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