git.hungrycats.org Git - xscreensaver/blob - hacks/glx/cage.c

   1 /* -*- Mode: C; tab-width: 4 -*- */
   2 /* cage --- the Impossible Cage, an Escher like scene. */
   3
   4 #if 0
   5 static const char sccsid[] = "@(#)cage.c        5.01 2001/03/01 xlockmore";
   6 #endif
   7
   8 /*-
   9  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software and its
  10  * documentation for any purpose and without fee is hereby granted,
  11  * provided that the above copyright notice appear in all copies and that
  12  * both that copyright notice and this permission notice appear in
  13  * supporting documentation.
  14  *
  15  * This file is provided AS IS with no warranties of any kind.  The author
  16  * shall have no liability with respect to the infringement of copyrights,
  17  * trade secrets or any patents by this file or any part thereof.  In no
  18  * event will the author be liable for any lost revenue or profits or
  19  * other special, indirect and consequential damages.
  20  *
  21  * The RotateAroundU() routine was adapted from the book
  22  *    "Computer Graphics Principles and Practice
  23  *     Foley - vanDam - Feiner - Hughes
  24  *     Second Edition" Pag. 227, exercise 5.15.
  25  *
  26  * This mode shows some interesting scenes that are impossible OR very
  27  * wierd to build in the real universe. Much of the scenes are inspirated
  28  * on Mauritz Cornelis Escher's works which derivated the mode's name.
  29  * M.C. Escher (1898-1972) was a dutch artist and many people prefer to
  30  * say he was a mathematician.
  31  *
  32  * Thanks goes to Brian Paul for making it possible and inexpensive to use
  33  * OpenGL at home.
  34  *
  35  * Since I'm not a native English speaker, my apologies for any grammatical
  36  * mistakes.
  37  *
  38  * My e-mail address is
  39  * mfvianna@centroin.com.br
  40  *
  41  * Marcelo F. Vianna (Jun-01-1997)
  42  *
  43  * Revision History:
  44  * 05-Apr-2002: Removed all gllist uses (fix some bug with nvidia driver)
  45  * 01-Mar-2001: Added FPS stuff E.Lassauge <lassauge@mail.dotcom.fr>
  46  * 01-Nov-2000: Allocation checks
  47  * 01-Jan-1998: Mode separated from escher and renamed
  48  * 08-Jun-1997: New scene implemented: "Impossible Cage" based in a M.C.
  49  *              Escher's painting with the same name (quite similar). The
  50  *              first GL mode to use texture mapping.
  51  *              The "Impossible Cage" scene doesn't use DEPTH BUFFER, the
  52  *              wood planks are drawn consistently using GL_CULL_FACE, and
  53  *              the painter's algorithm is used to sort the planks.
  54  *              Marcelo F. Vianna.
  55  * 07-Jun-1997: Speed ups in Moebius Strip using GL_CULL_FACE.
  56  *              Marcelo F. Vianna.
  57  * 03-Jun-1997: Initial Release (Only one scene: "Moebius Strip")
  58  *              The Moebius Strip scene was inspirated in a M.C. Escher's
  59  *              painting named Moebius Strip II in wich ants walk across a
  60  *              Moebius Strip path, sometimes meeting each other and sometimes
  61  *              being in "opposite faces" (note that the moebius strip has
  62  *              only one face and one edge).
  63  *              Marcelo F. Vianna.
  64  */
  65
  66 /*-
  67  * Texture mapping is only available on RGBA contexts, Mono and color index
  68  * visuals DO NOT support texture mapping in OpenGL.
  69  *
  70  * BUT Mesa do implements RGBA contexts in pseudo color visuals, so texture
  71  * mapping shuld work on PseudoColor, DirectColor, TrueColor using Mesa. Mono
  72  * is not officially supported for both OpenGL and Mesa, but seems to not crash
  73  * Mesa.
  74  *
  75  * In real OpenGL, PseudoColor DO NOT support texture map (as far as I know).
  76  */
  77
  78 #ifdef STANDALONE
  79 # define MODE_cage
  80 # define DEFAULTS                       "*delay:                25000   \n"                     \
  81                                                         "*showFPS:      False   \n"                     \
  82                                                         "*wireframe:    False   \n"
  83
  84 # define refresh_cage 0
  85 # define reshape_cage 0
  86 # define cage_handle_event 0
  87 # include "xlockmore.h"         /* from the xscreensaver distribution */
  88 #else /* !STANDALONE */
  89 # include "xlock.h"             /* from the xlockmore distribution */
  90 #endif /* !STANDALONE */
  91
  92 #ifdef MODE_cage
  93
  94 #if 0
  95 #include "e_textures.h"
  96 #else
  97 #include "xpm-ximage.h"
  98 #include "../images/wood.xpm"
  99 #endif
 100
 101 ENTRYPOINT ModeSpecOpt cage_opts =
 102 {0, (XrmOptionDescRec *) NULL, 0, (argtype *) NULL, (OptionStruct *) NULL};
 103
 104 #ifdef USE_MODULES
 105 ModStruct   cage_description =
 106 {"cage", "init_cage", "draw_cage", "release_cage",
 107  "draw_cage", "change_cage", (char *) NULL, &cage_opts,
 108  25000, 1, 1, 1, 1.0, 4, "",
 109  "Shows the Impossible Cage, an Escher-like GL scene", 0, NULL};
 110
 111 #endif
 112
 113 #define Scale4Window               0.3
 114 #define Scale4Iconic               0.4
 115
 116 #define sqr(A)                     ((A)*(A))
 117
 118 #ifndef Pi
 119 #define Pi                         M_PI
 120 #endif
 121
 122 #define ObjWoodPlank    0
 123 #define MaxObj          1
 124
 125 /*************************************************************************/
 126
 127 typedef struct {
 128         GLint       WindH, WindW;
 129         GLfloat     step;
 130         GLXContext *glx_context;
 131 } cagestruct;
 132
 133 static const float front_shininess[] = {60.0};
 134 static const float front_specular[] = {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};
 135 static const float ambient[] = {0.0, 0.0, 0.0, 1.0};
 136 static const float diffuse[] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
 137 static const float position0[] = {1.0, 1.0, 1.0, 0.0};
 138 static const float position1[] = {-1.0, -1.0, 1.0, 0.0};
 139 static const float lmodel_ambient[] = {0.5, 0.5, 0.5, 1.0};
 140 static const float lmodel_twoside[] = {GL_TRUE};
 141
 142 static const float MaterialWhite[] = {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};
 143
 144 static cagestruct *cage = (cagestruct *) NULL;
 145
 146 #define PlankWidth      3.0
 147 #define PlankHeight     0.35
 148 #define PlankThickness  0.15
 149
 150 static Bool
 151 draw_woodplank(ModeInfo *mi, cagestruct * cp, int wire)
 152 {
 153         glBegin(wire ? GL_LINES : GL_QUADS);
 154         glNormal3f(0, 0, 1);
 155         glTexCoord2f(0, 0);
 156         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 157         glTexCoord2f(1, 0);
 158         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 159         glTexCoord2f(1, 1);
 160         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 161         glTexCoord2f(0, 1);
 162         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 163     mi->polygon_count++;
 164         glNormal3f(0, 0, -1);
 165         glTexCoord2f(0, 0);
 166         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 167         glTexCoord2f(1, 0);
 168         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 169         glTexCoord2f(1, 1);
 170         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 171         glTexCoord2f(0, 1);
 172         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 173     mi->polygon_count++;
 174         glNormal3f(0, 1, 0);
 175         glTexCoord2f(0, 0);
 176         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 177         glTexCoord2f(1, 0);
 178         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 179         glTexCoord2f(1, 1);
 180         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 181         glTexCoord2f(0, 1);
 182         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 183     mi->polygon_count++;
 184         glNormal3f(0, -1, 0);
 185         glTexCoord2f(0, 0);
 186         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 187         glTexCoord2f(1, 0);
 188         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 189         glTexCoord2f(1, 1);
 190         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 191         glTexCoord2f(0, 1);
 192         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 193     mi->polygon_count++;
 194         glNormal3f(1, 0, 0);
 195         glTexCoord2f(0, 0);
 196         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 197         glTexCoord2f(1, 0);
 198         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 199         glTexCoord2f(1, 1);
 200         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 201         glTexCoord2f(0, 1);
 202         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 203     mi->polygon_count++;
 204         glNormal3f(-1, 0, 0);
 205         glTexCoord2f(0, 0);
 206         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 207         glTexCoord2f(1, 0);
 208         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 209         glTexCoord2f(1, 1);
 210         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 211         glTexCoord2f(0, 1);
 212         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 213     mi->polygon_count++;
 214         glEnd();
 215
 216         return True;
 217 }
 218
 219 static Bool
 220 draw_impossiblecage(ModeInfo *mi, cagestruct * cp, int wire)
 221 {
 222         glPushMatrix();
 223         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 224         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, -PlankThickness - PlankWidth);
 225         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 226                 return False;
 227         glPopMatrix();
 228         glPushMatrix();
 229         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 230         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth - PlankThickness);
 231         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 232                 return False;
 233         glPopMatrix();
 234         glPushMatrix();
 235         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 236         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, -PlankThickness - PlankWidth);
 237         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 238                 return False;
 239         glPopMatrix();
 240         glPushMatrix();
 241         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, 3 * PlankThickness - PlankWidth);
 242         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 243                 return False;
 244         glPopMatrix();
 245         glPushMatrix();
 246         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 247         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth - PlankThickness);
 248         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 249                 return False;
 250         glPopMatrix();
 251         glPushMatrix();
 252         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth - 3 * PlankThickness);
 253         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 254                 return False;
 255         glPopMatrix();
 256         glPushMatrix();
 257         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, 3 * PlankThickness - PlankWidth);
 258         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 259                 return False;
 260         glPopMatrix();
 261         glPushMatrix();
 262         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 263         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankThickness - PlankWidth);
 264         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 265                 return False;
 266         glPopMatrix();
 267         glPushMatrix();
 268         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth - 3 * PlankThickness);
 269         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 270                 return False;
 271         glPopMatrix();
 272         glPushMatrix();
 273         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 274         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth + PlankThickness);
 275         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 276                 return False;
 277         glPopMatrix();
 278         glPushMatrix();
 279         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 280         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankThickness - PlankWidth);
 281         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 282                 return False;
 283         glPopMatrix();
 284         glPushMatrix();
 285         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 286         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth + PlankThickness);
 287         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 288                 return False;
 289         glPopMatrix();
 290         return True;
 291 }
 292
 293 static void
 294 reshape(ModeInfo * mi, int width, int height)
 295 {
 296         cagestruct *cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 297         int i;
 298
 299         glViewport(0, 0, cp->WindW = (GLint) width, cp->WindH = (GLint) height);
 300         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 301         glLoadIdentity();
 302         glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 5.0, 15.0);
 303         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 304         i = width / 512 + 1;
 305         glLineWidth(i);
 306         glPointSize(i);
 307 }
 308
 309 static void
 310 pinit(ModeInfo *mi)
 311 {
 312   /* int status; */
 313
 314     if (MI_IS_WIREFRAME(mi))
 315       return;
 316
 317         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambient);
 318         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuse);
 319         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position0);
 320         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, ambient);
 321         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, diffuse);
 322         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, position1);
 323         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, lmodel_ambient);
 324         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, lmodel_twoside);
 325         glEnable(GL_LIGHTING);
 326         glEnable(GL_LIGHT0);
 327         glEnable(GL_LIGHT1);
 328         glEnable(GL_NORMALIZE);
 329         glFrontFace(GL_CCW);
 330         glCullFace(GL_BACK);
 331
 332         /* cage */
 333         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE, MaterialWhite);
 334         glShadeModel(GL_FLAT);
 335         glDisable(GL_DEPTH_TEST);
 336         glEnable(GL_TEXTURE_2D);
 337         glEnable(GL_CULL_FACE);
 338
 339         glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 340
 341 #if 0
 342         clear_gl_error();
 343         if (MI_IS_MONO(mi))
 344       status = 0;
 345     else
 346       status = gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D, 3,
 347                                  WoodTextureWidth, WoodTextureHeight,
 348                                  GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, WoodTextureData);
 349         if (status)
 350           {
 351                 const char *s = (char *) gluErrorString (status);
 352                 fprintf (stderr, "%s: error mipmapping texture: %s\n",
 353                                  progname, (s ? s : "(unknown)"));
 354                 exit (1);
 355           }
 356         check_gl_error("mipmapping");
 357 #else
 358     {
 359       XImage *img = xpm_to_ximage (mi->dpy,
 360                                    mi->xgwa.visual,
 361                                    mi->xgwa.colormap,
 362                                    wood_texture);
 363           glTexImage2D (GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA,
 364                     img->width, img->height, 0,
 365                     GL_RGBA,
 366                     /* GL_UNSIGNED_BYTE, */
 367                     GL_UNSIGNED_INT_8_8_8_8_REV,
 368                     img->data);
 369       check_gl_error("texture");
 370       XDestroyImage (img);
 371     }
 372 #endif
 373
 374         glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 375         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
 376         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
 377         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
 378         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
 379
 380         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, front_shininess);
 381         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, front_specular);
 382 }
 383
 384 ENTRYPOINT void
 385 release_cage (ModeInfo * mi)
 386 {
 387         if (cage != NULL) {
 388                 int screen;
 389
 390                 for (screen = 0; screen < MI_NUM_SCREENS(mi); screen++) {
 391                         cagestruct *cp = &cage[screen];
 392
 393                         if (cp->glx_context) {
 394                                 cp->glx_context = (GLXContext *) NULL;
 395                         }
 396                 }
 397                 (void) free((void *) cage);
 398                 cage = (cagestruct *) NULL;
 399         }
 400         FreeAllGL(mi);
 401 }
 402
 403 ENTRYPOINT void
 404 init_cage (ModeInfo * mi)
 405 {
 406         cagestruct *cp;
 407
 408         if (cage == NULL) {
 409                 if ((cage = (cagestruct *) calloc(MI_NUM_SCREENS(mi),
 410                                                sizeof (cagestruct))) == NULL)
 411                         return;
 412         }
 413         cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 414
 415         cp->step = NRAND(90);
 416         if ((cp->glx_context = init_GL(mi)) != NULL) {
 417
 418                 reshape(mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 419                 glDrawBuffer(GL_BACK);
 420                 pinit(mi);
 421         } else {
 422                 MI_CLEARWINDOW(mi);
 423         }
 424 }
 425
 426 ENTRYPOINT void
 427 draw_cage (ModeInfo * mi)
 428 {
 429         Display    *display = MI_DISPLAY(mi);
 430         Window      window = MI_WINDOW(mi);
 431         cagestruct *cp;
 432
 433         if (cage == NULL)
 434                 return;
 435         cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 436
 437         MI_IS_DRAWN(mi) = True;
 438         if (!cp->glx_context)
 439                 return;
 440
 441     mi->polygon_count = 0;
 442         glXMakeCurrent(display, window, *(cp->glx_context));
 443
 444         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 445
 446         glPushMatrix();
 447         glTranslatef(0.0, 0.0, -10.0);
 448
 449         if (!MI_IS_ICONIC(mi)) {
 450                 glScalef(Scale4Window * cp->WindH / cp->WindW, Scale4Window, Scale4Window);
 451         } else {
 452                 glScalef(Scale4Iconic * cp->WindH / cp->WindW, Scale4Iconic, Scale4Iconic);
 453         }
 454
 455         /* cage */
 456         glRotatef(cp->step * 100, 0, 0, 1);
 457         glRotatef(25 + cos(cp->step * 5) * 6, 1, 0, 0);
 458         glRotatef(204.5 - sin(cp->step * 5) * 8, 0, 1, 0);
 459         if (!draw_impossiblecage(mi, cp, MI_IS_WIREFRAME(mi))) {
 460                 release_cage(mi);
 461                 return;
 462         }
 463
 464         glPopMatrix();
 465         if (MI_IS_FPS(mi)) do_fps (mi);
 466         glFlush();
 467
 468         glXSwapBuffers(display, window);
 469
 470         cp->step += 0.025;
 471 }
 472
 473 #ifndef STANDALONE
 474 ENTRYPOINT void
 475 change_cage (ModeInfo * mi)
 476 {
 477         cagestruct *cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 478
 479         if (!cp->glx_context)
 480                 return;
 481
 482         glXMakeCurrent(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), *(cp->glx_context));
 483         pinit(mi);
 484 }
 485 #endif /* !STANDALONE */
 486
 487 XSCREENSAVER_MODULE ("Cage", cage)
 488
 489 #endif