src/video.scm

   1 ;;; Gacela, a GNU Guile extension for fast games development
   2 ;;; Copyright (C) 2009 by Javier Sancho Fernandez <jsf at jsancho dot org>
   3 ;;;
   4 ;;; This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   5 ;;; it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6 ;;; the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   7 ;;; (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.  See the
  12 ;;; GNU General Public License for more details.
  13 ;;;
  14 ;;; You should have received a copy of the GNU General Public License
  15 ;;; along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  16
  17
  18 (define-module (gacela video)
  19   #:use-module (gacela sdl)
  20   #:use-module (gacela gl)
  21   #:use-module (gacela ftgl)
  22   #:use-module (gacela math)
  23   #:use-module (ice-9 optargs)
  24   #:use-module (ice-9 receive)
  25   #:export (init-video
  26             get-screen-height
  27             get-screen-width
  28             get-screen-bpp
  29             resize-screen
  30             quit-video
  31             clear-screen
  32             flip-screen
  33             set-2d-mode
  34             set-3d-mode
  35             3d-mode?
  36             set-frames-per-second
  37             init-frame-time
  38             get-frame-time
  39             delay-frame
  40             get-current-color
  41             set-current-color
  42             with-color
  43             progn-textures
  44             draw
  45             load-texture
  46             draw-texture
  47             draw-line
  48             draw-quad
  49             draw-rectangle
  50             draw-square
  51             draw-cube
  52             translate
  53             rotate
  54             to-origin
  55             add-light
  56             set-camera
  57             camera-look
  58             load-font
  59             render-text))
  60
  61
  62 ;;; Screen
  63
  64 (define init-video #f)
  65 (define get-screen-height #f)
  66 (define get-screen-width #f)
  67 (define get-screen-bpp #f)
  68 (define resize-screen #f)
  69 (define quit-video #f)
  70
  71 (let ((screen #f) (flags 0))
  72   (set! init-video
  73         (lambda* (width height bpp #:key (mode '2d) (title ""))
  74           (cond ((not screen)
  75                  (SDL_Init SDL_INIT_VIDEO)
  76                  (let ((info (SDL_GetVideoInfo)))
  77                    (SDL_GL_SetAttribute SDL_GL_DOUBLEBUFFER 1)
  78                    (set! flags (+ SDL_OPENGL SDL_GL_DOUBLEBUFFER SDL_HWPALETTE SDL_RESIZABLE
  79                                   (if (= (assoc-ref info 'hw_available) 0) SDL_SWSURFACE SDL_HWSURFACE)
  80                                   (if (= (assoc-ref info 'blit_hw) 0) 0 SDL_HWACCEL)))
  81                    (set! screen (SDL_SetVideoMode width height bpp flags))
  82                    (SDL_WM_SetCaption title "")
  83                    (init-gl)
  84                    (if (eq? mode '3d) (set-3d-mode) (set-2d-mode)))))))
  85
  86   (set! get-screen-height
  87         (lambda ()
  88           (surface-h screen)))
  89
  90   (set! get-screen-width
  91         (lambda ()
  92           (surface-w screen)))
  93
  94   (set! get-screen-bpp
  95         (lambda ()
  96           (surface-format-BytesPerPixel screen)))
  97
  98   (set! resize-screen
  99         (lambda (width height)
 100           (cond (screen
 101                  (set! screen (SDL_SetVideoMode width height (get-screen-bpp) flags))
 102                  (resize-screen-GL width height)))))
 103
 104   (set! quit-video
 105         (lambda ()
 106           (cond (screen
 107                  (SDL_FreeSurface screen)
 108                  (set! screen #f)
 109                  (SDL_Quit))))))
 110
 111 (define (clear-screen)
 112   (glClear (+ GL_COLOR_BUFFER_BIT GL_DEPTH_BUFFER_BIT)))
 113
 114 (define (flip-screen)
 115   (SDL_GL_SwapBuffers))
 116
 117
 118 (define set-2d-mode #f)
 119 (define set-3d-mode #f)
 120 (define 3d-mode? #f)
 121
 122 (let ((mode '2d))
 123   (set! set-2d-mode
 124         (lambda ()
 125           (set! mode '2d)
 126           (glDisable GL_DEPTH_TEST)
 127           (resize-screen-GL (get-screen-width) (get-screen-height))))
 128
 129   (set! set-3d-mode
 130         (lambda ()
 131           (set! mode '3d)
 132           (glClearDepth 1)
 133           (glEnable GL_DEPTH_TEST)
 134           (glDepthFunc GL_LEQUAL)
 135           (resize-screen-GL (get-screen-width) (get-screen-height))))
 136
 137   (set! 3d-mode?
 138         (lambda ()
 139           (eq? mode '3d))))
 140
 141
 142 (define (init-gl)
 143   (glShadeModel GL_SMOOTH)
 144   (glClearColor 0 0 0 0)
 145   (glEnable GL_BLEND)
 146   (glBlendFunc GL_SRC_ALPHA GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA)
 147   (glHint GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT GL_NICEST))
 148
 149 (define (resize-screen-GL width height)
 150   (glViewport 0 0 width height)
 151   (glMatrixMode GL_PROJECTION)
 152   (glLoadIdentity)
 153   (cond ((3d-mode?)
 154          (let ((ratio (if (= height 0) width (/ width height))))
 155            (gluPerspective 45 ratio 0.1 100)))
 156         (else
 157          (let* ((w (/ width 2)) (h (/ height 2)))
 158            (glOrtho (- w) w (- h) h 0 1))))
 159   (glMatrixMode GL_MODELVIEW)
 160   (glLoadIdentity))
 161
 162
 163 ;;; Frames per second
 164
 165 (define set-frames-per-second #f)
 166 (define init-frame-time #f)
 167 (define get-frame-time #f)
 168 (define delay-frame #f)
 169
 170 (let ((time 0) (time-per-frame (/ 1000.0 *frames-per-second*)))
 171   (set! set-frames-per-second
 172         (lambda (fps)
 173           (set! time-per-frame (/ 1000.0 fps))))
 174
 175   (set! init-frame-time
 176         (lambda ()
 177           (set! time (SDL_GetTicks))))
 178
 179   (set! get-frame-time
 180         (lambda ()
 181           time))
 182
 183   (set! delay-frame
 184         (lambda ()
 185           (let ((frame-time (- (SDL_GetTicks) time)))
 186             (cond ((< frame-time time-per-frame)
 187                    (SDL_Delay (- time-per-frame frame-time))))))))
 188
 189
 190 ;;; Drawing
 191
 192 (define get-current-color #f)
 193 (define set-current-color #f)
 194
 195 (let ((current-color '(1 1 1 1)))
 196   (set! get-current-color
 197         (lambda ()
 198           current-color))
 199
 200   (set! set-current-color
 201         (lambda* (red green blue #:optional (alpha 1))
 202           (set! current-color (list red green blue alpha))
 203           (glColor4f red green blue alpha))))
 204
 205 (define-macro (with-color color . code)
 206   (cond (color
 207          `(let ((original-color (get-current-color))
 208                 (result #f))
 209             (apply set-current-color ,color)
 210             (set! result (begin ,@code))
 211             (apply set-current-color original-color)
 212             result))
 213         (else `(begin ,@code))))
 214
 215 (define-macro (progn-textures . code)
 216   `(let ((result #f))
 217      (glEnable GL_TEXTURE_2D)
 218      (set! result (begin ,@code))
 219      (glDisable GL_TEXTURE_2D)
 220      result))
 221
 222 (define (draw . vertexes)
 223   (begin-draw (length vertexes))
 224   (draw-vertexes vertexes)
 225   (glEnd))
 226
 227 (define (begin-draw number-of-points)
 228   (cond ((= number-of-points 2) (glBegin GL_LINES))
 229         ((= number-of-points 3) (glBegin GL_TRIANGLES))
 230         ((= number-of-points 4) (glBegin GL_QUADS))))
 231
 232 (define (draw-vertexes vertexes)
 233   (cond ((not (null? vertexes))
 234          (draw-vertex (car vertexes))
 235          (draw-vertexes (cdr vertexes)))))
 236
 237 (define* (draw-vertex vertex #:key texture-coord)
 238   (cond ((list? (car vertex))
 239          (with-color (car vertex)
 240                      (apply simple-draw-vertex (cadr vertex))))
 241         (else
 242          (cond (texture-coord (apply glTexCoord2f texture-coord)))
 243          (apply simple-draw-vertex vertex))))
 244
 245 (define* (simple-draw-vertex x y #:optional (z 0))
 246   (cond ((3d-mode?) (glVertex3f x y z))
 247         (else (glVertex2f x y))))
 248
 249 (define (load-image filename)
 250   (let ((image (IMG_Load filename)))
 251     (cond (image
 252            (SDL_DisplayFormatAlpha image)))))
 253
 254 (define (load-image-for-texture filename)
 255   (let ((image (load-image filename)))
 256     (cond (image
 257            (let* ((width (surface-w image)) (height (surface-h image))
 258                   (power-2 (nearest-power-of-two (min width height)))
 259                   (resized-image #f))
 260              (cond ((and (= width power-2) (= height power-2)) (values image width height))
 261                    (else (set! resized-image (resize-surface image power-2 power-2))
 262                          (if resized-image (values resized-image width height))))))
 263           (else
 264            (values #f 0 0)))))
 265
 266 (define (resize-surface surface width height)
 267   (let ((old-width (surface-w surface)) (old-height (surface-h surface)))
 268     (cond ((and (= width old-width) (= height old-height)) surface)
 269           (else (let ((zoomx (/ (+ width 0.5) old-width)) (zoomy (/ (+ height 0.5) old-height)))
 270                (zoomSurface surface zoomx zoomy 0))))))
 271
 272 (define* (load-texture filename #:key (min-filter GL_LINEAR) (mag-filter GL_LINEAR))
 273   (progn-textures
 274    (receive
 275     (image real-w real-h) (load-image-for-texture filename)
 276     (cond (image
 277            (let ((width (surface-w image)) (height (surface-h image))
 278                  (byteorder (if (= SDL_BYTEORDER SDL_LIL_ENDIAN)
 279                                 (if (= (surface-format-BytesPerPixel image) 3) GL_BGR GL_BGRA)
 280                                 (if (= (surface-format-BytesPerPixel image) 3) GL_RGB GL_RGBA)))
 281                  (texture (car (glGenTextures 1))))
 282
 283              (glBindTexture GL_TEXTURE_2D texture)
 284              (glTexImage2D GL_TEXTURE_2D 0 4 width height 0 byteorder GL_UNSIGNED_BYTE (surface-pixels image))
 285              (glTexParameteri GL_TEXTURE_2D GL_TEXTURE_MIN_FILTER min-filter)
 286              (glTexParameteri GL_TEXTURE_2D GL_TEXTURE_MAG_FILTER mag-filter)
 287              (set-texture-size! texture real-w real-h)
 288              texture))))))
 289
 290 (define* (draw-texture texture #:optional (zoom 1))
 291   (cond (texture
 292          (let ((width (texture-w texture))
 293                (height (texture-h texture)))
 294            (draw-rectangle (* zoom width) (* zoom height) #:texture texture)))))
 295
 296 (define* (draw-line length #:optional color)
 297   (let ((l (/ length 2)))
 298     (cond (color
 299            (with-color color (draw (list 0 l) (list 0 (- l)))))
 300           (else
 301            (draw (list 0 l) (list 0 (- l)))))))
 302
 303 (define* (draw-quad v1 v2 v3 v4 #:key texture color)
 304   (cond (texture
 305          (progn-textures
 306           (glBindTexture GL_TEXTURE_2D texture)
 307           (begin-draw 4)
 308           (draw-vertex v1 #:texture-coord '(0 0))
 309           (draw-vertex v2 #:texture-coord '(1 0))
 310           (draw-vertex v3 #:texture-coord '(1 1))
 311           (draw-vertex v4 #:texture-coord '(0 1))
 312           (glEnd)))
 313         (color
 314          (with-color color (draw v1 v2 v3 v4)))
 315         (else
 316          (draw v1 v2 v3 v4))))
 317
 318 (define* (draw-rectangle width height #:key texture color)
 319   (let ((w (/ width 2)) (h (/ height 2)))
 320     (draw-quad (list (- w) h 0)
 321                (list w h 0)
 322                (list w (- h) 0)
 323                (list (- w) (- h) 0)
 324                #:texture texture
 325                #:color color)))
 326
 327 (define* (draw-square #:key (size 1) texture color)
 328   (draw-rectangle size size #:texture texture #:color color))
 329
 330 (define* (draw-cube #:key (size 1)
 331                    texture texture-1 texture-2 texture-3 texture-4 texture-5 texture-6
 332                    color color-1 color-2 color-3 color-4 color-5 color-6)
 333   (let ((-size (- size)))
 334     (progn-textures
 335      (glNormal3f 0 0 1)
 336      (draw-quad (list -size size size) (list size size size) (list size -size size) (list -size -size size) #:texture (or texture-1 texture) #:color (or color-1 color))
 337      (glNormal3f 0 0 -1)
 338      (draw-quad (list -size -size -size) (list size -size -size) (list size size -size) (list -size size -size) #:texture (or texture-2 texture) #:color (or color-2 color))
 339      (glNormal3f 0 1 0)
 340      (draw-quad (list size size size) (list -size size size) (list -size size -size) (list size size -size) #:texture (or texture-3 texture) #:color (or color-3 color))
 341      (glNormal3f 0 -1 0)
 342      (draw-quad (list -size -size size) (list size -size size) (list size -size -size) (list -size -size -size) :texture (or texture-4 texture) #:color (or color-4 color))
 343      (glNormal3f 1 0 0)
 344      (draw-quad (list size -size -size) (list size -size size) (list size size size) (list size size -size) :texture (or texture-5 texture) #:color (or color-5 color))
 345      (glNormal3f -1 0 0)
 346      (draw-quad (list -size -size size) (list -size -size -size) (list -size size -size) (list -size size size) :texture (or texture-6 texture) #:color (or color-6 color)))))
 347
 348 (define* (translate x y #:optional (z 0))
 349   (glTranslatef x y z))
 350
 351 (define* (rotate #:rest rot)
 352   (cond ((3d-mode?)
 353          (apply 3d-rotate rot))
 354         (else
 355          (apply 2d-rotate rot))))
 356
 357 (define (3d-rotate xrot yrot zrot)
 358   (glRotatef xrot 1 0 0)
 359   (glRotatef yrot 0 1 0)
 360   (glRotatef zrot 0 0 1))
 361
 362 (define (2d-rotate rot)
 363   (glRotatef rot 0 0 1))
 364
 365 (define (to-origin)
 366   (glLoadIdentity)
 367   (cond ((3d-mode?) (camera-look))))
 368
 369
 370 ;;; Lights
 371
 372 (define* (add-light #:key light position ambient (id GL_LIGHT1) (turn-on t))
 373   (init-lighting)
 374   (and light (glLightfv id GL_DIFFUSE (first light) (second light) (third light) (fourth light)))
 375   (and light position (glLightfv GL_POSITION (first position) (second position) (third position) (fourth position)))
 376   (and ambient (glLightfv id GL_AMBIENT (first ambient) (second ambient) (third ambient) (fourth ambient)))
 377   (and turn-on (glEnable id))
 378   id)
 379
 380
 381 ;;; Camera
 382
 383 (define set-camera #f)
 384 (define camera-look #f)
 385
 386 (let ((camera-eye '(0 0 0)) (camera-center '(0 0 -100)) (camera-up '(0 1 0)))
 387   (set! set-camera
 388         (lambda* (#:key eye center up)
 389           (cond (eye (set! camera-eye eye)))
 390           (cond (center (set! camera-center center)))
 391           (cond (up (set! camera-up up)))))
 392
 393   (set! camera-look
 394         (lambda ()
 395           (apply gluLookAt (append camera-eye camera-center camera-up)))))
 396
 397
 398 ;;; Text and fonts
 399
 400 (define* (load-font font-file #:key (size 40) (encoding ft_encoding_unicode))
 401   (let ((font (ftglCreateTextureFont font-file)))
 402     (ftglSetFontFaceSize font size 72)
 403     (ftglSetFontCharMap font encoding)
 404     font))
 405
 406 (define* (render-text text font #:key (size #f))
 407   (cond (size (ftglSetFontFaceSize font size 72)))
 408   (ftglRenderFont font text FTGL_RENDER_ALL))