gKit2 light
tuto_vertex_compute.cpp
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3 
4 #include "app.h"
5 
6 #include "vec.h"
7 #include "mat.h"
8 
9 #include "program.h"
10 #include "uniforms.h"
11 #include "texture.h"
12 
13 #include "mesh.h"
14 #include "wavefront.h"
15 
16 #include "orbiter.h"
17 
18 
19 // cf tuto_storage
20 namespace glsl
21 {
22  template < typename T >
23  struct alignas(8) gvec2
24  {
25  alignas(4) T x, y;
26 
27  gvec2( ) {}
28  gvec2( const ::vec2& v ) : x(v.x), y(v.y) {}
29  };
30 
31  typedef gvec2<float> vec2;
32  typedef gvec2<int> ivec2;
33  typedef gvec2<unsigned int> uvec2;
34  typedef gvec2<int> bvec2;
35 
36  template < typename T >
37  struct alignas(16) gvec3
38  {
39  alignas(4) T x, y, z;
40 
41  gvec3( ) {}
42  gvec3( const ::vec3& v ) : x(v.x), y(v.y), z(v.z) {}
43  gvec3( const Point& v ) : x(v.x), y(v.y), z(v.z) {}
44  gvec3( const Vector& v ) : x(v.x), y(v.y), z(v.z) {}
45  };
46 
47  typedef gvec3<float> vec3;
48  typedef gvec3<int> ivec3;
49  typedef gvec3<unsigned int> uvec3;
50  typedef gvec3<int> bvec3;
51 
52  template < typename T >
53  struct alignas(16) gvec4
54  {
55  alignas(4) T x, y, z, w;
56 
57  gvec4( ) {}
58  gvec4( const ::vec4& v ) : x(v.x), y(v.y), z(v.z), w(v.w) {}
59  };
60 
61  typedef gvec4<float> vec4;
62  typedef gvec4<int> ivec4;
63  typedef gvec4<unsigned int> uvec4;
64  typedef gvec4<int> bvec4;
65 }
66 
67 
68 class VertexCompute : public App
69 {
70 public:
71  // application openGL 4.3
72  VertexCompute( ) : App(1024, 640, 4,3) {}
73 
74  int init( )
75  {
76  m_mesh= read_mesh("data/bigguy.obj");
77  printf(" positions %d\n", m_mesh.vertex_count());
78  printf(" triangles %d\n", m_mesh.triangle_count());
79 
80  // construit le storage buffer contenant les positions, les normales et les texcoords, en utilisant les types alignes
81  struct vertex
82  {
83  glsl::vec3 position;
84  };
85 
86  // recupere les attributs du mesh
87  std::vector<vertex> data(m_mesh.vertex_count());
88  for(int i= 0; i < m_mesh.vertex_count(); i++)
89  data[i].position= m_mesh.positions().at(i);
90 
91  // vao par defaut, pas d'attribut. les positions des sommets sont dans le storage buffer...
92  glGenVertexArrays(1, &m_vao);
93  glBindVertexArray(m_vao);
94 
95  // storage buffers
96  glGenBuffers(1, &m_buffer);
97  glBindBuffer(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, m_buffer);
98  glBufferData(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, sizeof(vertex) * data.size(), data.data(), GL_STREAM_READ);
99 
100  glGenBuffers(1, &m_transformed_buffer);
101  glBindBuffer(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, m_transformed_buffer);
102  glBufferData(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, sizeof(vec4) * data.size(), std::vector<vec4>(data.size(), vec4()).data(), GL_STREAM_COPY);
103 
104  //
105  m_program= read_program("tutos/pipeline_compute.glsl");
106  program_print_errors(m_program);
107 
108  // compute shader
109  m_compute_program= read_program("tutos/vertex_compute.glsl");
110  program_print_errors(m_compute_program);
111 
112  // recupere le nombre de threads de chaque groupe du compute shader
113  GLint threads[3]= { };
114  glGetProgramiv(m_compute_program, GL_COMPUTE_WORK_GROUP_SIZE, threads);
115  printf("threads / group x %d, y %d, z %d\n", threads[0], threads[1], threads[2]);
116  m_compute_threads= threads[0];
117 
118  // nombre de groupes de threads a executer pour transformer les sommets du mesh
119  m_compute_groups= m_mesh.vertex_count() / m_compute_threads;
120  if(m_mesh.vertex_count() % m_compute_threads)
121  m_compute_groups= m_compute_groups +1;
122 
123  printf("groups %d= %d threads\n", m_compute_groups, m_compute_groups*m_compute_threads);
124 
125  //
126  Point pmin, pmax;
127  m_mesh.bounds(pmin, pmax);
128  m_camera.lookat(pmin, pmax);
129 
130  // etat openGL par defaut
131  glClearColor(0.2f, 0.2f, 0.2f, 1.f); // couleur par defaut de la fenetre
132 
133  glClearDepth(1.f); // profondeur par defaut
134  glDepthFunc(GL_LESS); // ztest, conserver l'intersection la plus proche de la camera
135  glEnable(GL_DEPTH_TEST); // activer le ztest
136 
137  glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE); // ne dessine que les aretes des triangles
138  glLineWidth(2);
139 
140  return 0; // ras, pas d'erreur
141  }
142 
143  // destruction des objets de l'application
144  int quit( )
145  {
146  m_mesh.release();
147  release_program(m_program);
148  release_program(m_compute_program);
149  glDeleteBuffers(1, &m_buffer);
150  glDeleteBuffers(1, &m_transformed_buffer);
151  glDeleteVertexArrays(1, &m_vao);
152  return 0;
153  }
154 
155  // dessiner une nouvelle image
156  int render( )
157  {
158  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
159 
160  // deplace la camera
161  int mx, my;
162  unsigned int mb= SDL_GetRelativeMouseState(&mx, &my);
163  if(mb & SDL_BUTTON(1)) // le bouton gauche est enfonce
164  m_camera.rotation(mx, my);
165  else if(mb & SDL_BUTTON(3)) // le bouton droit est enfonce
166  m_camera.move(mx);
167  else if(mb & SDL_BUTTON(2)) // le bouton du milieu est enfonce
168  m_camera.translation((float) mx / (float) window_width(), (float) my / (float) window_height());
169 
170  // selectionne les buffers
171  glBindBufferBase(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, 1, m_buffer);
172  glBindBufferBase(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, 0, m_transformed_buffer);
173 
174  // etape 1 : utilise le compute shader pour transformer les positions des sommets du mesh.
175  glUseProgram(m_compute_program);
176 
177  // uniforms du compute shader
178  Transform model= RotationY(global_time() / 60);
179  Transform view= m_camera.view();
180  Transform projection= m_camera.projection(window_width(), window_height(), 45);
181  Transform mvp= projection * view * model;
182 
183  program_uniform(m_compute_program, "mvpMatrix", mvp);
184 
185  // go !!
186  glDispatchCompute(m_compute_groups, 1, 1);
187 
188  // etape 2 : synchronisation, attendre les resultats du compute shader
189  glMemoryBarrier(GL_SHADER_STORAGE_BARRIER_BIT);
190 
191  // etape 3 : utilise les sommets transformes (par le compute shader) pour afficher le mesh.
192  glBindVertexArray(m_vao);
193  glUseProgram(m_program);
194  glBindBufferBase(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, 0, m_transformed_buffer);
195 
196  glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, m_mesh.vertex_count());
197 
198  glBindBufferBase(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, 1, 0);
199  glBindBufferBase(GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, 0, 0);
200 
201  return 1;
202  }
203 
204 protected:
205  Mesh m_mesh;
206  Orbiter m_camera;
207 
208  GLuint m_vao;
209  GLuint m_buffer;
210  GLuint m_transformed_buffer;
211  GLuint m_program;
212  GLuint m_compute_program;
213  int m_compute_threads;
214  int m_compute_groups;
215 };
216 
217 
218 int main( int argc, char **argv )
219 {
220  VertexCompute app;
221  app.run();
222 
223  return 0;
224 }
classe application.
Definition: app.h:20
App(const int width, const int height, const int major=3, const int minor=3, const int samples=0)
constructeur, dimensions de la fenetre et version d'openGL.
Definition: app.cpp:11
int run()
execution de l'application.
Definition: app.cpp:36
representation d'un objet / maillage.
Definition: mesh.h:112
void bounds(Point &pmin, Point &pmax) const
renvoie min et max les coordonnees des extremites des positions des sommets de l'objet (boite engloba...
Definition: mesh.cpp:503
int triangle_count() const
renvoie le nombre de triangles.
Definition: mesh.cpp:435
int vertex_count() const
renvoie le nombre de sommets.
Definition: mesh.h:291
void release()
detruit les objets openGL.
Definition: mesh.cpp:64
representation de la camera, type orbiter, placee sur une sphere autour du centre de l'objet.
Definition: orbiter.h:17
void lookat(const Point &center, const float size)
observe le point center a une distance size.
Definition: orbiter.cpp:7
void move(const float z)
rapproche / eloigne la camera du centre.
Definition: orbiter.cpp:33
Transform projection(const int width, const int height, const float fov)
fixe la projection reglee pour une image d'aspect width / height, et une demi ouverture de fov degres...
Definition: orbiter.cpp:47
void translation(const float x, const float y)
deplace le centre / le point observe.
Definition: orbiter.cpp:27
void rotation(const float x, const float y)
change le point de vue / la direction d'observation.
Definition: orbiter.cpp:21
Transform view() const
renvoie la transformation vue.
Definition: orbiter.cpp:40
int init()
a deriver pour creer les objets openGL. renvoie -1 pour indiquer une erreur, 0 sinon.
int render()
a deriver pour afficher les objets. renvoie 1 pour continuer, 0 pour fermer l'application.
int quit()
a deriver pour detruire les objets openGL. renvoie -1 pour indiquer une erreur, 0 sinon.
int window_height()
renvoie la hauteur de la fenetre de l'application.
Definition: window.cpp:29
void printf(Text &text, const int px, const int py, const char *format,...)
affiche un texte a la position x, y. meme utilisation que printf().
Definition: text.cpp:140
int window_width()
renvoie la largeur de la fenetre de l'application.
Definition: window.cpp:25
float global_time()
renvoie le temps ecoule depuis le lancement de l'application, en millisecondes.
Definition: window.cpp:128
Transform RotationY(const float a)
renvoie la matrice representation une rotation de a degree autour de l'axe Y.
Definition: mat.cpp:242
Mesh read_mesh(const char *filename)
charge un fichier wavefront .obj et renvoie un mesh compose de triangles non indexes....
Definition: wavefront.cpp:14
GLuint read_program(const char *filename, const char *definitions)
Definition: program.cpp:204
void program_uniform(const GLuint program, const char *uniform, const std::vector< unsigned > &v)
affecte un tableau de valeurs a un uniform du shader program.
Definition: uniforms.cpp:94
int program_print_errors(const GLuint program)
affiche les erreurs de compilation.
Definition: program.cpp:432
int release_program(const GLuint program)
detruit les shaders et le program.
Definition: program.cpp:211
representation d'un point 3d.
Definition: vec.h:21
representation d'une transformation, une matrice 4x4, organisee par ligne / row major.
Definition: mat.h:21
representation d'un vecteur 3d.
Definition: vec.h:59
vecteur generique, utilitaire.
Definition: vec.h:131
vecteur generique, utilitaire.
Definition: vec.h:146
vecteur generique 4d, ou 3d homogene, utilitaire.
Definition: vec.h:168
representation de l'indexation complete d'un sommet
Definition: wavefront.cpp:176