OpenGL de プログラミング

四角形ポリゴンにテクスチャマッピングを行い、
それをフラグメントシェーダでグレイスケール変換せよ

//入力頂点
struct VertexIn
{
	float4 position : POSITION;
	float3 color : COLOR;
	float2 texcoord : TEXCOORD0;
};

//出力頂点
struct VertexOut
{
	float4 position : POSITION;
	float3 color : COLOR;
	float2 texcoord : TEXCOORD0;
};

//-------- 頂点シェーダメイン関数 ---------//
VertexOut CgVertexMain(in VertexIn input,uniform float4x4 modelViewProj)
{
	VertexOut output;//出力用
	output.position = mul(modelViewProj, input.position);
	output.texcoord = input.texcoord;
	output.color = input.color;//色

	return output;
}

//フラグメントの入力
struct FragmentIn
{
	float4 position : POSITION; //ラスタライズ用(使用しない)
	float3 color : COLOR; //今回は使用しない
	float2 texcoord : TEXCOORD0;
};

//フラグメントの出力
struct FragmentOut
{
	float3 color : COLOR;
};

//--------- フラグメントシェーダメイン関数 ------------//
FragmentOut CgFragmentMain(in FragmentIn input,
								uniform sampler2D decal : TEX0)//TEX0でも可
{
	FragmentOut output;//フラグメント出力

	float gray = dot(tex2D(decal,input.texcoord),float3(0.299, 0.587, 0.114));

	output.color.xyz = gray;
	return output;
}

#include <iostream>
#include <cv.h>
#include <highgui.h>
#include <GL/glut.h>
#include <Cg/cg.h>
#include <Cg/cgGL.h>

#pragma comment (lib,"cg.lib")
#pragma comment (lib,"cgGL.lib")

#ifdef _DEBUG
	#pragma comment(lib,"cv200d.lib")
	#pragma comment(lib,"cxcore200d.lib")
	#pragma comment(lib,"highgui200d.lib")
#else
	#pragma comment(lib,"cv200.lib")
	#pragma comment(lib,"cxcore200.lib")
	#pragma comment(lib,"highgui200.lib")
#endif

//-------- 各種外部変数 -------------//
//Cg用変数
CGcontext CgContext; //コンテキスト
CGprofile CgVertexProfile;//頂点プロファイル
CGprogram CgVertexProgram;
CGprofile CgFragmentProfile;//フラグメントプロファイル
CGprogram CgFragmentProgram;
CGparameter CgModelViewProj; //CGparameter型(ModelProj行列を取得)
CGparameter CgFragmentParam_decal;//テクスチャId関連付け用


//テクスチャ関連
GLuint texId;
const char *filename = "posz.jpg";


//-------- プロトタイプ宣言 -----//
void display();
void reshape(int w, int h);
void drawXYZ();


//-------- テクスチャ読み込み------------------//
bool LoadTexture()
{
	cv::Ptr<IplImage> imgA = cvLoadImage(filename);
	if(imgA.empty())
	{
		return false;
	}

	cvConvertImage(imgA,imgA,CV_CVTIMG_SWAP_RB|CV_CVTIMG_FLIP);

	glGenTextures(1,&texId);
	glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,texId);

	glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR);
	glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR);

	glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D,0,GL_RGB,imgA->width,imgA->height,0,
		GL_RGB,GL_UNSIGNED_BYTE,imgA->imageData);

	glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,0);
	return true;

}

//-------- Cgの初期設定 -----------//
//頂点シェーダ設定
void setUpCgVertex()
{
	//プロファイルの取得
	CgVertexProfile = cgGLGetLatestProfile(CG_GL_VERTEX);
	if(CgVertexProfile == CG_PROFILE_UNKNOWN)
	{
		std::cerr << "Invalid profile type\n";
		exit(0);
	}
	cgGLSetOptimalOptions(CgVertexProfile);


	//ファイルを読んでコンパイル
	CgVertexProgram 
		= cgCreateProgramFromFile(
			CgContext,//コンテキスト
			CG_SOURCE,//Cgソースコード
			"vertex.cg", //「.cgファイル名」
			CgVertexProfile, //プロファイル
			"CgVertexMain", //「.cgファイル」で最初にいく関数
			NULL); //NULLでよい

	cgGLLoadProgram(CgVertexProgram);//プログラムのロード
	if(CgVertexProgram==NULL){
		std::cerr <<"Vertex Program Err. \n";
		exit(0);
	}
	//パラメータの関連付け
	CgModelViewProj = cgGetNamedParameter(CgVertexProgram, "modelViewProj");
}

//フラグメントの初期設定
void setUpCgFragment()
{
	//プロファイルの取得
	CgFragmentProfile = cgGLGetLatestProfile(CG_GL_FRAGMENT);
	if(CgFragmentProfile == CG_PROFILE_UNKNOWN){
		std::cerr << "Fragment : profile is unknown\n";
		exit(0);
	}
	cgGLSetOptimalOptions(CgFragmentProfile);

	//プログラムのコンパイル
	CgFragmentProgram 
		= cgCreateProgramFromFile(
			CgContext,//コンテキスト
			CG_SOURCE,//Cgソースコード
			"fragment.cg", //「.cgファイル名」
			CgFragmentProfile, //プロファイル
			"CgFragmentMain", //「.cgファイル」で最初にいく関数
			NULL); //NULLでよい

	cgGLLoadProgram(CgFragmentProgram); //プログラムのロード
	if(CgFragmentProgram==NULL){
		std::cerr <<"Fragment Program Err. \n";
		exit(0);
	}

	//fragment.cgではテクスチャの名前は「decal」
	CgFragmentParam_decal = cgGetNamedParameter(CgFragmentProgram, "decal");
	//テクスチャIDと関連付け
	cgGLSetTextureParameter(CgFragmentParam_decal, texId); //テクスチャとの関連付け
}

void CgINIT()
{
	//コンテキスト作成
	CgContext = cgCreateContext();
	if(CgContext == NULL){
		std::cerr << "Can't Create Context\n";
		exit(0);
	}

	setUpCgVertex();
	setUpCgFragment();
}


//------------ GLUTの初期設定 ---------------//
void GLUT_CALL_FUNC()
{
	glutDisplayFunc(display);
	glutReshapeFunc(reshape);
}

void OtherMyInit()
{
	glClearColor(1,1,1,1);
	glEnable(GL_DEPTH_TEST);
}

void GLUT_INIT(int argc,char **argv)
{
	glutInit(&argc,argv);
	glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH);
	glutInitWindowSize(640,480);
	glutCreateWindow("texture with Cg");
	GLUT_CALL_FUNC();
	OtherMyInit();
}

//---------- メイン関数 ---------------//
int main(int argc,char **argv)
{
	GLUT_INIT(argc,argv);

	if (LoadTexture() == false)
	{
		std::cerr << "Can't Load Image\n";
		return -1;
	};

	CgINIT();//Cgセットアップ

	glutMainLoop();

	return 0;
}



//----------- ここから各種コールバック -----------------//
void display()
{
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
	glLoadIdentity();

	gluLookAt(0.5,1,3, 0.5,0.5,0, 0,1,0);


	//Cgの有効化
	cgGLBindProgram(CgVertexProgram);
	cgGLEnableProfile(CgVertexProfile);

	cgGLBindProgram(CgFragmentProgram);
	cgGLEnableProfile(CgFragmentProfile);

	//現在のmodelview,projection行列を取得
	cgGLSetStateMatrixParameter(CgModelViewProj,
		CG_GL_MODELVIEW_PROJECTION_MATRIX,
		CG_GL_MATRIX_IDENTITY);


	cgUpdateProgramParameters(CgVertexProgram);//プログラムのパラメータの更新
	cgGLEnableTextureParameter(CgFragmentParam_decal);//テクスチャの有効化

	glColor3f(0,1,0);
	glBegin(GL_QUADS);
	glTexCoord2f(0,0);	glVertex2f(0.0, 0.0);
	glTexCoord2f(1,0);	glVertex2f(1.0, 0.0);
	glTexCoord2f(1,1);	glVertex2f(1.0, 1.0);
	glTexCoord2f(0,1);	glVertex2f(0.0, 1.0);
	glEnd();


	//Cgの無効化
	cgGLDisableTextureParameter(CgFragmentParam_decal);
	cgGLDisableProfile(CgVertexProfile);
	cgGLDisableProfile(CgFragmentProfile);

	drawXYZ();
	glutSwapBuffers();
}

void reshape(int w, int h)
{
	glViewport(0, 0, w, h);
	glMatrixMode(GL_PROJECTION);
	glLoadIdentity();
	gluPerspective(30.0, (double)w / (double)h, 1.0, 100.0);
	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
}


void drawXYZ()
{
	glBegin(GL_LINES);

	glColor3f(1,0,0);
	glVertex3f(0,0,0);
	glVertex3f(200,0,0);

	glColor3f(0,1,0);
	glVertex3f(0,0,0);
	glVertex3f(0,200,0);

	glColor3f(0,0,1);
	glVertex3f(0,0,0);
	glVertex3f(0,0,200);

	glEnd();

	glColor3f(1,1,1);
}