]> icculus.org git repositories - icculus/iodoom3.git/blob - neo/renderer/RenderWorld.h
Use the same OpenAL headers on all platforms.
[icculus/iodoom3.git] / neo / renderer / RenderWorld.h
1 /*
2 ===========================================================================
3
4 Doom 3 GPL Source Code
5 Copyright (C) 1999-2011 id Software LLC, a ZeniMax Media company. 
6
7 This file is part of the Doom 3 GPL Source Code (?Doom 3 Source Code?).  
8
9 Doom 3 Source Code is free software: you can redistribute it and/or modify
10 it under the terms of the GNU General Public License as published by
11 the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
12 (at your option) any later version.
13
14 Doom 3 Source Code is distributed in the hope that it will be useful,
15 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17 GNU General Public License for more details.
18
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with Doom 3 Source Code.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
21
22 In addition, the Doom 3 Source Code is also subject to certain additional terms. You should have received a copy of these additional terms immediately following the terms and conditions of the GNU General Public License which accompanied the Doom 3 Source Code.  If not, please request a copy in writing from id Software at the address below.
23
24 If you have questions concerning this license or the applicable additional terms, you may contact in writing id Software LLC, c/o ZeniMax Media Inc., Suite 120, Rockville, Maryland 20850 USA.
25
26 ===========================================================================
27 */
28
29 #ifndef __RENDERWORLD_H__
30 #define __RENDERWORLD_H__
31
32 /*
33 ===============================================================================
34
35         Render World
36
37 ===============================================================================
38 */
39
40 #define PROC_FILE_EXT                           "proc"
41 #define PROC_FILE_ID                            "mapProcFile003"
42
43 // shader parms
44 const int MAX_GLOBAL_SHADER_PARMS       = 12;
45
46 const int SHADERPARM_RED                        = 0;
47 const int SHADERPARM_GREEN                      = 1;
48 const int SHADERPARM_BLUE                       = 2;
49 const int SHADERPARM_ALPHA                      = 3;
50 const int SHADERPARM_TIMESCALE          = 3;
51 const int SHADERPARM_TIMEOFFSET         = 4;
52 const int SHADERPARM_DIVERSITY          = 5;    // random between 0.0 and 1.0 for some effects (muzzle flashes, etc)
53 const int SHADERPARM_MODE                       = 7;    // for selecting which shader passes to enable
54 const int SHADERPARM_TIME_OF_DEATH      = 7;    // for the monster skin-burn-away effect enable and time offset
55
56 // model parms
57 const int SHADERPARM_MD5_SKINSCALE      = 8;    // for scaling vertex offsets on md5 models (jack skellington effect)
58
59 const int SHADERPARM_MD3_FRAME          = 8;
60 const int SHADERPARM_MD3_LASTFRAME      = 9;
61 const int SHADERPARM_MD3_BACKLERP       = 10;
62
63 const int SHADERPARM_BEAM_END_X         = 8;    // for _beam models
64 const int SHADERPARM_BEAM_END_Y         = 9;
65 const int SHADERPARM_BEAM_END_Z         = 10;
66 const int SHADERPARM_BEAM_WIDTH         = 11;
67
68 const int SHADERPARM_SPRITE_WIDTH               = 8;
69 const int SHADERPARM_SPRITE_HEIGHT              = 9;
70
71 const int SHADERPARM_PARTICLE_STOPTIME = 8;     // don't spawn any more particles after this time
72
73 // guis
74 const int MAX_RENDERENTITY_GUI          = 3;
75
76
77 typedef bool(*deferredEntityCallback_t)( renderEntity_s *, const renderView_s * );
78
79
80 typedef struct renderEntity_s {
81         idRenderModel *                 hModel;                         // this can only be null if callback is set
82
83         int                                             entityNum;
84         int                                             bodyId;
85
86         // Entities that are expensive to generate, like skeletal models, can be
87         // deferred until their bounds are found to be in view, in the frustum
88         // of a shadowing light that is in view, or contacted by a trace / overlay test.
89         // This is also used to do visual cueing on items in the view
90         // The renderView may be NULL if the callback is being issued for a non-view related
91         // source.
92         // The callback function should clear renderEntity->callback if it doesn't
93         // want to be called again next time the entity is referenced (ie, if the
94         // callback has now made the entity valid until the next updateEntity)
95         idBounds                                bounds;                                 // only needs to be set for deferred models and md5s
96         deferredEntityCallback_t        callback;
97
98         void *                                  callbackData;                   // used for whatever the callback wants
99
100         // player bodies and possibly player shadows should be suppressed in views from
101         // that player's eyes, but will show up in mirrors and other subviews
102         // security cameras could suppress their model in their subviews if we add a way
103         // of specifying a view number for a remoteRenderMap view
104         int                                             suppressSurfaceInViewID;
105         int                                             suppressShadowInViewID;
106
107         // world models for the player and weapons will not cast shadows from view weapon
108         // muzzle flashes
109         int                                             suppressShadowInLightID;
110
111         // if non-zero, the surface and shadow (if it casts one)
112         // will only show up in the specific view, ie: player weapons
113         int                                             allowSurfaceInViewID;
114
115         // positioning
116         // axis rotation vectors must be unit length for many
117         // R_LocalToGlobal functions to work, so don't scale models!
118         // axis vectors are [0] = forward, [1] = left, [2] = up
119         idVec3                                  origin;
120         idMat3                                  axis;
121
122         // texturing
123         const idMaterial *              customShader;                   // if non-0, all surfaces will use this
124         const idMaterial *              referenceShader;                // used so flares can reference the proper light shader
125         const idDeclSkin *              customSkin;                             // 0 for no remappings
126         class idSoundEmitter *  referenceSound;                 // for shader sound tables, allowing effects to vary with sounds
127         float                                   shaderParms[ MAX_ENTITY_SHADER_PARMS ]; // can be used in any way by shader or model generation
128
129         // networking: see WriteGUIToSnapshot / ReadGUIFromSnapshot
130         class idUserInterface * gui[ MAX_RENDERENTITY_GUI ];
131
132         struct renderView_s     *       remoteRenderView;               // any remote camera surfaces will use this
133
134         int                                             numJoints;
135         idJointMat *                    joints;                                 // array of joints that will modify vertices.
136                                                                                                         // NULL if non-deformable model.  NOT freed by renderer
137
138         float                                   modelDepthHack;                 // squash depth range so particle effects don't clip into walls
139
140         // options to override surface shader flags (replace with material parameters?)
141         bool                                    noSelfShadow;                   // cast shadows onto other objects,but not self
142         bool                                    noShadow;                               // no shadow at all
143
144         bool                                    noDynamicInteractions;  // don't create any light / shadow interactions after
145                                                                                                         // the level load is completed.  This is a performance hack
146                                                                                                         // for the gigantic outdoor meshes in the monorail map, so
147                                                                                                         // all the lights in the moving monorail don't touch the meshes
148
149         bool                                    weaponDepthHack;                // squash depth range so view weapons don't poke into walls
150                                                                                                         // this automatically implies noShadow
151         int                                             forceUpdate;                    // force an update (NOTE: not a bool to keep this struct a multiple of 4 bytes)
152         int                                             timeGroup;
153         int                                             xrayIndex;
154 } renderEntity_t;
155
156
157 typedef struct renderLight_s {
158         idMat3                                  axis;                           // rotation vectors, must be unit length
159         idVec3                                  origin;
160
161         // if non-zero, the light will not show up in the specific view,
162         // which may be used if we want to have slightly different muzzle
163         // flash lights for the player and other views
164         int                                             suppressLightInViewID;
165
166         // if non-zero, the light will only show up in the specific view
167         // which can allow player gun gui lights and such to not effect everyone
168         int                                             allowLightInViewID;
169
170         // I am sticking the four bools together so there are no unused gaps in
171         // the padded structure, which could confuse the memcmp that checks for redundant
172         // updates
173         bool                                    noShadows;                      // (should we replace this with material parameters on the shader?)
174         bool                                    noSpecular;                     // (should we replace this with material parameters on the shader?)
175
176         bool                                    pointLight;                     // otherwise a projection light (should probably invert the sense of this, because points are way more common)
177         bool                                    parallel;                       // lightCenter gives the direction to the light at infinity
178         idVec3                                  lightRadius;            // xyz radius for point lights
179         idVec3                                  lightCenter;            // offset the lighting direction for shading and
180                                                                                                 // shadows, relative to origin
181
182         // frustum definition for projected lights, all reletive to origin
183         // FIXME: we should probably have real plane equations here, and offer
184         // a helper function for conversion from this format
185         idVec3                                  target;
186         idVec3                                  right;
187         idVec3                                  up;
188         idVec3                                  start;
189         idVec3                                  end;
190
191         // Dmap will generate an optimized shadow volume named _prelight_<lightName>
192         // for the light against all the _area* models in the map.  The renderer will
193         // ignore this value if the light has been moved after initial creation
194         idRenderModel *                 prelightModel;
195
196         // muzzle flash lights will not cast shadows from player and weapon world models
197         int                                             lightId;
198
199
200         const idMaterial *              shader;                         // NULL = either lights/defaultPointLight or lights/defaultProjectedLight
201         float                                   shaderParms[MAX_ENTITY_SHADER_PARMS];           // can be used in any way by shader
202         idSoundEmitter *                referenceSound;         // for shader sound tables, allowing effects to vary with sounds
203 } renderLight_t;
204
205
206 typedef struct renderView_s {
207         // player views will set this to a non-zero integer for model suppress / allow
208         // subviews (mirrors, cameras, etc) will always clear it to zero
209         int                                             viewID;
210
211         // sized from 0 to SCREEN_WIDTH / SCREEN_HEIGHT (640/480), not actual resolution
212         int                                             x, y, width, height;
213
214         float                                   fov_x, fov_y;
215         idVec3                                  vieworg;
216         idMat3                                  viewaxis;                       // transformation matrix, view looks down the positive X axis
217
218         bool                                    cramZNear;                      // for cinematics, we want to set ZNear much lower
219         bool                                    forceUpdate;            // for an update 
220
221         // time in milliseconds for shader effects and other time dependent rendering issues
222         int                                             time;
223         float                                   shaderParms[MAX_GLOBAL_SHADER_PARMS];           // can be used in any way by shader
224         const idMaterial                *globalMaterial;                                                        // used to override everything draw
225 } renderView_t;
226
227
228 // exitPortal_t is returned by idRenderWorld::GetPortal()
229 typedef struct {
230         int                                     areas[2];               // areas connected by this portal
231         const idWinding *       w;                              // winding points have counter clockwise ordering seen from areas[0]
232         int                                     blockingBits;   // PS_BLOCK_VIEW, PS_BLOCK_AIR, etc
233         qhandle_t                       portalHandle;
234 } exitPortal_t;
235
236
237 // guiPoint_t is returned by idRenderWorld::GuiTrace()
238 typedef struct {
239         float                           x, y;                   // 0.0 to 1.0 range if trace hit a gui, otherwise -1
240         int                                     guiId;                  // id of gui ( 0, 1, or 2 ) that the trace happened against
241 } guiPoint_t;
242
243
244 // modelTrace_t is for tracing vs. visual geometry
245 typedef struct modelTrace_s {
246         float                                   fraction;                       // fraction of trace completed
247         idVec3                                  point;                          // end point of trace in global space
248         idVec3                                  normal;                         // hit triangle normal vector in global space
249         const idMaterial *              material;                       // material of hit surface
250         const renderEntity_t *  entity;                         // render entity that was hit
251         int                                             jointNumber;            // md5 joint nearest to the hit triangle
252 } modelTrace_t;
253
254
255 static const int NUM_PORTAL_ATTRIBUTES = 3;
256
257 typedef enum {
258         PS_BLOCK_NONE = 0,
259
260         PS_BLOCK_VIEW = 1,
261         PS_BLOCK_LOCATION = 2,          // game map location strings often stop in hallways
262         PS_BLOCK_AIR = 4,                       // windows between pressurized and unpresurized areas
263
264         PS_BLOCK_ALL = (1<<NUM_PORTAL_ATTRIBUTES)-1
265 } portalConnection_t;
266
267
268 class idRenderWorld {
269 public:
270         virtual                                 ~idRenderWorld() {};
271
272         // The same render world can be reinitialized as often as desired
273         // a NULL or empty mapName will create an empty, single area world
274         virtual bool                    InitFromMap( const char *mapName ) = 0;
275
276         //-------------- Entity and Light Defs -----------------
277
278         // entityDefs and lightDefs are added to a given world to determine
279         // what will be drawn for a rendered scene.  Most update work is defered
280         // until it is determined that it is actually needed for a given view.
281         virtual qhandle_t               AddEntityDef( const renderEntity_t *re ) = 0;
282         virtual void                    UpdateEntityDef( qhandle_t entityHandle, const renderEntity_t *re ) = 0;
283         virtual void                    FreeEntityDef( qhandle_t entityHandle ) = 0;
284         virtual const renderEntity_t *GetRenderEntity( qhandle_t entityHandle ) const = 0;
285
286         virtual qhandle_t               AddLightDef( const renderLight_t *rlight ) = 0;
287         virtual void                    UpdateLightDef( qhandle_t lightHandle, const renderLight_t *rlight ) = 0;
288         virtual void                    FreeLightDef( qhandle_t lightHandle ) = 0;
289         virtual const renderLight_t *GetRenderLight( qhandle_t lightHandle ) const = 0;
290
291         // Force the generation of all light / surface interactions at the start of a level
292         // If this isn't called, they will all be dynamically generated
293         virtual void                    GenerateAllInteractions() = 0;
294
295         // returns true if this area model needs portal sky to draw
296         virtual bool                    CheckAreaForPortalSky( int areaNum ) = 0;
297
298         //-------------- Decals and Overlays  -----------------
299
300         // Creates decals on all world surfaces that the winding projects onto.
301         // The projection origin should be infront of the winding plane.
302         // The decals are projected onto world geometry between the winding plane and the projection origin.
303         // The decals are depth faded from the winding plane to a certain distance infront of the
304         // winding plane and the same distance from the projection origin towards the winding.
305         virtual void                    ProjectDecalOntoWorld( const idFixedWinding &winding, const idVec3 &projectionOrigin, const bool parallel, const float fadeDepth, const idMaterial *material, const int startTime ) = 0;
306
307         // Creates decals on static models.
308         virtual void                    ProjectDecal( qhandle_t entityHandle, const idFixedWinding &winding, const idVec3 &projectionOrigin, const bool parallel, const float fadeDepth, const idMaterial *material, const int startTime ) = 0;
309
310         // Creates overlays on dynamic models.
311         virtual void                    ProjectOverlay( qhandle_t entityHandle, const idPlane localTextureAxis[2], const idMaterial *material ) = 0;
312
313         // Removes all decals and overlays from the given entity def.
314         virtual void                    RemoveDecals( qhandle_t entityHandle ) = 0;
315
316         //-------------- Scene Rendering -----------------
317
318         // some calls to material functions use the current renderview time when servicing cinematics.  this function
319         // ensures that any parms accessed (such as time) are properly set.
320         virtual void                    SetRenderView( const renderView_t *renderView ) = 0;
321
322         // rendering a scene may actually render multiple subviews for mirrors and portals, and
323         // may render composite textures for gui console screens and light projections
324         // It would also be acceptable to render a scene multiple times, for "rear view mirrors", etc
325         virtual void                    RenderScene( const renderView_t *renderView ) = 0;
326
327         //-------------- Portal Area Information -----------------
328
329         // returns the number of portals
330         virtual int                             NumPortals( void ) const = 0;
331
332         // returns 0 if no portal contacts the bounds
333         // This is used by the game to identify portals that are contained
334         // inside doors, so the connection between areas can be topologically
335         // terminated when the door shuts.
336         virtual qhandle_t               FindPortal( const idBounds &b ) const = 0;
337
338         // doors explicitly close off portals when shut
339         // multiple bits can be set to block multiple things, ie: ( PS_VIEW | PS_LOCATION | PS_AIR )
340         virtual void                    SetPortalState( qhandle_t portal, int blockingBits ) = 0;
341         virtual int                             GetPortalState( qhandle_t portal ) = 0;
342
343         // returns true only if a chain of portals without the given connection bits set
344         // exists between the two areas (a door doesn't separate them, etc)
345         virtual bool                    AreasAreConnected( int areaNum1, int areaNum2, portalConnection_t connection ) = 0;
346
347         // returns the number of portal areas in a map, so game code can build information
348         // tables for the different areas
349         virtual int                             NumAreas( void ) const = 0;
350
351         // Will return -1 if the point is not in an area, otherwise
352         // it will return 0 <= value < NumAreas()
353         virtual int                             PointInArea( const idVec3 &point ) const = 0;
354
355         // fills the *areas array with the numbers of the areas the bounds cover
356         // returns the total number of areas the bounds cover
357         virtual int                             BoundsInAreas( const idBounds &bounds, int *areas, int maxAreas ) const = 0;
358
359         // Used by the sound system to do area flowing
360         virtual int                             NumPortalsInArea( int areaNum ) = 0;
361
362         // returns one portal from an area
363         virtual exitPortal_t    GetPortal( int areaNum, int portalNum ) = 0;
364
365         //-------------- Tracing  -----------------
366
367         // Checks a ray trace against any gui surfaces in an entity, returning the
368         // fraction location of the trace on the gui surface, or -1,-1 if no hit.
369         // This doesn't do any occlusion testing, simply ignoring non-gui surfaces.
370         // start / end are in global world coordinates.
371         virtual guiPoint_t              GuiTrace( qhandle_t entityHandle, const idVec3 start, const idVec3 end ) const = 0;
372
373         // Traces vs the render model, possibly instantiating a dynamic version, and returns true if something was hit
374         virtual bool                    ModelTrace( modelTrace_t &trace, qhandle_t entityHandle, const idVec3 &start, const idVec3 &end, const float radius ) const = 0;
375
376         // Traces vs the whole rendered world. FIXME: we need some kind of material flags.
377         virtual bool                    Trace( modelTrace_t &trace, const idVec3 &start, const idVec3 &end, const float radius, bool skipDynamic = true, bool skipPlayer = false ) const = 0;
378
379         // Traces vs the world model bsp tree.
380         virtual bool                    FastWorldTrace( modelTrace_t &trace, const idVec3 &start, const idVec3 &end ) const = 0;
381
382         //-------------- Demo Control  -----------------
383
384         // Writes a loadmap command to the demo, and clears archive counters.
385         virtual void                    StartWritingDemo( idDemoFile *demo ) = 0;
386         virtual void                    StopWritingDemo() = 0;
387
388         // Returns true when demoRenderView has been filled in.
389         // adds/updates/frees entityDefs and lightDefs based on the current demo file
390         // and returns the renderView to be used to render this frame.
391         // a demo file may need to be advanced multiple times if the framerate
392         // is less than 30hz
393         // demoTimeOffset will be set if a new map load command was processed before
394         // the next renderScene
395         virtual bool                    ProcessDemoCommand( idDemoFile *readDemo, renderView_t *demoRenderView, int *demoTimeOffset ) = 0;
396
397         // this is used to regenerate all interactions ( which is currently only done during influences ), there may be a less 
398         // expensive way to do it
399         virtual void                    RegenerateWorld() = 0;
400
401         //-------------- Debug Visualization  -----------------
402
403         // Line drawing for debug visualization
404         virtual void                    DebugClearLines( int time ) = 0;                // a time of 0 will clear all lines and text
405         virtual void                    DebugLine( const idVec4 &color, const idVec3 &start, const idVec3 &end, const int lifetime = 0, const bool depthTest = false ) = 0;
406         virtual void                    DebugArrow( const idVec4 &color, const idVec3 &start, const idVec3 &end, int size, const int lifetime = 0 ) = 0;
407         virtual void                    DebugWinding( const idVec4 &color, const idWinding &w, const idVec3 &origin, const idMat3 &axis, const int lifetime = 0, const bool depthTest = false ) = 0;
408         virtual void                    DebugCircle( const idVec4 &color, const idVec3 &origin, const idVec3 &dir, const float radius, const int numSteps, const int lifetime = 0, const bool depthTest = false ) = 0;
409         virtual void                    DebugSphere( const idVec4 &color, const idSphere &sphere, const int lifetime = 0, bool depthTest = false ) = 0;
410         virtual void                    DebugBounds( const idVec4 &color, const idBounds &bounds, const idVec3 &org = vec3_origin, const int lifetime = 0 ) = 0;
411         virtual void                    DebugBox( const idVec4 &color, const idBox &box, const int lifetime = 0 ) = 0;
412         virtual void                    DebugFrustum( const idVec4 &color, const idFrustum &frustum, const bool showFromOrigin = false, const int lifetime = 0 ) = 0;
413         virtual void                    DebugCone( const idVec4 &color, const idVec3 &apex, const idVec3 &dir, float radius1, float radius2, const int lifetime = 0 ) = 0;
414         virtual void                    DebugAxis( const idVec3 &origin, const idMat3 &axis ) = 0;
415
416         // Polygon drawing for debug visualization.
417         virtual void                    DebugClearPolygons( int time ) = 0;             // a time of 0 will clear all polygons
418         virtual void                    DebugPolygon( const idVec4 &color, const idWinding &winding, const int lifeTime = 0, const bool depthTest = false ) = 0;
419
420         // Text drawing for debug visualization.
421         virtual void                    DrawText( const char *text, const idVec3 &origin, float scale, const idVec4 &color, const idMat3 &viewAxis, const int align = 1, const int lifetime = 0, bool depthTest = false ) = 0;
422 };
423
424 #endif /* !__RENDERWORLD_H__ */