Java Tips - Demonstration of different effects of texture combiner functions

This program renders a variety of quads showing different effects of texture combiner functions. The first row renders an untextured polygon (so you can compare the fragment colors) and then the 2 textures. The second row shows several different combiner functions on a single texture: replace, modulate, add, add-signed, and subtract. The third row shows the interpolate combiner function on a single texture with a constant color/alpha value, varying the amount of interpolation. The fourth row uses multitexturing with two textures and different combiner functions. The fifth row are some combiner experiments: using the scaling factor and reversing the order of subtraction for a combination function.
The example is ported from C examples in the OpenGL Programming Guide (known as the "red book").

package glredbook1314;



import java.awt.*;

import java.awt.event.*;

import javax.swing.*;



import java.nio.*;



import javax.media.opengl.*;

import javax.media.opengl.glu.*;

import com.sun.opengl.util.*;



/**

 * This program renders a variety of quads showing different effects of texture

 * combiner functions. The first row renders an untextured polygon (so you can

 * compare the fragment colors) and then the 2 textures. The second row shows

 * several different combiner functions on a single texture: replace, modulate,

 * add, add-signed, and subtract. The third row shows the interpolate combiner

 * function on a single texture with a constant color/alpha value, varying the

 * amount of interpolation. The fourth row uses multitexturing with two textures

 * and different combiner functions. The fifth row are some combiner

 * experiments: using the scaling factor and reversing the order of subtraction

 * for a combination function.

 * 

 * @author Kiet Le (Java port)

 */

public class combiner

  extends JFrame

    implements GLEventListener//

    , KeyListener //

 {

  private GLCapabilities caps;

  private GLCanvas canvas;

  private GLU glu;

  private GLUT glut;

  private static final int imageWidth = 8;

  private static final int imageHeight = 8;

  private static final int imageColor = 4;

  /* arrays for two textures */

//  private static byte[][][] image0 = new byte[imageHeight][imageWidth][imageColor];

//  private static byte[][][] image1 = new byte[imageHeight][imageWidth][imageColor];

  private static ByteBuffer imageBuf0 //

  = BufferUtil.newByteBuffer(imageWidth * imageHeight * imageColor);

  private static ByteBuffer imageBuf1 //

  = BufferUtil.newByteBuffer(imageWidth * imageHeight * imageColor);

  private static int texName[] = new int[4];



  //

  public combiner()

  {

    super("");



    caps = new GLCapabilities();

    canvas = new GLCanvas(caps);

    canvas.addGLEventListener(this);

    canvas.addKeyListener(this);



    add(canvas);

  }



  public void run()

  {

    setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

    setSize(400, 400);

    setLocationRelativeTo(null);

    setVisible(true);

    canvas.requestFocusInWindow();

  }



  public static void main(String[] args)

  {

    new combiner().run();

  }



  public void init(GLAutoDrawable drawable)

  {

    GL gl = drawable.getGL();

    glu = new GLU();

    glut = new GLUT();



    int numunits[] = new int[1];



    gl.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);

    gl.glShadeModel(GL.GL_SMOOTH);



    makeImages();

    gl.glPixelStorei(GL.GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);



    gl.glGenTextures(4, texName, 0);



    gl.glBindTexture(GL.GL_TEXTURE_2D, texName[0]);

    gl.glTexParameteri(GL.GL_TEXTURE_2D, GL.GL_TEXTURE_WRAP_S, GL.GL_REPEAT);

    gl.glTexParameteri(GL.GL_TEXTURE_2D, GL.GL_TEXTURE_WRAP_T, GL.GL_REPEAT);

    gl.glTexParameteri(GL.GL_TEXTURE_2D, GL.GL_TEXTURE_MAG_FILTER,

        GL.GL_NEAREST);

    gl.glTexParameteri(GL.GL_TEXTURE_2D, GL.GL_TEXTURE_MIN_FILTER,

        GL.GL_NEAREST);

    gl.glTexImage2D(GL.GL_TEXTURE_2D, 0, GL.GL_RGBA, imageWidth, imageHeight,

        0, GL.GL_RGBA, GL.GL_UNSIGNED_BYTE, imageBuf0);



    gl.glBindTexture(GL.GL_TEXTURE_2D, texName[1]);

    gl.glTexParameteri(GL.GL_TEXTURE_2D, GL.GL_TEXTURE_WRAP_S, GL.GL_REPEAT);

    gl.glTexParameteri(GL.GL_TEXTURE_2D, GL.GL_TEXTURE_WRAP_T, GL.GL_REPEAT);

    gl.glTexParameteri(GL.GL_TEXTURE_2D, GL.GL_TEXTURE_MAG_FILTER,

        GL.GL_NEAREST);

    gl.glTexParameteri(GL.GL_TEXTURE_2D, GL.GL_TEXTURE_MIN_FILTER,

        GL.GL_NEAREST);

    gl.glTexImage2D(GL.GL_TEXTURE_2D, 0, GL.GL_RGBA, imageWidth, imageHeight,

        0, GL.GL_RGBA, GL.GL_UNSIGNED_BYTE, imageBuf1);



    /* smooth-shaded polygon with multiple texture coordinates */

    gl.glNewList(1, GL.GL_COMPILE);

    gl.glBegin(GL.GL_QUADS);

    gl.glMultiTexCoord2f(GL.GL_TEXTURE0, 0.0f, 0.0f);

    gl.glMultiTexCoord2f(GL.GL_TEXTURE1, 0.0f, 0.0f);

    gl.glColor3f(0.5f, 1.0f, 0.25f);

    gl.glVertex3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);

    gl.glMultiTexCoord2f(GL.GL_TEXTURE0, 0.0f, 2.0f);

    gl.glMultiTexCoord2f(GL.GL_TEXTURE1, 0.0f, 2.0f);

    gl.glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);

    gl.glVertex3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);

    gl.glMultiTexCoord2f(GL.GL_TEXTURE0, 2.0f, 2.0f);

    gl.glMultiTexCoord2f(GL.GL_TEXTURE1, 2.0f, 2.0f);

    gl.glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);

    gl.glVertex3f(1.0f, 1.0f, 0.0f);

    gl.glMultiTexCoord2f(GL.GL_TEXTURE0, 2.0f, 0.0f);

    gl.glMultiTexCoord2f(GL.GL_TEXTURE1, 2.0f, 0.0f);

    gl.glColor3f(1.0f, 0.5f, 0.25f);

    gl.glVertex3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);

    gl.glEnd();

    gl.glEndList();



  }



  public void display(GLAutoDrawable drawable)

  {

    GL gl = drawable.getGL();



    gl.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT);



    float constColor[] = new float[]

    { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f }; /* for use as constant texture color */



    gl.glDisable(GL.GL_TEXTURE_2D); /*

                                     * untextured polygon--see the "fragment"

                                     * colors

                                     */

    gl.glPushMatrix();

    gl.glTranslatef(0.0f, 5.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    gl.glEnable(GL.GL_TEXTURE_2D);

    /* draw ordinary textured polys; 1 texture unit; combine mode disabled */

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL.GL_MODULATE);

    gl.glPushMatrix();

    gl.glBindTexture(GL.GL_TEXTURE_2D, texName[0]);

    gl.glTranslatef(1.0f, 5.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    gl.glPushMatrix();

    gl.glBindTexture(GL.GL_TEXTURE_2D, texName[1]);

    gl.glTranslatef(2.0f, 5.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    /*

     * different combine modes enabled; 1 texture unit defaults are:

     * glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_SOURCE0_RGB_ARB, GL.GL_TEXTURE);

     * glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_OPERAND0_RGB_ARB, GL.GL_SRC_COLOR);

     * glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_SOURCE1_RGB_ARB, GL.GL_PREVIOUS_ARB);

     * glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_OPERAND1_RGB_ARB, GL.GL_SRC_COLOR);

     */

    gl.glBindTexture(GL.GL_TEXTURE_2D, texName[0]);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL.GL_COMBINE);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_COMBINE_RGB, GL.GL_REPLACE);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_SOURCE0_RGB, GL.GL_TEXTURE);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_OPERAND0_RGB, GL.GL_SRC_COLOR);

    gl.glPushMatrix();

    gl.glTranslatef(1.0f, 4.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_COMBINE_RGB, GL.GL_MODULATE);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_SOURCE1_RGB, GL.GL_PREVIOUS);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_OPERAND1_RGB, GL.GL_SRC_COLOR);

    gl.glPushMatrix();

    gl.glTranslatef(2.0f, 4.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_COMBINE_RGB, GL.GL_ADD);

    gl.glPushMatrix();

    gl.glTranslatef(3.0f, 4.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_COMBINE_RGB, GL.GL_ADD_SIGNED);

    gl.glPushMatrix();

    gl.glTranslatef(4.0f, 4.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_COMBINE_RGB, GL.GL_SUBTRACT);

    gl.glPushMatrix();

    gl.glTranslatef(5.0f, 4.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    /*

     * interpolate combine with constant color; 1 texture unit use different

     * alpha values for constant color defaults are:

     * glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_SOURCE0_RGB_ARB, GL.GL_TEXTURE);

     * glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_OPERAND0_RGB_ARB, GL.GL_SRC_COLOR);

     * glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_SOURCE1_RGB_ARB, GL.GL_PREVIOUS_ARB);

     * glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_OPERAND1_RGB_ARB, GL.GL_SRC_COLOR);

     * glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_SOURCE2_RGB_ARB, GL.GL_CONSTANT_ARB);

     * glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_OPERAND2_RGB_ARB, GL.GL_SRC_ALPHA);

     */

    constColor[3] = 0.2f;

    gl.glTexEnvfv(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_TEXTURE_ENV_COLOR, constColor, 0);

    gl.glBindTexture(GL.GL_TEXTURE_2D, texName[0]);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL.GL_COMBINE);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_COMBINE_RGB, GL.GL_INTERPOLATE);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_SOURCE0_RGB, GL.GL_TEXTURE);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_OPERAND0_RGB, GL.GL_SRC_COLOR);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_SOURCE1_RGB, GL.GL_PREVIOUS);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_OPERAND1_RGB, GL.GL_SRC_COLOR);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_SOURCE2_RGB, GL.GL_CONSTANT);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_OPERAND2_RGB, GL.GL_SRC_ALPHA);

    gl.glPushMatrix();

    gl.glTranslatef(1.0f, 3.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    constColor[3] = 0.4f;

    gl.glTexEnvfv(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_TEXTURE_ENV_COLOR, constColor, 0);

    gl.glPushMatrix();

    gl.glTranslatef(2.0f, 3.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    constColor[3] = 0.6f;

    gl.glTexEnvfv(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_TEXTURE_ENV_COLOR, constColor, 0);

    gl.glPushMatrix();

    gl.glTranslatef(3.0f, 3.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    constColor[3] = 0.8f;

    gl.glTexEnvfv(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_TEXTURE_ENV_COLOR, constColor, 0);

    gl.glPushMatrix();

    gl.glTranslatef(4.0f, 3.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    /*

     * combine textures 0 & 1 defaults are: glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV,

     * GL.GL_SOURCE0_RGB_ARB, GL.GL_TEXTURE); glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV,

     * GL.GL_OPERAND0_RGB_ARB, GL.GL_SRC_COLOR); glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV,

     * GL.GL_SOURCE1_RGB_ARB, GL.GL_PREVIOUS_ARB); glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV,

     * GL.GL_OPERAND1_RGB_ARB, GL.GL_SRC_COLOR);

     */



    gl.glActiveTexture(GL.GL_TEXTURE0);

    gl.glEnable(GL.GL_TEXTURE_2D);

    gl.glBindTexture(GL.GL_TEXTURE_2D, texName[0]);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL.GL_MODULATE);



    gl.glActiveTexture(GL.GL_TEXTURE1);

    gl.glEnable(GL.GL_TEXTURE_2D);

    gl.glBindTexture(GL.GL_TEXTURE_2D, texName[1]);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL.GL_COMBINE);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_COMBINE_RGB, GL.GL_REPLACE);

    gl.glPushMatrix();

    gl.glTranslatef(1.0f, 2.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    /* try different combiner modes of texture unit 1 */

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_COMBINE_RGB, GL.GL_MODULATE);

    gl.glPushMatrix();

    gl.glTranslatef(2.0f, 2.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_COMBINE_RGB, GL.GL_ADD);

    gl.glPushMatrix();

    gl.glTranslatef(3.0f, 2.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_COMBINE_RGB, GL.GL_ADD_SIGNED);

    gl.glPushMatrix();

    gl.glTranslatef(4.0f, 2.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_COMBINE_RGB, GL.GL_SUBTRACT);

    gl.glPushMatrix();

    gl.glTranslatef(5.0f, 2.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    /* some experiments */



    /* see the effect of RGB_SCALE */

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_RGB_SCALE, 2.0f);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_COMBINE_RGB, GL.GL_REPLACE);

    gl.glPushMatrix();

    gl.glTranslatef(1.0f, 1.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_COMBINE_RGB, GL.GL_MODULATE);

    gl.glPushMatrix();

    gl.glTranslatef(2.0f, 1.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_RGB_SCALE, 1.0f);



    /* using SOURCE0 and SOURCE1, reverse the order of subtraction Arg1-Arg0 */



    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL.GL_COMBINE);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_COMBINE_RGB, GL.GL_SUBTRACT);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_SOURCE0_RGB, GL.GL_PREVIOUS);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_OPERAND0_RGB, GL.GL_SRC_COLOR);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_SOURCE1_RGB, GL.GL_TEXTURE);

    gl.glTexEnvf(GL.GL_TEXTURE_ENV, GL.GL_OPERAND1_RGB, GL.GL_SRC_COLOR);

    gl.glPushMatrix();

    gl.glTranslatef(5.0f, 1.0f, 0.0f);

    gl.glCallList(1);

    gl.glPopMatrix();



    gl.glActiveTexture(GL.GL_TEXTURE1); /* deactivate multitexturing */

    gl.glDisable(GL.GL_TEXTURE_2D);

    gl.glActiveTexture(GL.GL_TEXTURE0); /* activate single texture unit */



    gl.glFlush();



  }



  public void reshape(GLAutoDrawable drawable, int x, int y, int w, int h)

  {

    GL gl = drawable.getGL();

    //

    gl.glViewport(0, 0, w, h);

    gl.glMatrixMode(GL.GL_PROJECTION);

    gl.glLoadIdentity();

    glu.gluOrtho2D(0.0f, 7.0f, 0.0f, 7.0f);

    gl.glMatrixMode(GL.GL_MODELVIEW);

    gl.glLoadIdentity();



  }



  public void displayChanged(GLAutoDrawable drawable, boolean modeChanged,

      boolean deviceChanged)

  {

  }



  private void makeImages()

  {

    int c = 0;

    for (int i = 0; i < imageHeight; i++)

    {

      for (int j = 0; j < imageWidth; j++)

      {

        c = (i & 2) == 0 ? c * 255 : 0;// ) * 255; /* horiz b & w stripes */

        // image0[i][j][0] = (byte) c;

        // image0[i][j][1] = (byte) c;

        // image0[i][j][2] = (byte) c;

        // image0[i][j][3] = (byte) 255;

        imageBuf0.put((byte) c);

        imageBuf0.put((byte) c);

        imageBuf0.put((byte) c);

        imageBuf0.put((byte) 255);

        c = (j & 4) != 0 ? c * 128 : 0;// )*128; /* wider vertical 50% cyan and

        // black stripes */

        // image1[i][j][0] = (byte) 0;

        // image1[i][j][1] = (byte) c;

        // image1[i][j][2] = (byte) c;

        // image1[i][j][3] = (byte) 255;

        imageBuf1.put((byte) 0);

        imageBuf1.put((byte) c);

        imageBuf1.put((byte) c);

        imageBuf1.put((byte) 255);

      }

    }

    imageBuf0.rewind();

    imageBuf1.rewind();

  }



  public void keyTyped(KeyEvent key)

  {

  }



  public void keyPressed(KeyEvent key)

  {

    switch (key.getKeyChar()) {



      case KeyEvent.VK_ESCAPE:

        System.exit(0);

        break;



      default:

        System.out.println("nothin pressed.");

        break;

    }

  }



  public void keyReleased(KeyEvent key)

  {

  }



}
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