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 = 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   if ( button == GLUT_LEFT_BUTTON && glutGetModifiers() == GLUT_ACTIVE_SHIFT ) {\r
 203     button = GLUT_MIDDLE_BUTTON; // Holding shift with left button is the same as the middle button\r
 204   }\r
 205   switch(button) {\r
 206     case GLUT_LEFT_BUTTON:\r
 207     case GLUT_MIDDLE_BUTTON:\r
 208       if ( state == GLUT_DOWN ) {\r
 209         buttonSelected = button;\r
 210       } else if ( state == GLUT_UP ) {\r
 211         buttonSelected = -1;\r
 212       }\r
 213       startx = x;\r
 214       starty = y;\r
 215       break;\r
 216   }\r
 217 }\r
 218 \r
 219 /**\r
 220  * Keybord event handler\r
 221  * w/s increase/decrease the z\r
 222  * a/d increase/decrease the x\r
 223  * q/e increase/decrease the y\r
 224  * z/x increase/decrease the angle\r
 225  * @param key Key pressed\r
 226  * @param x x co-ordinate of mouse\r
 227  * @param y y co-ordinate of mouse\r
 228  */\r
 229 void keyboard(unsigned char key, int x, int y) {\r
 230   switch(key) {\r
 231     case 'w':\r
 232     case 'W':\r
 233       camz -= factor;\r
 234       break;\r
 235     case 'a':\r
 236     case 'A':\r
 237       camx -= factor;\r
 238       break;\r
 239     case 's':\r
 240     case 'S':\r
 241       camz += factor;\r
 242       break;\r
 243     case 'd':\r
 244     case 'D':\r
 245       camx += factor;\r
 246       break;\r
 247     case 'q':\r
 248     case 'Q':\r
 249       camy += factor;\r
 250       break;\r
 251     case 'e':\r
 252     case 'E':\r
 253       camy -= factor;\r
 254       break;\r
 255     case 'z':\r
 256     case 'Z':\r
 257       keyrot += factor;\r
 258       break;\r
 259     case 'x':\r
 260     case 'X':\r
 261       keyrot -= factor;\r
 262       break;\r
 263     case '=':\r
 264     case '+':\r
 265       factor += 0.1;\r
 266       printf("Factor of change is now %f\n", factor);\r
 267       break;\r
 268     case '-':\r
 269     case '_':\r
 270       factor -= 0.1;\r
 271       printf("Factor of change is now %f\n", factor);\r
 272       break;\r
 273 \r
 274   }\r
 275   printf("Camera is now at (%f, %f, %f), angle %f\n", camx, camy, camz, keyrot);\r
 276   glutPostRedisplay();\r
 277 }\r
 278 \r
 279 /**\r
 280  * Called when motion event occurs\r
 281  * @param x Mouse x position\r
 282  * @param y Mouse y position\r
 283  */\r
 284 void motion(int x, int y) {\r
 285   if ( buttonSelected == -1 ) return; // No button selected, no action\r
 286 \r
 287   float diffx = x - startx;\r
 288   float diffy = y - starty;\r
 289 \r
 290   switch ( manipulateState ) {\r
 291     case STATE_CAMERA_ROTATE_MOVE:\r
 292       // w: rotate\r
 293       rotate += diffx;\r
 294 \r
 295       if ( buttonSelected == GLUT_LEFT_BUTTON ) {\r
 296         // h: zoom\r
 297         zoom += diffy;\r
 298       } else if ( buttonSelected == GLUT_MIDDLE_BUTTON ) {\r
 299         // h: tilt\r
 300         camAngle += diffy;\r
 301       }\r
 302       break;\r
 303 \r
 304     case STATE_OBJECT_POSITION_SCALE:\r
 305 \r
 306       if ( buttonSelected == GLUT_LEFT_BUTTON ) {\r
 307         // w: left/right, h: near/far\r
 308 \r
 309         // **NOTE: Currently a work in progress, does not work correctly\r
 310         float angler = 2 * M_PI * ( (90 - rotate*camRotateFactor)/360.0 );\r
 311         printf("cam angle: %f\n", rotate*camRotateFactor);\r
 312        // float arc = arctan()\r
 313         sceneObjs[curObject].x += diffx * cos(angler) * 0.3;\r
 314         sceneObjs[curObject].z += diffx * sin(angler) * 0.3;\r
 315 \r
 316       } else if ( buttonSelected == GLUT_MIDDLE_BUTTON ) {\r
 317         // w: big/small\r
 318         float max = (float)height/bigsmallFactor;\r
 319         float scaling = (diffx + max) / max;\r
 320 \r
 321         sceneObjs[curObject].scale[0] *= scaling;\r
 322         sceneObjs[curObject].scale[1] *= scaling;\r
 323         sceneObjs[curObject].scale[2] *= scaling;\r
 324 \r
 325         // h: up/down\r
 326         sceneObjs[curObject].y -= diffy * updownFactor;\r
 327       }\r
 328 \r
 329       break;\r
 330 \r
 331     case STATE_OBJECT_ROTATION_TEXTURE_SCALE:\r
 332 \r
 333       if ( buttonSelected == GLUT_LEFT_BUTTON ) {\r
 334         // w: rotate on y\r
 335         sceneObjs[curObject].rotation.y += diffx * rotateFactor;\r
 336 \r
 337         // h: rotate on x\r
 338         sceneObjs[curObject].rotation.x += diffy * rotateFactor;\r
 339 \r
 340       } else if ( buttonSelected == GLUT_MIDDLE_BUTTON ) {\r
 341         // w: rotate on x\r
 342         sceneObjs[curObject].rotation.x += diffx * rotateFactor;\r
 343 \r
 344         // h: texture scale\r
 345         float max = (float)height/texscaleFactor;\r
 346         float scaling = (diffy + max) / max;\r
 347         sceneObjs[curObject].texture.scale *= scaling;\r
 348 \r
 349       }\r
 350       \r
 351       break;\r
 352 \r
 353   }\r
 354 \r
 355   starty = y;\r
 356   startx = x;\r
 357 \r
 358   glutPostRedisplay();\r
 359 }\r
 360 \r
 361 /**\r
 362  * Display function\r
 363  */\r
 364 void display() {\r
 365   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);\r
 366   \r
 367   // Redraw projection matrix\r
 368   glMatrixMode(GL_PROJECTION);\r
 369   glLoadIdentity();\r
 370 \r
 371   float aspect;\r
 372   if ( width <= height ) {\r
 373     aspect = (float)height / (float)width;\r
 374   } else {\r
 375     aspect = (float)width / (float)height;\r
 376   }\r
 377 \r
 378   gluPerspective(\r
 379     75.0,\r
 380     aspect,\r
 381     0.1,\r
 382     300\r
 383     );\r
 384 \r
 385   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);\r
 386   glLoadIdentity();\r
 387 \r
 388   gluLookAt(\r
 389     0.0,  0.0,  15.0 + (zoom*zoomFactor),  /* eye is at (x,y,z) */\r
 390     0.0,  0.0,  0.0,  /* center is at (x,y,z) */\r
 391     0.0,  10.0,  0.0   /* up is in postivie Y direction */\r
 392     );\r
 393 \r
 394   glRotatef(camAngle*camAngleFactor, 1.0, 0.0, 0.0); // Set camera angle upward\r
 395 \r
 396   /* Reposition the light source 0. */\r
 397   lightPosition0[0] = 12*cos(lightAngle0);\r
 398   lightPosition0[1] = lightHeight0;\r
 399   lightPosition0[2] = 12*sin(lightAngle0);\r
 400   lightPosition0[3] = 0.0;\r
 401 \r
 402   direction0[0] = lightPosition0[0];\r
 403   direction0[2] = lightPosition0[2];\r
 404 \r
 405   /* Reposition the light source 1. */\r
 406   lightPosition1[0] = 12*cos(lightAngle1);\r
 407   lightPosition1[1] = lightHeight1;\r
 408   lightPosition1[2] = 12*sin(lightAngle1);\r
 409   lightPosition1[3] = 0.0;\r
 410 \r
 411   direction1[0] = lightPosition1[0];\r
 412   direction1[2] = lightPosition1[2];\r
 413 \r
 414   glPushMatrix();\r
 415 \r
 416     /* Perform scene rotations based on user mouse/keyboard input. */\r
 417     glRotatef(rotate*camRotateFactor, 0.0, 1.0, 0.0);\r
 418     glTranslatef(camx, camy, camz);\r
 419     glRotatef(keyrot, 1.0, 0.0, 0.0);\r
 420 \r
 421     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, lightPosition0);\r
 422     glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, lightPosition1);\r
 423 \r
 424     drawFloor();\r
 425     \r
 426     // Draw sceneObjs array\r
 427     for ( int i = 0; i < nObjects; i++ ) {\r
 428       glPushMatrix();\r
 429         SceneObject so = sceneObjs[i];\r
 430 \r
 431         // Apply translation vector\r
 432         glTranslatef(so.x, so.y, so.z);\r
 433 \r
 434         // Apply independant rotation vectors\r
 435         glRotatef(so.rotation.x, 1.0, 0.0, 0.0);\r
 436         glRotatef(so.rotation.y, 0.0, 1.0, 0.0);\r
 437         glRotatef(so.rotation.z, 0.0, 0.0, 1.0);\r
 438 \r
 439         // Apply scaling vector\r
 440         glScalef(so.scale[0], so.scale[1], so.scale[2]);\r
 441 \r
 442         // Apply texture\r
 443         if ( so.texture.id > 0 ) {\r
 444           getTexture(so.texture.id);\r
 445           glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, so.texture.id);\r
 446           glMatrixMode(GL_TEXTURE);\r
 447           glScalef(so.texture.scale, so.texture.scale, so.texture.scale);\r
 448           glMatrixMode(GL_MODELVIEW);\r
 449         } else {\r
 450           glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);\r
 451         }\r
 452 \r
 453         // Draw actual object\r
 454         if ( so.mesh > 0 ) {\r
 455           // drawMesh();\r
 456         } else if ( so.mesh == -1 ) { // a mesh of -1 draws the teapot\r
 457           // The teapot does not obey the right-hand rule\r
 458           glFrontFace(GL_CW);\r
 459           glutSolidTeapot(1);\r
 460           glFrontFace(GL_CCW);\r
 461         }\r
 462 \r
 463         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);\r
 464       glPopMatrix();\r
 465     }\r
 466 \r
 467     // Draw a white ball over the light sources\r
 468     glDisable(GL_LIGHTING);\r
 469     glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);\r
 470 \r
 471     glPushMatrix();\r
 472       glTranslatef(lightPosition0[0], lightPosition0[1], lightPosition0[2]);\r
 473       glutSolidSphere(0.5, 50, 50);\r
 474     glPopMatrix();\r
 475 \r
 476     glPushMatrix();\r
 477       glTranslatef(lightPosition1[0], lightPosition1[1], lightPosition1[2]);\r
 478       glutSolidSphere(0.5, 50, 50);\r
 479     glPopMatrix();\r
 480 \r
 481     glEnable(GL_LIGHTING);\r
 482 \r
 483     drawAxisLines();\r
 484 \r
 485   glPopMatrix();\r
 486 \r
 487   glutSwapBuffers();\r
 488 }\r
 489 \r
 490 /**\r
 491  * init function; sets initial OpenGL state\r
 492  */\r
 493 void init() {\r
 494   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambient0);\r
 495   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuse0);\r
 496   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, specular0);\r
 497   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPOT_DIRECTION, direction0);\r
 498 \r
 499   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, ambient1);\r
 500   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, diffuse1);\r
 501   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_SPECULAR, specular1);\r
 502   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_SPOT_DIRECTION, direction1);\r
 503 \r
 504   glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, glightmodel);\r
 505   glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_COLOR_CONTROL, GL_SEPARATE_SPECULAR_COLOR);\r
 506 \r
 507   glEnable(GL_LIGHT0);\r
 508   glEnable(GL_LIGHT1);\r
 509   glEnable(GL_LIGHTING);\r
 510 }\r
 511 \r
 512 /**\r
 513  * Main function\r
 514  * @param argc Number of arguments\r
 515  * @param argv Array of arguments\r
 516  * @return Program exit code\r
 517  */\r
 518 int main(int argc, char **argv) {\r
 519   if(argc>1)\r
 520     strcpy(dataDir, argv[1]);\r
 521   else if(opendir(dirDefault1))\r
 522     strcpy(dataDir, dirDefault1);\r
 523   else if(opendir(dirDefault2))\r
 524     strcpy(dataDir, dirDefault2);\r
 525   else fileErr(dirDefault1);\r
 526 \r
 527   for(int i=0; i<NMESH; i++) meshes[i]=NULL;\r
 528   for(int i=0; i<NTEXTURE; i++) textures[i]=NULL;\r
 529 \r
 530   glutInit(&argc, argv);\r
 531 \r
 532   glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);\r
 533 \r
 534   glutInitWindowSize(width, height);\r
 535   glutCreateWindow("Scene Editor - Ashley Tyndall (20915779), Jenna de la Harpe (20367932)");\r
 536 \r
 537   glShadeModel(GL_SMOOTH); // Enables Smooth Shading\r
 538   glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f); // Black Background\r
 539   glClearDepth(1.0f); // Depth Buffer Setup\r
 540   glDepthRange(0,1);\r
 541   glEnable(GL_DEPTH_TEST); // Enables Depth Testing\r
 542   glDepthFunc(GL_LEQUAL);  // the type\r
 543   glEnable(GL_NORMALIZE);\r
 544   glLineWidth(2.0);\r
 545 \r
 546   glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);\r
 547 \r
 548   glutReshapeFunc(windowReshape);\r
 549   glutDisplayFunc(display);\r
 550   glutMouseFunc(mouse);\r
 551   glutKeyboardFunc(keyboard);\r
 552   glutMotionFunc(motion);\r
 553 \r
 554   makeMenu();\r
 555 \r
 556   init();\r
 557 \r
 558   glutMainLoop();\r
 559 }