src/client/shadows/dynamicshadowsrender.h

   1 /*
   2 Minetest
   3 Copyright (C) 2021 Liso <anlismon@gmail.com>
   4
   5 This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6 it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
   7 the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or
   8 (at your option) any later version.
   9
  10 This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13 GNU Lesser General Public License for more details.
  14
  15 You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License along
  16 with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  17 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  18 */
  19
  20 #pragma once
  21
  22 #include <string>
  23 #include <vector>
  24 #include "irrlichttypes_extrabloated.h"
  25 #include "client/shadows/dynamicshadows.h"
  26
  27 class ShadowDepthShaderCB;
  28 class shadowScreenQuad;
  29 class shadowScreenQuadCB;
  30
  31 enum E_SHADOW_MODE : u8
  32 {
  33         ESM_RECEIVE = 0,
  34         ESM_BOTH,
  35 };
  36
  37 struct NodeToApply
  38 {
  39         NodeToApply(scene::ISceneNode *n,
  40                         E_SHADOW_MODE m = E_SHADOW_MODE::ESM_BOTH) :
  41                         node(n),
  42                         shadowMode(m){};
  43         bool operator<(const NodeToApply &other) const { return node < other.node; };
  44
  45         scene::ISceneNode *node;
  46
  47         E_SHADOW_MODE shadowMode{E_SHADOW_MODE::ESM_BOTH};
  48         bool dirty{false};
  49 };
  50
  51 class ShadowRenderer
  52 {
  53 public:
  54         ShadowRenderer(IrrlichtDevice *device, Client *client);
  55
  56         ~ShadowRenderer();
  57
  58         void initialize();
  59
  60         /// Adds a directional light shadow map (Usually just one (the sun) except in
  61         /// Tattoine ).
  62         size_t addDirectionalLight();
  63         DirectionalLight &getDirectionalLight(u32 index = 0);
  64         size_t getDirectionalLightCount() const;
  65         f32 getMaxShadowFar() const;
  66
  67         /// Adds a shadow to the scene node.
  68         /// The shadow mode can be ESM_BOTH, or ESM_RECEIVE.
  69         /// ESM_BOTH casts and receives shadows
  70         /// ESM_RECEIVE only receives but does not cast shadows.
  71         ///
  72         void addNodeToShadowList(scene::ISceneNode *node,
  73                         E_SHADOW_MODE shadowMode = ESM_BOTH);
  74         void removeNodeFromShadowList(scene::ISceneNode *node);
  75
  76         void update(video::ITexture *outputTarget = nullptr);
  77         void drawDebug();
  78
  79         video::ITexture *get_texture()
  80         {
  81                 return shadowMapTextureFinal;
  82         }
  83
  84
  85         bool is_active() const { return m_shadows_enabled && shadowMapTextureFinal != nullptr; }
  86         void setTimeOfDay(float isDay) { m_time_day = isDay; };
  87         void setShadowIntensity(float shadow_intensity);
  88
  89         s32 getShadowSamples() const { return m_shadow_samples; }
  90         float getShadowStrength() const { return m_shadows_enabled ? m_shadow_strength : 0.0f; }
  91         float getTimeOfDay() const { return m_time_day; }
  92
  93         f32 getPerspectiveBiasXY() { return m_perspective_bias_xy; }
  94         f32 getPerspectiveBiasZ() { return m_perspective_bias_z; }
  95
  96 private:
  97         video::ITexture *getSMTexture(const std::string &shadow_map_name,
  98                         video::ECOLOR_FORMAT texture_format,
  99                         bool force_creation = false);
 100
 101         void renderShadowMap(video::ITexture *target, DirectionalLight &light,
 102                         scene::E_SCENE_NODE_RENDER_PASS pass =
 103                                         scene::ESNRP_SOLID);
 104         void renderShadowObjects(video::ITexture *target, DirectionalLight &light);
 105         void mixShadowsQuad();
 106         void updateSMTextures();
 107
 108         void disable();
 109         void enable() { m_shadows_enabled = m_shadows_supported; }
 110
 111         // a bunch of variables
 112         scene::ISceneManager *m_smgr{nullptr};
 113         video::IVideoDriver *m_driver{nullptr};
 114         Client *m_client{nullptr};
 115         video::ITexture *shadowMapClientMap{nullptr};
 116         video::ITexture *shadowMapClientMapFuture{nullptr};
 117         video::ITexture *shadowMapTextureFinal{nullptr};
 118         video::ITexture *shadowMapTextureDynamicObjects{nullptr};
 119         video::ITexture *shadowMapTextureColors{nullptr};
 120
 121         std::vector<DirectionalLight> m_light_list;
 122         std::vector<NodeToApply> m_shadow_node_array;
 123
 124         float m_shadow_strength;
 125         float m_shadow_strength_gamma;
 126         float m_shadow_map_max_distance;
 127         float m_shadow_map_texture_size;
 128         float m_time_day{0.0f};
 129         int m_shadow_samples;
 130         bool m_shadow_map_texture_32bit;
 131         bool m_shadows_enabled;
 132         bool m_shadows_supported;
 133         bool m_shadow_map_colored;
 134         u8 m_map_shadow_update_frames; /* Use this number of frames to update map shaodw */
 135         u8 m_current_frame{0}; /* Current frame */
 136         f32 m_perspective_bias_xy;
 137         f32 m_perspective_bias_z;
 138
 139         video::ECOLOR_FORMAT m_texture_format{video::ECOLOR_FORMAT::ECF_R16F};
 140         video::ECOLOR_FORMAT m_texture_format_color{video::ECOLOR_FORMAT::ECF_R16G16};
 141
 142         // Shadow Shader stuff
 143
 144         void createShaders();
 145         std::string readShaderFile(const std::string &path);
 146
 147         s32 depth_shader{-1};
 148         s32 depth_shader_entities{-1};
 149         s32 depth_shader_trans{-1};
 150         s32 mixcsm_shader{-1};
 151
 152         ShadowDepthShaderCB *m_shadow_depth_cb{nullptr};
 153         ShadowDepthShaderCB *m_shadow_depth_entity_cb{nullptr};
 154         ShadowDepthShaderCB *m_shadow_depth_trans_cb{nullptr};
 155
 156         shadowScreenQuad *m_screen_quad{nullptr};
 157         shadowScreenQuadCB *m_shadow_mix_cb{nullptr};
 158 };