256     case 'x':\r
 257     case 'X':\r
 258       keyrot -= factor;\r
 259       break;\r
 260     case '=':\r
 261     case '+':\r
 262       factor += 0.1;\r
 263       printf("Factor of change is now %f\n", factor);\r
 264       break;\r
 265     case '-':\r
 266     case '_':\r
 267       factor -= 0.1;\r
 268       printf("Factor of change is now %f\n", factor);\r
 269       break;\r
 270 \r
 271   }\r
 272   printf("Camera is now at (%f, %f, %f), angle %f\n", camx, camy, camz, keyrot);\r
 273   glutPostRedisplay();\r
 274 }\r
 275 \r
 276 /**\r
 277  * Called when motion event occurs\r
 278  * @param x Mouse x position\r
 279  * @param y Mouse y position\r
 280  */\r
 281 void motion(int x, int y) {\r
 282   if ( buttonSelected == -1 ) return; // No button selected, no action\r
 283 \r
 284   switch ( manipulateState ) {\r
 285     case STATE_CAMERA_ROTATE_MOVE:\r
 286       rotate += (x - startx);\r
 287 \r
 288       if ( buttonSelected == GLUT_LEFT_BUTTON ) {\r
 289         // w: rotate, h: zoom\r
 290         zoom += (y - starty);\r
 291       } else if ( buttonSelected == GLUT_MIDDLE_BUTTON ) {\r
 292         // w: rotate, h: tilt\r
 293         camAngle += (y - starty);\r
 294       }\r
 295 \r
 296       starty = y;\r
 297       startx = x;\r
 298 \r
 299       break;\r
 300 \r
 301     case STATE_OBJECT_POSITION_SCALE:\r
 302       //so.x, so.y, so.z\r
 303       if ( buttonSelected == GLUT_LEFT_BUTTON ) {\r
 304         // w: left/right, h: near/far\r
 305         //sceneObjs[curObject].x += (x - startx)*leftrightFactor;\r
 306       } else if ( buttonSelected == GLUT_MIDDLE_BUTTON ) {\r
 307         // w: big/small, h: up/down\r
 308 \r
 309         // For big/small scaling, we map negative numbers to 0->1 and positive numbers to 1->inf\r
 310         float diff = (y - starty);\r
 311         float scaling = ( diff + (float)height/2 ) / ( (float)height/2 );\r
 312 \r
 313         sceneObjs[curObject].scale[0] *= scaling;\r
 314         sceneObjs[curObject].scale[1] *= scaling;\r
 315         sceneObjs[curObject].scale[2] *= scaling;\r
 316         printf("Diff is %f, Scaling by %f on all axii, 1/map is %f\n", diff, sceneObjs[curObject].scale[0], scaling);\r
 317 \r
 318         starty = y;\r
 319       }\r
 320 \r
 321       startx = x;\r
 322       break;\r
 323 \r
 324     case STATE_OBJECT_ROTATION_TEXTURE_SCALE:\r
 325       if ( buttonSelected == GLUT_LEFT_BUTTON ) {\r
 326         // w: rotate on width, h: rotate on h\r
 327 \r
 328       } else if ( buttonSelected == GLUT_MIDDLE_BUTTON ) {\r
 329         // w: rotate on height, h: texture scale\r
 330         \r
 331       }\r
 332       break;\r
 333 \r
 334   }\r
 335 \r
 336   glutPostRedisplay();\r
 337 }\r
 338 \r
 339 /**\r
 340  * Display function\r
 341  */\r
 342 void display() {\r
 343   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);\r
 344   \r
 345   // Redraw projection matrix\r
 346   glMatrixMode(GL_PROJECTION);\r
 347   glLoadIdentity();\r
 348 \r
 349   float aspect;\r
 350   if ( width <= height ) {\r
 351     aspect = (float)height / (float)width;\r
 352   } else {\r
 353     aspect = (float)width / (float)height;\r
 354   }\r
 355 \r
 356   gluPerspective(\r
 357     75.0,\r
 358     aspect,\r
 359     0.1,\r
 360     300\r
 361     );\r
 362 \r
 363   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);\r
 364   glLoadIdentity();\r
 365 \r
 366   gluLookAt(\r
 367     0.0,  0.0,  15.0 + (zoom*zoomFactor),  /* eye is at (x,y,z) */\r
 368     0.0,  0.0,  0.0,  /* center is at (x,y,z) */\r
 369     0.0,  10.0,  0.0   /* up is in postivie Y direction */\r
 370     );\r
 371 \r
 372   glRotatef(camAngle*camAngleFactor, 1.0, 0.0, 0.0);\r
 373 \r
 374   /* Reposition the light source 0. */\r
 375   lightPosition0[0] = 12*cos(lightAngle0);\r
 376   lightPosition0[1] = lightHeight0;\r
 377   lightPosition0[2] = 12*sin(lightAngle0);\r
 378   lightPosition0[3] = 0.0;\r
 379 \r
 380   direction0[0] = lightPosition0[0];\r
 381   direction0[2] = lightPosition0[2];\r
 382 \r
 383   /* Reposition the light source 1. */\r
 384   lightPosition1[0] = 12*cos(lightAngle1);\r
 385   lightPosition1[1] = lightHeight1;\r
 386   lightPosition1[2] = 12*sin(lightAngle1);\r
 387   lightPosition1[3] = 0.0;\r
 388 \r
 389   direction1[0] = lightPosition1[0];\r
 390   direction1[2] = lightPosition1[2];\r
 391 \r
 392   glPushMatrix();\r
 393 \r
 394     /* Perform scene rotations based on user mouse/keyboard input. */\r
 395     glRotatef(rotate*rotateFactor, 0.0, 1.0, 0.0);\r
 396     glTranslatef(camx, camy, camz);\r
 397     glRotatef(keyrot, 1.0, 0.0, 0.0);\r
 398 \r
 399     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, lightPosition0);\r
 400     glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, lightPosition1);\r
 401 \r
 402     drawFloor();\r
 403     \r
 404     // Draw sceneObjs array\r
 405     for ( int i = 0; i < nObjects; i++ ) {\r
 406       glPushMatrix();\r
 407         SceneObject so = sceneObjs[i];\r
 408 \r
 409         // Apply rotation vector\r
 410         glRotatef(so.rotation.amount, so.rotation.vector[0], so.rotation.vector[1], so.rotation.vector[2]);\r
 411 \r
 412         // Apply scaling vector\r
 413         glScalef(so.scale[0], so.scale[1], so.scale[2]);\r
 414 \r
 415         // Apply translation vector\r
 416         glTranslatef(so.x, so.y, so.z);\r
 417 \r
 418         // Apply texture\r
 419         if ( so.texture > 0 ) {\r
 420           getTexture(so.texture);\r
 421           glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, so.texture);\r
 422         } else {\r
 423           glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);\r
 424         }\r
 425 \r
 426         // Draw actual object\r
 427         if ( so.mesh > 0 ) {\r
 428           // drawMesh();\r
 429         } else if ( so.mesh == -1 ) { // a mesh of -1 draws the teapot\r
 430           // The teapot does not obey the right-hand rule\r
 431           glFrontFace(GL_CW);\r
 432           glutSolidTeapot(1);\r
 433           glFrontFace(GL_CCW);\r
 434         }\r
 435 \r
 436         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);\r
 437       glPopMatrix();\r
 438     }\r
 439     \r
 440 \r
 441     // Draw a white ball over the light source\r
 442     glPushMatrix();\r
 443       glDisable(GL_LIGHTING);\r
 444       glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);\r
 445       glTranslatef(lightPosition0[0], lightPosition0[1], lightPosition0[2]);\r
 446       glutSolidSphere(0.5, 50, 50);\r
 447       glEnable(GL_LIGHTING);\r
 448     glPopMatrix();\r
 449 \r
 450     // Draw a white ball over the light source\r
 451     glPushMatrix();\r
 452       glDisable(GL_LIGHTING);\r
 453       glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);\r
 454       glTranslatef(lightPosition1[0], lightPosition1[1], lightPosition1[2]);\r
 455       glutSolidSphere(0.5, 50, 50);\r
 456       glEnable(GL_LIGHTING);\r
 457     glPopMatrix();\r
 458 \r
 459     drawAxisLines();\r
 460 \r
 461   glPopMatrix();\r
 462 \r
 463   glutSwapBuffers();\r
 464 }\r
 465 \r
 466 /**\r
 467  * init function; sets initial OpenGL state\r
 468  */\r
 469 void init() {\r
 470   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambient0);\r
 471   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuse0);\r
 472   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, specular0);\r
 473   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPOT_DIRECTION, direction0);\r
 474 \r
 475   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, ambient1);\r
 476   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, diffuse1);\r
 477   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_SPECULAR, specular1);\r
 478   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_SPOT_DIRECTION, direction1);\r
 479 \r
 480   glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, glightmodel);\r
 481   glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_COLOR_CONTROL, GL_SEPARATE_SPECULAR_COLOR);\r
 482 \r
 483   glEnable(GL_LIGHT0);\r
 484   glEnable(GL_LIGHT1);\r
 485   glEnable(GL_LIGHTING);\r
 486 }\r
 487 \r
 488 /**\r
 489  * Main function\r
 490  * @param argc Number of arguments\r
 491  * @param argv Array of arguments\r
 492  * @return Program exit code\r
 493  */\r
 494 int main(int argc, char **argv) {\r
 495   if(argc>1)\r
 496     strcpy(dataDir, argv[1]);\r
 497   else if(opendir(dirDefault1))\r
 498     strcpy(dataDir, dirDefault1);\r
 499   else if(opendir(dirDefault2))\r
 500     strcpy(dataDir, dirDefault2);\r
 501   else fileErr(dirDefault1);\r
 502 \r
 503   for(int i=0; i<NMESH; i++) meshes[i]=NULL;\r
 504   for(int i=0; i<NTEXTURE; i++) textures[i]=NULL;\r
 505 \r
 506   glutInit(&argc, argv);\r
 507 \r
 508   glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);\r
 509 \r
 510   glutInitWindowSize(500, 500);\r
 511   glutCreateWindow("Scene Editor");\r
 512 \r
 513   glShadeModel(GL_SMOOTH); // Enables Smooth Shading\r
 514   glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f); // Black Background\r
 515   glClearDepth(1.0f); // Depth Buffer Setup\r
 516   glDepthRange(0,1);\r
 517   glEnable(GL_DEPTH_TEST); // Enables Depth Testing\r
 518   glDepthFunc(GL_LEQUAL);  // the type\r
 519   glEnable(GL_NORMALIZE);\r
 520   glLineWidth(2.0);\r
 521 \r
 522   glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);\r
 523 \r
 524   glutReshapeFunc(windowReshape);\r
 525   glutDisplayFunc(display);\r
 526   glutMouseFunc(mouse);\r
 527   glutKeyboardFunc(keyboard);\r
 528   glutMotionFunc(motion);\r
 529 \r
 530   makeMenu();\r
 531 \r
 532   init();\r
 533 \r
 534   glutMainLoop();\r
 535 }