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             set-screen-bpp!
  30             resize-screen
  31             quit-video
  32             clear-screen
  33             flip-screen
  34             set-screen-title!
  35             get-screen-title
  36             set-2d-mode
  37             set-3d-mode
  38             3d-mode?
  39             set-frames-per-second
  40             init-frame-time
  41             get-frame-time
  42             delay-frame
  43             get-current-color
  44             set-current-color
  45             with-color
  46             progn-textures
  47             draw
  48             load-texture
  49             draw-texture
  50             draw-line
  51             draw-quad
  52             draw-rectangle
  53             draw-square
  54             draw-cube
  55             translate
  56             rotate
  57             to-origin
  58             add-light
  59             set-camera
  60             camera-look
  61             load-font
  62             render-text))
  63
  64
  65 ;;; Screen
  66
  67 (define screen #f)
  68 (define flags 0)
  69
  70 (define* (init-video 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            (set-screen-title! title)
  80            (init-gl)
  81            (if (eq? mode '3d) (set-3d-mode) (set-2d-mode))))))
  82
  83 (define (get-screen-height)
  84   (surface-h screen))
  85
  86 (define (get-screen-width)
  87   (surface-w screen))
  88
  89 (define (get-screen-bpp)
  90   (surface-format-BytesPerPixel screen))
  91
  92 (define (set-screen-bpp! bpp)
  93   (cond (screen
  94          (set! screen (SDL_SetVideoMode (get-screen-width) (get-screen-height) bpp flags)))))
  95
  96 (define (resize-screen width height)
  97   (cond (screen
  98          (set! screen (SDL_SetVideoMode width height (get-screen-bpp) flags))
  99          (resize-screen-GL width height))))
 100
 101 (define (quit-video)
 102   (cond (screen
 103          (SDL_FreeSurface screen)
 104          (set! screen #f)
 105          (SDL_Quit))))
 106
 107 (define (clear-screen)
 108   (glClear (+ GL_COLOR_BUFFER_BIT GL_DEPTH_BUFFER_BIT)))
 109
 110 (define (flip-screen)
 111   (SDL_GL_SwapBuffers))
 112
 113
 114 (define screen-title "")
 115
 116 (define (set-screen-title! title)
 117   (set! screen-title title)
 118   (SDL_WM_SetCaption title ""))
 119
 120 (define (get-screen-title)
 121   screen-title)
 122
 123
 124 (define mode '2d)
 125
 126 (define (set-2d-mode)
 127   (set! mode '2d)
 128   (glDisable GL_DEPTH_TEST)
 129   (resize-screen-GL (get-screen-width) (get-screen-height)))
 130
 131 (define (set-3d-mode)
 132   (set! mode '3d)
 133   (glClearDepth 1)
 134   (glEnable GL_DEPTH_TEST)
 135   (glDepthFunc GL_LEQUAL)
 136   (resize-screen-GL (get-screen-width) (get-screen-height)))
 137
 138 (define (3d-mode?)
 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 time 0)
 166 (define time-per-frame 50)   ;in ms
 167
 168 (define (set-frames-per-second fps)
 169   (set! time-per-frame (/ 1000.0 fps)))
 170
 171 (define (init-frame-time)
 172   (set! time (SDL_GetTicks)))
 173
 174 (define (get-frame-time)
 175   time)
 176
 177 (define (delay-frame)
 178   (let ((frame-time (- (SDL_GetTicks) time)))
 179     (cond ((< frame-time time-per-frame)
 180            (SDL_Delay (- time-per-frame frame-time))))))
 181
 182
 183 ;;; Drawing
 184
 185 (define current-color '(1 1 1 1))
 186
 187 (define (get-current-color)
 188   current-color)
 189
 190 (define* (set-current-color red green blue #:optional (alpha 1))
 191   (set! current-color (list red green blue alpha))
 192   (glColor4f red green blue alpha))
 193
 194 (define-macro (with-color color . code)
 195   (cond (color
 196          `(let ((original-color (get-current-color))
 197                 (result #f))
 198             (apply set-current-color ,color)
 199             (set! result (begin ,@code))
 200             (apply set-current-color original-color)
 201             result))
 202         (else `(begin ,@code))))
 203
 204 (define-macro (progn-textures . code)
 205   `(let ((result #f))
 206      (glEnable GL_TEXTURE_2D)
 207      (set! result (begin ,@code))
 208      (glDisable GL_TEXTURE_2D)
 209      result))
 210
 211 (define (draw . vertexes)
 212   (begin-draw (length vertexes))
 213   (draw-vertexes vertexes)
 214   (glEnd))
 215
 216 (define (begin-draw number-of-points)
 217   (cond ((= number-of-points 2) (glBegin GL_LINES))
 218         ((= number-of-points 3) (glBegin GL_TRIANGLES))
 219         ((= number-of-points 4) (glBegin GL_QUADS))))
 220
 221 (define (draw-vertexes vertexes)
 222   (cond ((not (null? vertexes))
 223          (draw-vertex (car vertexes))
 224          (draw-vertexes (cdr vertexes)))))
 225
 226 (define* (draw-vertex vertex #:key texture-coord)
 227   (cond ((list? (car vertex))
 228          (with-color (car vertex)
 229                      (apply simple-draw-vertex (cadr vertex))))
 230         (else
 231          (cond (texture-coord (apply glTexCoord2f texture-coord)))
 232          (apply simple-draw-vertex vertex))))
 233
 234 (define* (simple-draw-vertex x y #:optional (z 0))
 235   (cond ((3d-mode?) (glVertex3f x y z))
 236         (else (glVertex2f x y))))
 237
 238 (define (load-image filename)
 239   (let ((image (IMG_Load filename)))
 240     (cond (image
 241            (SDL_DisplayFormatAlpha image)))))
 242
 243 (define (load-image-for-texture filename)
 244   (let ((image (load-image filename)))
 245     (cond (image
 246            (let* ((width (surface-w image)) (height (surface-h image))
 247                   (power-2 (nearest-power-of-two (min width height)))
 248                   (resized-image #f))
 249              (cond ((and (= width power-2) (= height power-2)) (values image width height))
 250                    (else (set! resized-image (resize-surface image power-2 power-2))
 251                          (if resized-image (values resized-image width height))))))
 252           (else
 253            (values #f 0 0)))))
 254
 255 (define (resize-surface surface width height)
 256   (let ((old-width (surface-w surface)) (old-height (surface-h surface)))
 257     (cond ((and (= width old-width) (= height old-height)) surface)
 258           (else (let ((zoomx (/ (+ width 0.5) old-width)) (zoomy (/ (+ height 0.5) old-height)))
 259                (zoomSurface surface zoomx zoomy 0))))))
 260
 261 (define* (load-texture filename #:key (min-filter GL_LINEAR) (mag-filter GL_LINEAR))
 262   (progn-textures
 263    (receive
 264     (image real-w real-h) (load-image-for-texture filename)
 265     (cond (image
 266            (let ((width (surface-w image)) (height (surface-h image))
 267                  (byteorder (if (= SDL_BYTEORDER SDL_LIL_ENDIAN)
 268                                 (if (= (surface-format-BytesPerPixel image) 3) GL_BGR GL_BGRA)
 269                                 (if (= (surface-format-BytesPerPixel image) 3) GL_RGB GL_RGBA)))
 270                  (texture (car (glGenTextures 1))))
 271
 272              (glBindTexture GL_TEXTURE_2D texture)
 273              (glTexImage2D GL_TEXTURE_2D 0 4 width height 0 byteorder GL_UNSIGNED_BYTE (surface-pixels image))
 274              (glTexParameteri GL_TEXTURE_2D GL_TEXTURE_MIN_FILTER min-filter)
 275              (glTexParameteri GL_TEXTURE_2D GL_TEXTURE_MAG_FILTER mag-filter)
 276              (set-texture-size! texture real-w real-h)
 277              texture))))))
 278
 279 (define* (draw-texture texture #:optional (zoom 1))
 280   (cond (texture
 281          (let ((width (texture-w texture))
 282                (height (texture-h texture)))
 283            (draw-rectangle (* zoom width) (* zoom height) #:texture texture)))))
 284
 285 (define* (draw-line length #:optional color)
 286   (let ((l (/ length 2)))
 287     (cond (color
 288            (with-color color (draw (list 0 l) (list 0 (- l)))))
 289           (else
 290            (draw (list 0 l) (list 0 (- l)))))))
 291
 292 (define* (draw-quad v1 v2 v3 v4 #:key texture color)
 293   (cond (texture
 294          (progn-textures
 295           (glBindTexture GL_TEXTURE_2D texture)
 296           (begin-draw 4)
 297           (draw-vertex v1 #:texture-coord '(0 0))
 298           (draw-vertex v2 #:texture-coord '(1 0))
 299           (draw-vertex v3 #:texture-coord '(1 1))
 300           (draw-vertex v4 #:texture-coord '(0 1))
 301           (glEnd)))
 302         (color
 303          (with-color color (draw v1 v2 v3 v4)))
 304         (else
 305          (draw v1 v2 v3 v4))))
 306
 307 (define* (draw-rectangle width height #:key texture color)
 308   (let ((w (/ width 2)) (h (/ height 2)))
 309     (draw-quad (list (- w) h 0)
 310                (list w h 0)
 311                (list w (- h) 0)
 312                (list (- w) (- h) 0)
 313                #:texture texture
 314                #:color color)))
 315
 316 (define* (draw-square #:key (size 1) texture color)
 317   (draw-rectangle size size #:texture texture #:color color))
 318
 319 (define* (draw-cube #:key (size 1)
 320                    texture texture-1 texture-2 texture-3 texture-4 texture-5 texture-6
 321                    color color-1 color-2 color-3 color-4 color-5 color-6)
 322   (let ((-size (- size)))
 323     (progn-textures
 324      (glNormal3f 0 0 1)
 325      (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))
 326      (glNormal3f 0 0 -1)
 327      (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))
 328      (glNormal3f 0 1 0)
 329      (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))
 330      (glNormal3f 0 -1 0)
 331      (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))
 332      (glNormal3f 1 0 0)
 333      (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))
 334      (glNormal3f -1 0 0)
 335      (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)))))
 336
 337 (define* (translate x y #:optional (z 0))
 338   (glTranslatef x y z))
 339
 340 (define* (rotate #:rest rot)
 341   (cond ((3d-mode?)
 342          (apply 3d-rotate rot))
 343         (else
 344          (apply 2d-rotate rot))))
 345
 346 (define (3d-rotate xrot yrot zrot)
 347   (glRotatef xrot 1 0 0)
 348   (glRotatef yrot 0 1 0)
 349   (glRotatef zrot 0 0 1))
 350
 351 (define (2d-rotate rot)
 352   (glRotatef rot 0 0 1))
 353
 354 (define (to-origin)
 355   (glLoadIdentity)
 356   (cond ((3d-mode?) (camera-look))))
 357
 358
 359 ;;; Lights
 360
 361 ;; (define* (add-light #:key light position ambient (id GL_LIGHT1) (turn-on t))
 362 ;;   (init-lighting)
 363 ;;   (and light (glLightfv id GL_DIFFUSE (car light) (cadr light) (caddr light) (cadddr light)))
 364 ;;   (and light position (glLightfv GL_POSITION (car position) (cadr position) (caddr position) (cadddr position)))
 365 ;;   (and ambient (glLightfv id GL_AMBIENT (car ambient) (cadr ambient) (caddr ambient) (cadddr ambient)))
 366 ;;   (and turn-on (glEnable id))
 367 ;;   id)
 368
 369
 370 ;;; Camera
 371
 372 (define camera-eye '(0 0 0))
 373 (define camera-center '(0 0 -100))
 374 (define camera-up '(0 1 0))
 375
 376 (define* (set-camera #:key eye center up)
 377   (cond (eye (set! camera-eye eye)))
 378   (cond (center (set! camera-center center)))
 379   (cond (up (set! camera-up up))))
 380
 381 (define (camera-look)
 382   (apply gluLookAt (append camera-eye camera-center camera-up)))
 383
 384
 385 ;;; Text and fonts
 386
 387 (define* (load-font font-file #:key (size 40) (encoding ft_encoding_unicode))
 388   (let ((font (ftglCreateTextureFont font-file)))
 389     (ftglSetFontFaceSize font size 72)
 390     (ftglSetFontCharMap font encoding)
 391     font))
 392
 393 (define* (render-text text font #:key (size #f))
 394   (cond (size (ftglSetFontFaceSize font size 72)))
 395   (ftglRenderFont font text FTGL_RENDER_ALL))