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