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 screen #f)
  65 (define flags 0)
  66
  67 (define* (init-video width height bpp #:key (mode '2d) (title ""))
  68   (cond ((not screen)
  69          (SDL_Init SDL_INIT_VIDEO)
  70          (let ((info (SDL_GetVideoInfo)))
  71            (SDL_GL_SetAttribute SDL_GL_DOUBLEBUFFER 1)
  72            (set! flags (+ SDL_OPENGL SDL_GL_DOUBLEBUFFER SDL_HWPALETTE SDL_RESIZABLE
  73                           (if (= (assoc-ref info 'hw_available) 0) SDL_SWSURFACE SDL_HWSURFACE)
  74                           (if (= (assoc-ref info 'blit_hw) 0) 0 SDL_HWACCEL)))
  75            (set! screen (SDL_SetVideoMode width height bpp flags))
  76            (SDL_WM_SetCaption title "")
  77            (init-gl)
  78            (if (eq? mode '3d) (set-3d-mode) (set-2d-mode))))))
  79
  80 (define (get-screen-height)
  81   (surface-h screen))
  82
  83 (define (get-screen-width)
  84   (surface-w screen))
  85
  86 (define (get-screen-bpp)
  87   (surface-format-BytesPerPixel screen))
  88
  89 (define (resize-screen width height)
  90   (cond (screen
  91          (set! screen (SDL_SetVideoMode width height (get-screen-bpp) flags))
  92          (resize-screen-GL width height))))
  93
  94 (define (quit-video)
  95   (cond (screen
  96          (SDL_FreeSurface screen)
  97          (set! screen #f)
  98          (SDL_Quit))))
  99
 100 (define (clear-screen)
 101   (glClear (+ GL_COLOR_BUFFER_BIT GL_DEPTH_BUFFER_BIT)))
 102
 103 (define (flip-screen)
 104   (SDL_GL_SwapBuffers))
 105
 106
 107 (define mode '2d)
 108
 109 (define (set-2d-mode)
 110   (set! mode '2d)
 111   (glDisable GL_DEPTH_TEST)
 112   (resize-screen-GL (get-screen-width) (get-screen-height)))
 113
 114 (define (set-3d-mode)
 115   (set! mode '3d)
 116   (glClearDepth 1)
 117   (glEnable GL_DEPTH_TEST)
 118   (glDepthFunc GL_LEQUAL)
 119   (resize-screen-GL (get-screen-width) (get-screen-height)))
 120
 121 (define (3d-mode?)
 122   (eq? mode '3d))
 123
 124
 125 (define (init-gl)
 126   (glShadeModel GL_SMOOTH)
 127   (glClearColor 0 0 0 0)
 128   (glEnable GL_BLEND)
 129   (glBlendFunc GL_SRC_ALPHA GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA)
 130   (glHint GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT GL_NICEST))
 131
 132 (define (resize-screen-GL width height)
 133   (glViewport 0 0 width height)
 134   (glMatrixMode GL_PROJECTION)
 135   (glLoadIdentity)
 136   (cond ((3d-mode?)
 137          (let ((ratio (if (= height 0) width (/ width height))))
 138            (gluPerspective 45 ratio 0.1 100)))
 139         (else
 140          (let* ((w (/ width 2)) (h (/ height 2)))
 141            (glOrtho (- w) w (- h) h 0 1))))
 142   (glMatrixMode GL_MODELVIEW)
 143   (glLoadIdentity))
 144
 145
 146 ;;; Frames per second
 147
 148 (define time 0)
 149 (define time-per-frame 50)   ;in ms
 150
 151 (define (set-frames-per-second fps)
 152   (set! time-per-frame (/ 1000.0 fps)))
 153
 154 (define (init-frame-time)
 155   (set! time (SDL_GetTicks)))
 156
 157 (define (get-frame-time)
 158   time)
 159
 160 (define (delay-frame)
 161   (let ((frame-time (- (SDL_GetTicks) time)))
 162     (cond ((< frame-time time-per-frame)
 163            (SDL_Delay (- time-per-frame frame-time))))))
 164
 165
 166 ;;; Drawing
 167
 168 (define current-color '(1 1 1 1))
 169
 170 (define (get-current-color)
 171   current-color)
 172
 173 (define* (set-current-color red green blue #:optional (alpha 1))
 174   (set! current-color (list red green blue alpha))
 175   (glColor4f red green blue alpha))
 176
 177 (define-macro (with-color color . code)
 178   (cond (color
 179          `(let ((original-color (get-current-color))
 180                 (result #f))
 181             (apply set-current-color ,color)
 182             (set! result (begin ,@code))
 183             (apply set-current-color original-color)
 184             result))
 185         (else `(begin ,@code))))
 186
 187 (define-macro (progn-textures . code)
 188   `(let ((result #f))
 189      (glEnable GL_TEXTURE_2D)
 190      (set! result (begin ,@code))
 191      (glDisable GL_TEXTURE_2D)
 192      result))
 193
 194 (define (draw . vertexes)
 195   (begin-draw (length vertexes))
 196   (draw-vertexes vertexes)
 197   (glEnd))
 198
 199 (define (begin-draw number-of-points)
 200   (cond ((= number-of-points 2) (glBegin GL_LINES))
 201         ((= number-of-points 3) (glBegin GL_TRIANGLES))
 202         ((= number-of-points 4) (glBegin GL_QUADS))))
 203
 204 (define (draw-vertexes vertexes)
 205   (cond ((not (null? vertexes))
 206          (draw-vertex (car vertexes))
 207          (draw-vertexes (cdr vertexes)))))
 208
 209 (define* (draw-vertex vertex #:key texture-coord)
 210   (cond ((list? (car vertex))
 211          (with-color (car vertex)
 212                      (apply simple-draw-vertex (cadr vertex))))
 213         (else
 214          (cond (texture-coord (apply glTexCoord2f texture-coord)))
 215          (apply simple-draw-vertex vertex))))
 216
 217 (define* (simple-draw-vertex x y #:optional (z 0))
 218   (cond ((3d-mode?) (glVertex3f x y z))
 219         (else (glVertex2f x y))))
 220
 221 (define (load-image filename)
 222   (let ((image (IMG_Load filename)))
 223     (cond (image
 224            (SDL_DisplayFormatAlpha image)))))
 225
 226 (define (load-image-for-texture filename)
 227   (let ((image (load-image filename)))
 228     (cond (image
 229            (let* ((width (surface-w image)) (height (surface-h image))
 230                   (power-2 (nearest-power-of-two (min width height)))
 231                   (resized-image #f))
 232              (cond ((and (= width power-2) (= height power-2)) (values image width height))
 233                    (else (set! resized-image (resize-surface image power-2 power-2))
 234                          (if resized-image (values resized-image width height))))))
 235           (else
 236            (values #f 0 0)))))
 237
 238 (define (resize-surface surface width height)
 239   (let ((old-width (surface-w surface)) (old-height (surface-h surface)))
 240     (cond ((and (= width old-width) (= height old-height)) surface)
 241           (else (let ((zoomx (/ (+ width 0.5) old-width)) (zoomy (/ (+ height 0.5) old-height)))
 242                (zoomSurface surface zoomx zoomy 0))))))
 243
 244 (define* (load-texture filename #:key (min-filter GL_LINEAR) (mag-filter GL_LINEAR))
 245   (progn-textures
 246    (receive
 247     (image real-w real-h) (load-image-for-texture filename)
 248     (cond (image
 249            (let ((width (surface-w image)) (height (surface-h image))
 250                  (byteorder (if (= SDL_BYTEORDER SDL_LIL_ENDIAN)
 251                                 (if (= (surface-format-BytesPerPixel image) 3) GL_BGR GL_BGRA)
 252                                 (if (= (surface-format-BytesPerPixel image) 3) GL_RGB GL_RGBA)))
 253                  (texture (car (glGenTextures 1))))
 254
 255              (glBindTexture GL_TEXTURE_2D texture)
 256              (glTexImage2D GL_TEXTURE_2D 0 4 width height 0 byteorder GL_UNSIGNED_BYTE (surface-pixels image))
 257              (glTexParameteri GL_TEXTURE_2D GL_TEXTURE_MIN_FILTER min-filter)
 258              (glTexParameteri GL_TEXTURE_2D GL_TEXTURE_MAG_FILTER mag-filter)
 259              (set-texture-size! texture real-w real-h)
 260              texture))))))
 261
 262 (define* (draw-texture texture #:optional (zoom 1))
 263   (cond (texture
 264          (let ((width (texture-w texture))
 265                (height (texture-h texture)))
 266            (draw-rectangle (* zoom width) (* zoom height) #:texture texture)))))
 267
 268 (define* (draw-line length #:optional color)
 269   (let ((l (/ length 2)))
 270     (cond (color
 271            (with-color color (draw (list 0 l) (list 0 (- l)))))
 272           (else
 273            (draw (list 0 l) (list 0 (- l)))))))
 274
 275 (define* (draw-quad v1 v2 v3 v4 #:key texture color)
 276   (cond (texture
 277          (progn-textures
 278           (glBindTexture GL_TEXTURE_2D texture)
 279           (begin-draw 4)
 280           (draw-vertex v1 #:texture-coord '(0 0))
 281           (draw-vertex v2 #:texture-coord '(1 0))
 282           (draw-vertex v3 #:texture-coord '(1 1))
 283           (draw-vertex v4 #:texture-coord '(0 1))
 284           (glEnd)))
 285         (color
 286          (with-color color (draw v1 v2 v3 v4)))
 287         (else
 288          (draw v1 v2 v3 v4))))
 289
 290 (define* (draw-rectangle width height #:key texture color)
 291   (let ((w (/ width 2)) (h (/ height 2)))
 292     (draw-quad (list (- w) h 0)
 293                (list w h 0)
 294                (list w (- h) 0)
 295                (list (- w) (- h) 0)
 296                #:texture texture
 297                #:color color)))
 298
 299 (define* (draw-square #:key (size 1) texture color)
 300   (draw-rectangle size size #:texture texture #:color color))
 301
 302 (define* (draw-cube #:key (size 1)
 303                    texture texture-1 texture-2 texture-3 texture-4 texture-5 texture-6
 304                    color color-1 color-2 color-3 color-4 color-5 color-6)
 305   (let ((-size (- size)))
 306     (progn-textures
 307      (glNormal3f 0 0 1)
 308      (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))
 309      (glNormal3f 0 0 -1)
 310      (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))
 311      (glNormal3f 0 1 0)
 312      (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))
 313      (glNormal3f 0 -1 0)
 314      (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))
 315      (glNormal3f 1 0 0)
 316      (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))
 317      (glNormal3f -1 0 0)
 318      (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)))))
 319
 320 (define* (translate x y #:optional (z 0))
 321   (glTranslatef x y z))
 322
 323 (define* (rotate #:rest rot)
 324   (cond ((3d-mode?)
 325          (apply 3d-rotate rot))
 326         (else
 327          (apply 2d-rotate rot))))
 328
 329 (define (3d-rotate xrot yrot zrot)
 330   (glRotatef xrot 1 0 0)
 331   (glRotatef yrot 0 1 0)
 332   (glRotatef zrot 0 0 1))
 333
 334 (define (2d-rotate rot)
 335   (glRotatef rot 0 0 1))
 336
 337 (define (to-origin)
 338   (glLoadIdentity)
 339   (cond ((3d-mode?) (camera-look))))
 340
 341
 342 ;;; Lights
 343
 344 ;; (define* (add-light #:key light position ambient (id GL_LIGHT1) (turn-on t))
 345 ;;   (init-lighting)
 346 ;;   (and light (glLightfv id GL_DIFFUSE (car light) (cadr light) (caddr light) (cadddr light)))
 347 ;;   (and light position (glLightfv GL_POSITION (car position) (cadr position) (caddr position) (cadddr position)))
 348 ;;   (and ambient (glLightfv id GL_AMBIENT (car ambient) (cadr ambient) (caddr ambient) (cadddr ambient)))
 349 ;;   (and turn-on (glEnable id))
 350 ;;   id)
 351
 352
 353 ;;; Camera
 354
 355 (define camera-eye '(0 0 0))
 356 (define camera-center '(0 0 -100))
 357 (define camera-up '(0 1 0))
 358
 359 (define* (set-camera #:key eye center up)
 360   (cond (eye (set! camera-eye eye)))
 361   (cond (center (set! camera-center center)))
 362   (cond (up (set! camera-up up))))
 363
 364 (define (camera-look)
 365   (apply gluLookAt (append camera-eye camera-center camera-up)))
 366
 367
 368 ;;; Text and fonts
 369
 370 (define* (load-font font-file #:key (size 40) (encoding ft_encoding_unicode))
 371   (let ((font (ftglCreateTextureFont font-file)))
 372     (ftglSetFontFaceSize font size 72)
 373     (ftglSetFontCharMap font encoding)
 374     font))
 375
 376 (define* (render-text text font #:key (size #f))
 377   (cond (size (ftglSetFontFaceSize font size 72)))
 378   (ftglRenderFont font text FTGL_RENDER_ALL))