15832144755
2022-01-06 7b4c8991dca9cf2a809a95e239d144697d3afb56
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
import Cartesian3 from "../Core/Cartesian3.js";
import ComponentDatatype from "../Core/ComponentDatatype.js";
import defined from "../Core/defined.js";
import destroyObject from "../Core/destroyObject.js";
import IndexDatatype from "../Core/IndexDatatype.js";
import loadKTX2 from "../Core/loadKTX2.js";
import PixelFormat from "../Core/PixelFormat.js";
import Buffer from "../Renderer/Buffer.js";
import BufferUsage from "../Renderer/BufferUsage.js";
import ComputeCommand from "../Renderer/ComputeCommand.js";
import CubeMap from "../Renderer/CubeMap.js";
import PixelDatatype from "../Renderer/PixelDatatype.js";
import ShaderProgram from "../Renderer/ShaderProgram.js";
import ShaderSource from "../Renderer/ShaderSource.js";
import Texture from "../Renderer/Texture.js";
import VertexArray from "../Renderer/VertexArray.js";
import OctahedralProjectionAtlasFS from "../Shaders/OctahedralProjectionAtlasFS.js";
import OctahedralProjectionFS from "../Shaders/OctahedralProjectionFS.js";
import OctahedralProjectionVS from "../Shaders/OctahedralProjectionVS.js";
import when from "../ThirdParty/when.js";
 
/**
 * Packs all mip levels of a cube map into a 2D texture atlas.
 *
 * Octahedral projection is a way of putting the cube maps onto a 2D texture
 * with minimal distortion and easy look up.
 * See Chapter 16 of WebGL Insights "HDR Image-Based Lighting on the Web" by Jeff Russell
 * and "Octahedron Environment Maps" for reference.
 *
 * @private
 */
function OctahedralProjectedCubeMap(url) {
  this._url = url;
 
  this._cubeMapBuffers = undefined;
  this._cubeMaps = undefined;
  this._texture = undefined;
  this._mipTextures = undefined;
  this._va = undefined;
  this._sp = undefined;
 
  this._maximumMipmapLevel = undefined;
 
  this._loading = false;
  this._ready = false;
  this._readyPromise = when.defer();
}
 
Object.defineProperties(OctahedralProjectedCubeMap.prototype, {
  /**
   * The url to the KTX2 file containing the specular environment map and convoluted mipmaps.
   * @memberof OctahedralProjectedCubeMap.prototype
   * @type {String}
   * @readonly
   */
  url: {
    get: function () {
      return this._url;
    },
  },
  /**
   * A texture containing all the packed convolutions.
   * @memberof OctahedralProjectedCubeMap.prototype
   * @type {Texture}
   * @readonly
   */
  texture: {
    get: function () {
      return this._texture;
    },
  },
  /**
   * The maximum number of mip levels.
   * @memberOf OctahedralProjectedCubeMap.prototype
   * @type {Number}
   * @readonly
   */
  maximumMipmapLevel: {
    get: function () {
      return this._maximumMipmapLevel;
    },
  },
  /**
   * Determines if the texture atlas is complete and ready to use.
   * @memberof OctahedralProjectedCubeMap.prototype
   * @type {Boolean}
   * @readonly
   */
  ready: {
    get: function () {
      return this._ready;
    },
  },
  /**
   * Gets a promise that resolves when the texture atlas is ready to use.
   * @memberof OctahedralProjectedCubeMap.prototype
   * @type {Promise<void>}
   * @readonly
   */
  readyPromise: {
    get: function () {
      return this._readyPromise.promise;
    },
  },
});
 
OctahedralProjectedCubeMap.isSupported = function (context) {
  return (
    (context.colorBufferHalfFloat && context.halfFloatingPointTexture) ||
    (context.floatingPointTexture && context.colorBufferFloat)
  );
};
 
// These vertices are based on figure 1 from "Octahedron Environment Maps".
var v1 = new Cartesian3(1.0, 0.0, 0.0);
var v2 = new Cartesian3(0.0, 0.0, 1.0);
var v3 = new Cartesian3(-1.0, 0.0, 0.0);
var v4 = new Cartesian3(0.0, 0.0, -1.0);
var v5 = new Cartesian3(0.0, 1.0, 0.0);
var v6 = new Cartesian3(0.0, -1.0, 0.0);
 
// top left, left, top, center, right, top right, bottom, bottom left, bottom right
var cubeMapCoordinates = [v5, v3, v2, v6, v1, v5, v4, v5, v5];
var length = cubeMapCoordinates.length;
var flatCubeMapCoordinates = new Float32Array(length * 3);
 
var offset = 0;
for (var i = 0; i < length; ++i, offset += 3) {
  Cartesian3.pack(cubeMapCoordinates[i], flatCubeMapCoordinates, offset);
}
 
var flatPositions = new Float32Array([
  -1.0,
  1.0, // top left
  -1.0,
  0.0, // left
  0.0,
  1.0, // top
  0.0,
  0.0, // center
  1.0,
  0.0, // right
  1.0,
  1.0, // top right
  0.0,
  -1.0, // bottom
  -1.0,
  -1.0, // bottom left
  1.0,
  -1.0, // bottom right
]);
var indices = new Uint16Array([
  0,
  1,
  2, // top left, left, top,
  2,
  3,
  1, // top, center, left,
  7,
  6,
  1, // bottom left, bottom, left,
  3,
  6,
  1, // center, bottom, left,
  2,
  5,
  4, // top, top right, right,
  3,
  4,
  2, // center, right, top,
  4,
  8,
  6, // right, bottom right, bottom,
  3,
  4,
  6, //center, right, bottom
]);
 
function createVertexArray(context) {
  var positionBuffer = Buffer.createVertexBuffer({
    context: context,
    typedArray: flatPositions,
    usage: BufferUsage.STATIC_DRAW,
  });
  var cubeMapCoordinatesBuffer = Buffer.createVertexBuffer({
    context: context,
    typedArray: flatCubeMapCoordinates,
    usage: BufferUsage.STATIC_DRAW,
  });
  var indexBuffer = Buffer.createIndexBuffer({
    context: context,
    typedArray: indices,
    usage: BufferUsage.STATIC_DRAW,
    indexDatatype: IndexDatatype.UNSIGNED_SHORT,
  });
 
  var attributes = [
    {
      index: 0,
      vertexBuffer: positionBuffer,
      componentsPerAttribute: 2,
      componentDatatype: ComponentDatatype.FLOAT,
    },
    {
      index: 1,
      vertexBuffer: cubeMapCoordinatesBuffer,
      componentsPerAttribute: 3,
      componentDatatype: ComponentDatatype.FLOAT,
    },
  ];
  return new VertexArray({
    context: context,
    attributes: attributes,
    indexBuffer: indexBuffer,
  });
}
 
function createUniformTexture(texture) {
  return function () {
    return texture;
  };
}
 
function cleanupResources(map) {
  map._va = map._va && map._va.destroy();
  map._sp = map._sp && map._sp.destroy();
 
  var i;
  var length;
 
  var cubeMaps = map._cubeMaps;
  if (defined(cubeMaps)) {
    length = cubeMaps.length;
    for (i = 0; i < length; ++i) {
      cubeMaps[i].destroy();
    }
  }
  var mipTextures = map._mipTextures;
  if (defined(mipTextures)) {
    length = mipTextures.length;
    for (i = 0; i < length; ++i) {
      mipTextures[i].destroy();
    }
  }
 
  map._va = undefined;
  map._sp = undefined;
  map._cubeMaps = undefined;
  map._cubeMapBuffers = undefined;
  map._mipTextures = undefined;
}
 
/**
 * Creates compute commands to generate octahedral projections of each cube map
 * and then renders them to an atlas.
 * <p>
 * Only needs to be called twice. The first call queues the compute commands to generate the atlas.
 * The second call cleans up unused resources. Every call afterwards is a no-op.
 * </p>
 *
 * @param {FrameState} frameState The frame state.
 *
 * @private
 */
OctahedralProjectedCubeMap.prototype.update = function (frameState) {
  var context = frameState.context;
 
  if (!OctahedralProjectedCubeMap.isSupported(context)) {
    return;
  }
 
  if (defined(this._texture) && defined(this._va)) {
    cleanupResources(this);
  }
  if (defined(this._texture)) {
    return;
  }
 
  if (!defined(this._texture) && !this._loading) {
    var cachedTexture = context.textureCache.getTexture(this._url);
    if (defined(cachedTexture)) {
      cleanupResources(this);
      this._texture = cachedTexture;
      this._maximumMipmapLevel = this._texture.maximumMipmapLevel;
      this._ready = true;
      this._readyPromise.resolve();
      return;
    }
  }
 
  var cubeMapBuffers = this._cubeMapBuffers;
  if (!defined(cubeMapBuffers) && !this._loading) {
    var that = this;
    loadKTX2(this._url)
      .then(function (buffers) {
        that._cubeMapBuffers = buffers;
        that._loading = false;
      })
      .otherwise(this._readyPromise.reject);
    this._loading = true;
  }
  if (!defined(this._cubeMapBuffers)) {
    return;
  }
 
  var defines = [];
  // Datatype is defined if it is a normalized type (i.e. ..._UNORM, ..._SFLOAT)
  var pixelDatatype = cubeMapBuffers[0].positiveX.pixelDatatype;
  if (!defined(pixelDatatype)) {
    pixelDatatype = context.halfFloatingPointTexture
      ? PixelDatatype.HALF_FLOAT
      : PixelDatatype.FLOAT;
  } else {
    defines.push("RGBA_NORMALIZED");
  }
  var pixelFormat = PixelFormat.RGBA;
 
  var fs = new ShaderSource({
    defines: defines,
    sources: [OctahedralProjectionFS],
  });
 
  this._va = createVertexArray(context);
  this._sp = ShaderProgram.fromCache({
    context: context,
    vertexShaderSource: OctahedralProjectionVS,
    fragmentShaderSource: fs,
    attributeLocations: {
      position: 0,
      cubeMapCoordinates: 1,
    },
  });
 
  // We only need up to 6 mip levels to avoid artifacts.
  var length = Math.min(cubeMapBuffers.length, 6);
  this._maximumMipmapLevel = length - 1;
  var cubeMaps = (this._cubeMaps = new Array(length));
  var mipTextures = (this._mipTextures = new Array(length));
  var originalSize = cubeMapBuffers[0].positiveX.width * 2.0;
  var uniformMap = {
    originalSize: function () {
      return originalSize;
    },
  };
 
  // First we project each cubemap onto a flat octahedron, and write that to a texture.
  for (var i = 0; i < length; ++i) {
    // Swap +Y/-Y faces since the octahedral projection expects this order.
    var positiveY = cubeMapBuffers[i].positiveY;
    cubeMapBuffers[i].positiveY = cubeMapBuffers[i].negativeY;
    cubeMapBuffers[i].negativeY = positiveY;
 
    var cubeMap = (cubeMaps[i] = new CubeMap({
      context: context,
      source: cubeMapBuffers[i],
      pixelDatatype: pixelDatatype,
    }));
    var size = cubeMaps[i].width * 2;
 
    var mipTexture = (mipTextures[i] = new Texture({
      context: context,
      width: size,
      height: size,
      pixelDatatype: pixelDatatype,
      pixelFormat: pixelFormat,
    }));
 
    var command = new ComputeCommand({
      vertexArray: this._va,
      shaderProgram: this._sp,
      uniformMap: {
        cubeMap: createUniformTexture(cubeMap),
      },
      outputTexture: mipTexture,
      persists: true,
      owner: this,
    });
    frameState.commandList.push(command);
 
    uniformMap["texture" + i] = createUniformTexture(mipTexture);
  }
 
  this._texture = new Texture({
    context: context,
    width: originalSize * 1.5 + 2.0, // We add a 1 pixel border to avoid linear sampling artifacts.
    height: originalSize,
    pixelDatatype: pixelDatatype,
    pixelFormat: pixelFormat,
  });
 
  this._texture.maximumMipmapLevel = this._maximumMipmapLevel;
  context.textureCache.addTexture(this._url, this._texture);
 
  var atlasCommand = new ComputeCommand({
    fragmentShaderSource: OctahedralProjectionAtlasFS,
    uniformMap: uniformMap,
    outputTexture: this._texture,
    persists: false,
    owner: this,
  });
  frameState.commandList.push(atlasCommand);
 
  this._ready = true;
  this._readyPromise.resolve();
};
 
/**
 * Returns true if this object was destroyed; otherwise, false.
 * <p>
 * If this object was destroyed, it should not be used; calling any function other than
 * <code>isDestroyed</code> will result in a {@link DeveloperError} exception.
 * </p>
 *
 * @returns {Boolean} <code>true</code> if this object was destroyed; otherwise, <code>false</code>.
 *
 * @see OctahedralProjectedCubeMap#destroy
 */
OctahedralProjectedCubeMap.prototype.isDestroyed = function () {
  return false;
};
 
/**
 * Destroys the WebGL resources held by this object.  Destroying an object allows for deterministic
 * release of WebGL resources, instead of relying on the garbage collector to destroy this object.
 * <p>
 * Once an object is destroyed, it should not be used; calling any function other than
 * <code>isDestroyed</code> will result in a {@link DeveloperError} exception.  Therefore,
 * assign the return value (<code>undefined</code>) to the object as done in the example.
 * </p>
 *
 * @exception {DeveloperError} This object was destroyed, i.e., destroy() was called.
 *
 * @see OctahedralProjectedCubeMap#isDestroyed
 */
OctahedralProjectedCubeMap.prototype.destroy = function () {
  cleanupResources(this);
  this._texture = this._texture && this._texture.destroy();
  return destroyObject(this);
};
export default OctahedralProjectedCubeMap;