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

   1 /*
   2  * engine.c - GL representation of a 4 stroke engine
   3  *
   4  * version 2.00
   5  *
   6  * Copyright (C) 2001 Ben Buxton (bb@cactii.net)
   7  * modified by Ed Beroset (beroset@mindspring.com)
   8  *  new to 2.0 version is:
   9  *  - command line argument to specify number of cylinders
  10  *  - command line argument to specify included angle of engine
  11  *  - removed broken command line argument to specify rotation speed
  12  *  - included crankshaft shapes and firing orders for real engines
  13  *    verified using the Bosch _Automotive Handbook_, 5th edition, pp 402,403
  14  *
  15  * Permission to use, copy, modify, distribute, and sell this software and its
  16  * documentation for any purpose is hereby granted without fee, provided that
  17  * the above copyright notice appear in all copies and that both that
  18  * copyright notice and this permission notice appear in supporting
  19  * documentation.  No representations are made about the suitability of this
  20  * software for any purpose.  It is provided "as is" without express or
  21  * implied warranty.
  22  */
  23
  24
  25 #include <X11/Intrinsic.h>
  26
  27 #ifdef STANDALONE
  28 # define PROGCLASS                                      "Engine"
  29 # define HACK_INIT                                      init_engine
  30 # define HACK_DRAW                                      draw_engine
  31 # define HACK_HANDLE_EVENT                              engine_handle_event
  32 # define HACK_RESHAPE                                   reshape_engine
  33 # define EVENT_MASK                                     PointerMotionMask
  34 # define engine_opts                                    xlockmore_opts
  35 /* insert defaults here */
  36
  37 #define DEF_ENGINE "(none)"
  38 #define DEF_TITLES "False"
  39 #define DEF_SPIN   "True"
  40 #define DEF_WANDER "True"
  41
  42 #define DEFAULTS        "*delay:           30000        \n" \
  43                         "*showFPS:         False        \n" \
  44                         "*move:            True         \n" \
  45                         "*spin:            True         \n" \
  46                         "*engine:        " DEF_ENGINE  "\n" \
  47                         "*titles:        " DEF_TITLES  "\n" \
  48                         "*titleFont:  -*-times-bold-r-normal-*-180-*\n" \
  49
  50 # include "xlockmore.h"              /* from the xscreensaver distribution */
  51 #else  /* !STANDALONE */
  52 # include "xlock.h"                  /* from the xlockmore distribution */
  53 #endif /* !STANDALONE */
  54
  55 #include "rotator.h"
  56 #include "gltrackball.h"
  57
  58 /* lifted from lament.c */
  59 #define RAND(n) ((long) ((random() & 0x7fffffff) % ((long) (n))))
  60 #define RANDSIGN() ((random() & 1) ? 1 : -1)
  61
  62
  63 #ifdef USE_GL
  64
  65 #include <GL/glu.h>
  66
  67
  68
  69
  70 #undef countof
  71 #define countof(x) (sizeof((x))/sizeof((*x)))
  72
  73 static int engineType;
  74 static char *which_engine;
  75 static int move;
  76 static int movepaused = 0;
  77 static int spin;
  78 static Bool do_titles;
  79
  80 static XrmOptionDescRec opts[] = {
  81   {"-engine",  ".engine.engine", XrmoptionSepArg, DEF_ENGINE },
  82   {"-move",    ".engine.move",   XrmoptionNoArg, "True"  },
  83   {"+move",    ".engine.move",   XrmoptionNoArg, "False" },
  84   {"-spin",    ".engine.spin",   XrmoptionNoArg, "True"  },
  85   {"+spin",    ".engine.spin",   XrmoptionNoArg, "False" },
  86   { "-titles", ".engine.titles", XrmoptionNoArg, "True"  },
  87   { "+titles", ".engine.titles", XrmoptionNoArg, "False" },
  88 };
  89
  90 static argtype vars[] = {
  91   {&which_engine, "engine", "Engine", DEF_ENGINE, t_String},
  92   {&move,         "move",   "Move",   DEF_WANDER, t_Bool},
  93   {&spin,         "spin",   "Spin",   DEF_SPIN,   t_Bool},
  94   {&do_titles,    "titles", "Titles", DEF_TITLES, t_Bool},
  95 };
  96
  97 ModeSpecOpt engine_opts = {countof(opts), opts, countof(vars), vars, NULL};
  98
  99 #ifdef USE_MODULES
 100 ModStruct   engine_description =
 101 {"engine", "init_engine", "draw_engine", "release_engine",
 102  "draw_engine", "init_engine", NULL, &engine_opts,
 103  1000, 1, 2, 1, 4, 1.0, "",
 104  "A four stroke engine", 0, NULL};
 105
 106 #endif
 107
 108 typedef struct {
 109   GLXContext *glx_context;
 110   Window window;
 111   GLfloat x, y, z; /* position */
 112   GLfloat dx, dy, dz; /* position */
 113   GLfloat an1, an2, an3; /* internal angle */
 114   GLfloat nx, ny, nz; /* spin vector */
 115   GLfloat a; /* spin angle */
 116   GLfloat da; /* spin speed */
 117   rotator *rot;
 118   trackball_state *trackball;
 119   Bool button_down_p;
 120   XFontStruct *xfont;
 121   GLuint font_dlist;
 122   char *engine_name;
 123 } Engine;
 124
 125 static Engine *engine = NULL;
 126
 127 #include <math.h>
 128 #include <sys/time.h>
 129 #include <stdio.h>
 130 #include <stdlib.h>
 131
 132 #ifndef M_PI
 133 #define M_PI 3.14159265
 134 #endif
 135
 136 /* these defines are used to provide symbolic means
 137  * by which to refer to various portions or multiples
 138  * of a cyle in degrees
 139  */
 140 #define HALFREV 180
 141 #define ONEREV 360
 142 #define TWOREV 720
 143
 144 #define MOVE_MULT 0.05
 145
 146 #define RAND_RANGE(min, max) ((min) + (max - min) * f_rand())
 147
 148 float crankOffset;
 149 float crankWidth = 1.5;
 150
 151 int win_w, win_h;
 152
 153 static GLfloat viewer[] = {0.0, 0.0, 30.0};
 154 static GLfloat lookat[] = {0.0, 0.0, 0.0};
 155 static GLfloat lightpos[] = {7.0, 7.0, 12, 1.0};
 156 GLfloat light_sp[] = {0.8, 0.8, 0.8, 0.5};
 157 static GLfloat red[] = {1.0, 0, 0, 1.0};
 158 static GLfloat green[] = {0.0, 1, 0, 1.0};
 159 static GLfloat blue[] = {0, 0, 1, 1.0};
 160 static GLfloat white[] = {1.0, 1, 1, 1.0};
 161 static GLfloat yellow_t[] = {1, 1, 0, 0.4};
 162
 163 GLvoid normal(GLfloat [], GLfloat [], GLfloat [],
 164                   GLfloat *, GLfloat *, GLfloat *);
 165
 166 float sin_table[TWOREV];
 167 float cos_table[TWOREV];
 168 float tan_table[TWOREV];
 169
 170 /*
 171  * this table represents both the firing order and included angle of engine.
 172  * To simplify things, we always number from 0 starting at the flywheel and
 173  * moving down the crankshaft toward the back of the engine.  This doesn't
 174  * always match manufacturer's schemes.  For example, the Porsche 911 engine
 175  * is a flat six with the following configuration (Porsche's numbering):
 176  *
 177  *    3  2  1
 178  *  |=            firing order is 1-6-2-4-3-5 in this diagram
 179  *     6  5  4
 180  *
 181  * We renumber these using our scheme but preserve the effective firing order:
 182  *
 183  *   0  2  4
 184  * |=             firing order is 4-1-2-5-0-3 in this diagram
 185  *    1  3  5
 186  *
 187  * To avoid going completely insane, we also reorder these so the newly
 188  * renumbered cylinder 0 is always first: 0-3-4-1-2-5
 189  *
 190  * For a flat 6, the included angle is 180 degrees (0 would be a inline
 191  * engine).  Because these are all four-stroke engines, each piston goes
 192  * through 720 degrees of rotation for each time the spark plug sparks,
 193  * so in this case, we would use the following angles:
 194  *
 195  * cylinder     firing order     angle
 196  * --------     ------------     -----
 197  *    0               0             0
 198  *    1               3           360
 199  *    2               4           240
 200  *    3               1           600
 201  *    4               2           480
 202  *    5               5           120
 203  *
 204  */
 205
 206 typedef struct
 207 {
 208     int cylinders;
 209     int includedAngle;
 210     int pistonAngle[12];  /* twelve cylinders should suffice... */
 211     int speed;          /*  step size in degrees for engine speed */
 212     const char *engineName;  /* currently unused */
 213 } engine_type;
 214
 215 engine_type engines[] = {
 216     { 3,   0, { 0, 240, 480,   0,   0,   0,
 217                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 218      "Honda Insight" },
 219     { 4,   0, { 0, 180, 540, 360,   0,   0,
 220                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 221      "BMW M3" },
 222     { 4, 180, { 0, 360, 180, 540,   0,   0,
 223                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 224      "VW Beetle" },
 225     { 5,   0, { 0, 576, 144, 432, 288,   0,
 226                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 227      "Audi Quattro" },
 228     { 6,   0, { 0, 240, 480, 120, 600, 360,
 229                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 230      "BMW M5" },
 231     { 6,  90, { 0, 360, 480, 120, 240, 600,
 232                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 233      "Subaru XT" },
 234     { 6, 180, { 0, 360, 240, 600, 480, 120,
 235                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 236      "Porsche 911" },
 237     { 8,  90, { 0, 450,  90, 180, 270, 360,
 238               540, 630,   0,   0,   0,   0 }, 15,
 239      "Corvette Z06" },
 240     {10,  90, { 0,  72, 432, 504, 288, 360,
 241               144, 216, 576, 648,   0,   0 }, 12,
 242      "Dodge Viper" },
 243     {12,  60, { 0, 300, 240, 540, 480,  60,
 244               120, 420, 600, 180, 360, 660 }, 12,
 245      "Jaguar XKE" },
 246 };
 247
 248 /* this define is just a little shorter way of referring to members of the
 249  * table above
 250  */
 251 #define ENG engines[engineType]
 252
 253 /* given a number of cylinders and an included angle, finds matching engine */
 254 int
 255 find_engine(char *name)
 256 {
 257   unsigned int i;
 258   char *s;
 259
 260   if (!name || !*name || !strcasecmp (name, "(none)"))
 261     return (random() % countof(engines));
 262
 263   for (s = name; *s; s++)
 264     if (*s == '-' || *s == '_') *s = ' ';
 265
 266   for (i = 0; i < countof(engines); i++) {
 267     if (!strcasecmp(name, engines[i].engineName))
 268       return i;
 269   }
 270
 271   fprintf (stderr, "%s: unknown engine type \"%s\"\n", progname, name);
 272   fprintf (stderr, "%s: available models are:\n", progname);
 273   for (i = 0; i < countof(engines); i++) {
 274     fprintf (stderr, "\t %-13s (%d cylinders",
 275              engines[i].engineName, engines[i].cylinders);
 276     if (engines[i].includedAngle == 0)
 277       fprintf (stderr, ")\n");
 278     else if (engines[i].includedAngle == 180)
 279       fprintf (stderr, ", flat)\n");
 280     else
 281       fprintf (stderr, ", V)\n");
 282   }
 283   exit(1);
 284 }
 285
 286 /* we use trig tables to speed things up - 200 calls to sin()
 287  in one frame can be a bit harsh..
 288 */
 289
 290 void make_tables(void)
 291 {
 292   int i;
 293   float f;
 294
 295   f = ONEREV / (M_PI * 2);
 296   for (i = 0 ; i <= TWOREV ; i++) {
 297     sin_table[i] = sin(i/f);
 298   }
 299   for (i = 0 ; i <= TWOREV ; i++) {
 300     cos_table[i] = cos(i/f);
 301   }
 302   for (i = 0 ; i <= TWOREV ; i++) {
 303     tan_table[i] = tan(i/f);
 304   }
 305 }
 306
 307 /* if inner and outer are the same, we draw a cylinder, not a tube */
 308 /* for a tube, endcaps is 0 (none), 1 (left), 2 (right) or 3(both) */
 309 /* angle is how far around the axis to go (up to 360) */
 310
 311 void cylinder (GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z,
 312     float length, float outer, float inner, int endcaps, int sang, int eang)
 313 {
 314   int a; /* current angle around cylinder */
 315   int b = 0; /* previous */
 316   int angle, norm, step, sangle;
 317   float z1, y1, z2, y2, ex=0;
 318   float y3, z3;
 319   float Z1, Y1, Z2, Y2, xl, Y3, Z3;
 320   GLfloat y2c[TWOREV], z2c[TWOREV];
 321   GLfloat ony, onz; /* previous normals */
 322   int nsegs, tube = 0;
 323
 324   glPushMatrix();
 325   nsegs = outer*(MAX(win_w, win_h)/200);
 326   nsegs = MAX(nsegs, 6);
 327   nsegs = MAX(nsegs, 40);
 328   if (nsegs % 2)
 329      nsegs += 1;
 330   sangle = sang;
 331   angle = eang;
 332   ony = onz = 0;
 333   z1 = cos_table[sangle]*outer+z; y1 = sin_table[sangle] * outer+y;
 334   Z1 = cos_table[sangle] * inner+z; Y1 = sin_table[sangle]*inner+y ;
 335   Z2 = z;
 336   Y2 = y;
 337   xl = x + length;
 338   if (inner < outer && endcaps < 3) tube = 1;
 339   step = ONEREV/nsegs;
 340
 341   glBegin(GL_QUADS);
 342   for (a = sangle ; a <= angle || b <= angle ; a+= step) {
 343     y2=outer*(float)sin_table[a]+y;
 344     z2=outer*(float)cos_table[a]+z;
 345     y3=outer*(float)sin_table[a+step]+y;
 346     z3=outer*(float)cos_table[a+step]+z;
 347     if (endcaps)
 348        y2c[a] = y2; z2c[a] = z2; /* cache for later */
 349     if (tube) {
 350       Y2=inner*(float)sin_table[a]+y;
 351       Z2=inner*(float)cos_table[a]+z;
 352       Y3=inner*(float)sin_table[a+step]+y;
 353       Z3=inner*(float)cos_table[a+step]+z;
 354     }
 355     glNormal3f(0, y1, z1);
 356     glVertex3f(x,y1,z1);
 357     glVertex3f(xl,y1,z1);
 358     glNormal3f(0, y2, z2);
 359     glVertex3f(xl,y2,z2);
 360     glVertex3f(x,y2,z2);
 361     if (a == sangle && angle - sangle < ONEREV) {
 362       if (tube)
 363         glVertex3f(x, Y1, Z1);
 364       else
 365         glVertex3f(x, y, z);
 366       glVertex3f(x, y1, z1);
 367       glVertex3f(xl, y1, z1);
 368       if (tube)
 369         glVertex3f(xl, Z1, Z1);
 370       else
 371         glVertex3f(xl, y, z);
 372     }
 373     if (tube) {
 374       if (endcaps != 1) {
 375         glNormal3f(-1, 0, 0); /* left end */
 376         glVertex3f(x, y1, z1);
 377         glVertex3f(x, y2, z2);
 378         glVertex3f(x, Y2, Z2);
 379         glVertex3f(x, Y1, Z1);
 380       }
 381
 382       glNormal3f(0, -Y1, -Z1); /* inner surface */
 383       glVertex3f(x, Y1, Z1);
 384       glVertex3f(xl, Y1, Z1);
 385       glNormal3f(0, -Y2, -Z2);
 386       glVertex3f(xl, Y2, Z2);
 387       glVertex3f(x, Y2, Z2);
 388
 389       if (endcaps != 2) {
 390         glNormal3f(1, 0, 0); /* right end */
 391         glVertex3f(xl, y1, z1);
 392         glVertex3f(xl, y2, z2);
 393         glVertex3f(xl, Y2, Z2);
 394         glVertex3f(xl, Y1, Z1);
 395       }
 396     }
 397
 398     z1=z2; y1=y2;
 399     Z1=Z2; Y1=Y2;
 400     b = a;
 401   }
 402   glEnd();
 403
 404   if (angle - sangle < ONEREV) {
 405     GLfloat nx, ny, nz;
 406     GLfloat v1[3], v2[3], v3[3];
 407     v1[0] = x; v1[1] = y; v1[2] = z;
 408     v2[0] = x; v2[1] = y1; v2[2] = z1;
 409     v3[0] = xl; v3[1] = y1; v3[2] = z1;
 410     normal(&v2[0], &v1[0], &v3[0], &nx, &ny, &nz);
 411     glBegin(GL_QUADS);
 412     glNormal3f(nx, ny, nz);
 413     glVertex3f(x, y, z);
 414     glVertex3f(x, y1, z1);
 415     glVertex3f(xl, y1, z1);
 416     glVertex3f(xl, y, z);
 417     glEnd();
 418   }
 419   if (endcaps) {
 420     GLfloat end, start;
 421     if (tube) {
 422       if (endcaps == 1) {
 423         end = 0;
 424         start = 0;
 425       } else if (endcaps == 2) {
 426         start = end = length+0.01;
 427       } else {
 428         end = length+0.02; start = -0.01;
 429       }
 430       norm = (ex == length+0.01) ? -1 : 1;
 431     } else  {
 432       end = length;
 433       start = 0;
 434       norm = -1;
 435     }
 436
 437     for(ex = start ; ex <= end ; ex += length) {
 438       z1 = outer*cos_table[sangle]+z;
 439       y1 = y+sin_table[sangle]*outer;
 440       step = ONEREV/nsegs;
 441       glBegin(GL_TRIANGLES);
 442       b = 0;
 443       for (a = sangle ; a <= angle || b <= angle; a+= step) {
 444           glNormal3f(norm, 0, 0);
 445           glVertex3f(x+ex,y, z);
 446           glVertex3f(x+ex,y1,z1);
 447           glVertex3f(x+ex,y2c[a],z2c[a]);
 448         y1 = y2c[a]; z1 = z2c[a];
 449         b = a;
 450       }
 451       if (!tube) norm = 1;
 452       glEnd();
 453     }
 454   }
 455   glPopMatrix();
 456 }
 457
 458 /* this is just a convenience function to make a solid rod */
 459 void rod (GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z, float length, float diameter)
 460 {
 461     cylinder(x, y, z, length, diameter, diameter, 3, 0, ONEREV);
 462 }
 463
 464 GLvoid normal(GLfloat v1[], GLfloat v2[], GLfloat v3[],
 465                   GLfloat *nx, GLfloat *ny, GLfloat *nz)
 466 {
 467    GLfloat x, y, z, X, Y, Z;
 468
 469    x = v2[0]-v1[0];
 470    y = v2[1]-v1[1];
 471    z = v2[2]-v1[2];
 472    X = v3[0]-v1[0];
 473    Y = v3[1]-v1[1];
 474    Z = v3[2]-v1[2];
 475
 476    *nx = Y*z - Z*y;
 477    *ny = Z*x - X*z;
 478    *nz = X*y - Y*x;
 479
 480 }
 481
 482
 483
 484 void Rect(GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z, GLfloat w, GLfloat h,
 485             GLfloat t)
 486 {
 487   GLfloat yh;
 488   GLfloat xw;
 489   GLfloat zt;
 490
 491   yh = y+h; xw = x+w; zt = z - t;
 492
 493   glBegin(GL_QUADS); /* front */
 494     glNormal3f(0, 0, 1);
 495     glVertex3f(x, y, z);
 496     glVertex3f(x, yh, z);
 497     glVertex3f(xw, yh, z);
 498     glVertex3f(xw, y, z);
 499   /* back */
 500     glNormal3f(0, 0, -1);
 501     glVertex3f(x, y, zt);
 502     glVertex3f(x, yh, zt);
 503     glVertex3f(xw, yh, zt);
 504     glVertex3f(xw, y, zt);
 505   /* top */
 506     glNormal3f(0, 1, 0);
 507     glVertex3f(x, yh, z);
 508     glVertex3f(x, yh, zt);
 509     glVertex3f(xw, yh, zt);
 510     glVertex3f(xw, yh, z);
 511   /* bottom */
 512     glNormal3f(0, -1, 0);
 513     glVertex3f(x, y, z);
 514     glVertex3f(x, y, zt);
 515     glVertex3f(xw, y, zt);
 516     glVertex3f(xw, y, z);
 517   /* left */
 518     glNormal3f(-1, 0, 0);
 519     glVertex3f(x, y, z);
 520     glVertex3f(x, y, zt);
 521     glVertex3f(x, yh, zt);
 522     glVertex3f(x, yh, z);
 523   /* right */
 524     glNormal3f(1, 0, 0);
 525     glVertex3f(xw, y, z);
 526     glVertex3f(xw, y, zt);
 527     glVertex3f(xw, yh, zt);
 528     glVertex3f(xw, yh, z);
 529   glEnd();
 530 }
 531
 532 void makepiston(void)
 533 {
 534   GLfloat colour[] = {0.6, 0.6, 0.6, 1.0};
 535   int i;
 536
 537   i = glGenLists(1);
 538   glNewList(i, GL_COMPILE);
 539   glRotatef(90, 0, 0, 1);
 540   glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, colour);
 541   glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, colour);
 542   glMateriali(GL_FRONT, GL_SHININESS, 20);
 543   cylinder(0, 0, 0, 2, 1, 0.7, 2, 0, ONEREV); /* body */
 544   colour[0] = colour[1] = colour[2] = 0.2;
 545   glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, colour);
 546   cylinder(1.6, 0, 0, 0.1, 1.05, 1.05, 0, 0, ONEREV); /* ring */
 547   cylinder(1.8, 0, 0, 0.1, 1.05, 1.05, 0, 0, ONEREV); /* ring */
 548   glEndList();
 549 }
 550
 551 void CrankBit(GLfloat x)
 552 {
 553   Rect(x, -1.4, 0.5, 0.2, 1.8, 1);
 554   cylinder(x, -0.5, 0, 0.2, 2, 2, 1, 60, 120);
 555 }
 556
 557 void boom(GLfloat x, GLfloat y, int s)
 558 {
 559   static GLfloat red[] = {0, 0, 0, 0.9};
 560   static GLfloat lpos[] = {0, 0, 0, 1};
 561   static GLfloat d = 0, wd;
 562   int flameOut = 720/ENG.speed/ENG.cylinders;
 563   static int time = 0;
 564
 565   if (time == 0 && s) {
 566     red[0] = red[1] = 0;
 567     d = 0.05;
 568     time++;
 569     glEnable(GL_LIGHT1);
 570   } else if (time == 0 && !s) {
 571     return;
 572   } else if (time >= 8 && time < flameOut && !s) {
 573     time++;
 574     red[0] -= 0.2; red[1] -= 0.1;
 575     d-= 0.04;
 576   } else if (time >= flameOut) {
 577     time = 0;
 578     glDisable(GL_LIGHT1);
 579     return;
 580   } else {
 581     red[0] += 0.2; red[1] += 0.1;
 582     d+= 0.04;
 583     time++;
 584   }
 585   lpos[0] = x-d; lpos[1] = y;
 586   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, lpos);
 587   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, red);
 588   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_SPECULAR, red);
 589   glLighti(GL_LIGHT1, GL_LINEAR_ATTENUATION, 1.3);
 590   glLighti(GL_LIGHT1, GL_CONSTANT_ATTENUATION, 0);
 591
 592   glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, red);
 593   wd = d*3;
 594   if (wd > 0.7) wd = 0.7;
 595   glEnable(GL_BLEND);
 596   glDepthMask(GL_FALSE);
 597   glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 598   rod(x, y, 0, d, wd);
 599   glDepthMask(GL_TRUE);
 600   glDisable(GL_BLEND);
 601 }
 602
 603 void display(Engine *e)
 604 {
 605   static int a = 0;
 606   GLfloat zb, yb;
 607   static GLfloat ln[730], yp[730], ang[730];
 608   static int ln_init = 0;
 609   static int lastPlug = 0;
 610   int half;
 611   int sides;
 612   int j, b;
 613   static float rightSide;
 614
 615   glEnable(GL_LIGHTING);
 616   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 617   glLoadIdentity();
 618   gluLookAt(viewer[0], viewer[1], viewer[2], lookat[0], lookat[1], lookat[2],
 619         0.0, 1.0, 0.0);
 620   glPushMatrix();
 621   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, lightpos);
 622   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, light_sp);
 623   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, light_sp);
 624
 625   if (move) {
 626     double x, y, z;
 627     get_position (e->rot, &x, &y, &z, !e->button_down_p);
 628     glTranslatef(x*16-9, y*14-7, z*16-10);
 629   }
 630   if (spin) {
 631     double x, y, z;
 632     gltrackball_rotate (e->trackball);
 633     get_rotation(e->rot, &x, &y, &z, !e->button_down_p);
 634     glRotatef(x*ONEREV, 1.0, 0.0, 0.0);
 635     glRotatef(y*ONEREV, 0.0, 1.0, 0.0);
 636     glRotatef(x*ONEREV, 0.0, 0.0, 1.0);
 637   }
 638
 639 /* So the rotation appears around the centre of the engine */
 640   glTranslatef(-5, 0, 0);
 641
 642 /* crankshaft */
 643   glPushMatrix();
 644   glRotatef(a, 1, 0, 0);
 645   glCallList(1);
 646   glPopMatrix();
 647
 648   /* init the ln[] matrix for speed */
 649   if (ln_init == 0) {
 650     for (ln_init = 0 ; ln_init < 730 ; ln_init++) {
 651       zb = sin_table[ln_init];
 652       yb = cos_table[ln_init];
 653       /* y ordinate of piston */
 654       yp[ln_init] = yb + sqrt(25 - (zb*zb));
 655       /* length of rod */
 656       ln[ln_init] = sqrt(zb*zb + (yb-yp[ln_init])*(yb-yp[ln_init]));
 657       /* angle of connecting rod */
 658       ang[ln_init] = asin(zb/5)*57;
 659       ang[ln_init] *= -1;
 660     }
 661   }
 662
 663   glPushMatrix();
 664   sides = (ENG.includedAngle == 0) ? 1 : 2;
 665   for (half = 0; half < sides; half++, glRotatef(ENG.includedAngle,1,0,0))
 666   {
 667     /* pistons */
 668       /* glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, white); */
 669       for (j = 0; j < ENG.cylinders; j += sides)
 670       {
 671         b = (a + ENG.pistonAngle[j+half]) % ONEREV;
 672         glPushMatrix();
 673         glTranslatef(crankWidth/2 + crankOffset*(j+half), yp[b]-0.3, 0);
 674         glCallList(2);
 675         glPopMatrix();
 676       }
 677     /* spark plugs */
 678       glPushMatrix();
 679       glRotatef(90, 0, 0, 1);
 680       glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, red);
 681       for (j = 0; j < ENG.cylinders; j += sides)
 682       {
 683         cylinder(8.5, -crankWidth/2-crankOffset*(j+half), 0,
 684             0.5, 0.4, 0.3, 1, 0, ONEREV);
 685       }
 686       glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, white);
 687       for (j = 0; j < ENG.cylinders; j += sides)
 688       {
 689         rod(8, -crankWidth/2-crankOffset*(j+half), 0, 0.5, 0.2);
 690         rod(9, -crankWidth/2-crankOffset*(j+half), 0, 1, 0.15);
 691       }
 692
 693      /* rod */
 694       glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, blue);
 695       for (j = 0; j < ENG.cylinders; j += sides)
 696       {
 697           b = (a+HALFREV+ENG.pistonAngle[j+half]) % TWOREV;
 698           glPushMatrix();
 699           glRotatef(ang[b], 0, 1, 0);
 700           rod(-cos_table[b],
 701               -crankWidth/2-crankOffset*(j+half),
 702               -sin_table[b],
 703               ln[b], 0.2);
 704           glPopMatrix();
 705       }
 706       glPopMatrix();
 707
 708         /* engine block */
 709       glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, yellow_t);
 710       glEnable(GL_BLEND);
 711       glDepthMask(GL_FALSE);
 712       glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 713       rightSide = (sides > 1) ? 0 : 1.6;
 714     /* left plate */
 715       Rect(-crankWidth/2, -0.5,  1, 0.2, 9, 2);
 716     /* right plate */
 717       Rect(0.3+crankOffset*ENG.cylinders-rightSide, -0.5, 1, 0.2, 9, 2);
 718     /* head plate */
 719       Rect(-crankWidth/2+0.2, 8.3, 1,
 720             crankWidth/2+0.1+crankOffset*ENG.cylinders-rightSide, 0.2, 2);
 721     /* front rail */
 722       Rect(-crankWidth/2+0.2, 3, 1,
 723             crankWidth/2+0.1+crankOffset*ENG.cylinders-rightSide, 0.2, 0.2);
 724     /* back rail */
 725       Rect(-crankWidth/2+0.2, 3, -1+0.2,
 726             crankWidth/2+0.1+crankOffset*ENG.cylinders-rightSide, 0.2, 0.2);
 727     /* plates between cylinders */
 728       for (j=0; j < ENG.cylinders - (sides == 1); j += sides)
 729         Rect(0.4+crankWidth+crankOffset*(j-half), 3, 1, 1, 5.3, 2);
 730       glDepthMask(GL_TRUE);
 731   }
 732   glPopMatrix();
 733
 734         /* see which of our plugs should fire now, if any */
 735   for (j = 0; j < ENG.cylinders; j++)
 736   {
 737     if (0 == ((a + ENG.pistonAngle[j]) % TWOREV))
 738     {
 739         glPushMatrix();
 740         if (j & 1)
 741             glRotatef(ENG.includedAngle,1,0,0);
 742         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 743         boom(8, -crankWidth/2-crankOffset*j, 1);
 744         lastPlug = j;
 745         glPopMatrix();
 746     }
 747   }
 748
 749   if (lastPlug != j)
 750   {
 751     /* this code causes the last plug explosion to dim gradually */
 752     if (lastPlug & 1)
 753       glRotatef(ENG.includedAngle, 1, 0, 0);
 754     glRotatef(90, 0, 0, 1);
 755     boom(8, -crankWidth/2-crankOffset*lastPlug, 0);
 756   }
 757   glDisable(GL_BLEND);
 758
 759   a += ENG.speed;
 760   if (a >= TWOREV)
 761     a = 0;
 762   glPopMatrix();
 763   glFlush();
 764 }
 765
 766 void makeshaft (void)
 767 {
 768   int i;
 769   int j;
 770   static const float crankThick = 0.2;
 771   static const float crankDiam = 0.3;
 772
 773   i = glGenLists(1);
 774   glNewList(i, GL_COMPILE);
 775
 776   glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, blue);
 777   /* draw the flywheel */
 778   cylinder(-2.5, 0, 0, 1, 3, 2.5, 0, 0, ONEREV);
 779   Rect(-2, -0.3, 2.8, 0.5, 0.6, 5.6);
 780   Rect(-2, -2.8, 0.3, 0.5, 5.6, 0.6);
 781
 782   /* now make each of the shaft bits between the cranks,
 783    * starting from the flywheel end which is at X-coord 0.
 784    * the first cranskhaft bit is always 2 units long
 785    */
 786   rod(-2, 0, 0, 2, crankDiam);
 787
 788   /* Each crank is crankWidth units wide and the total width of a
 789    * cylinder assembly is 3.3 units. For inline engines, there is just
 790    * a single crank per cylinder width.  For other engine
 791    * configurations, there is a crank between each pair of adjacent
 792    * cylinders on one side of the engine, so the crankOffset length is
 793    * halved.
 794    */
 795   crankOffset = 3.3;
 796   if (ENG.includedAngle != 0)
 797     crankOffset /= 2;
 798   for (j = 0; j < ENG.cylinders - 1; j++)
 799     rod(crankWidth - crankThick + crankOffset*j, 0, 0,
 800         crankOffset - crankWidth + 2 * crankThick, crankDiam);
 801   /* the last bit connects to the engine wall on the non-flywheel end */
 802   rod(crankWidth - crankThick + crankOffset*j, 0, 0, 0.9, crankDiam);
 803
 804
 805   for (j = 0; j < ENG.cylinders; j++)
 806   {
 807     glPushMatrix();
 808     if (j & 1)
 809         glRotatef(HALFREV+ENG.pistonAngle[j]+ENG.includedAngle,1,0,0);
 810     else
 811         glRotatef(HALFREV+ENG.pistonAngle[j],1,0,0);
 812     /* draw wrist pin */
 813     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, blue);
 814     rod(crankOffset*j, -1.0, 0.0, crankWidth, crankDiam);
 815     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, green);
 816     /* draw right part of crank */
 817     CrankBit(crankOffset*j);
 818     /* draw left part of crank */
 819     CrankBit(crankWidth-crankThick+crankOffset*j);
 820     glPopMatrix();
 821   }
 822   glEndList();
 823 }
 824
 825 static void
 826 load_font (ModeInfo *mi, char *res, XFontStruct **fontP, GLuint *dlistP)
 827 {
 828   const char *font = get_string_resource (res, "Font");
 829   XFontStruct *f;
 830   Font id;
 831   int first, last;
 832
 833   if (!font) font = "-*-times-bold-r-normal-*-180-*";
 834
 835   f = XLoadQueryFont(mi->dpy, font);
 836   if (!f) f = XLoadQueryFont(mi->dpy, "fixed");
 837
 838   id = f->fid;
 839   first = f->min_char_or_byte2;
 840   last = f->max_char_or_byte2;
 841
 842   clear_gl_error ();
 843   *dlistP = glGenLists ((GLuint) last+1);
 844   check_gl_error ("glGenLists");
 845   glXUseXFont(id, first, last-first+1, *dlistP + first);
 846   check_gl_error ("glXUseXFont");
 847
 848   *fontP = f;
 849 }
 850
 851
 852 static void
 853 print_title_string (ModeInfo *mi, const char *string, GLfloat x, GLfloat y)
 854 {
 855   Engine *e = &engine[MI_SCREEN(mi)];
 856   XFontStruct *font = e->xfont;
 857   GLfloat line_height = font->ascent + font->descent;
 858
 859   y -= line_height;
 860
 861   glPushAttrib (GL_TRANSFORM_BIT |  /* for matrix contents */
 862                 GL_ENABLE_BIT);     /* for various glDisable calls */
 863   glDisable (GL_LIGHTING);
 864   glDisable (GL_DEPTH_TEST);
 865   {
 866     glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 867     glPushMatrix();
 868     {
 869       glLoadIdentity();
 870
 871       glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 872       glPushMatrix();
 873       {
 874         unsigned int i;
 875         int x2 = x;
 876         glLoadIdentity();
 877
 878         gluOrtho2D (0, mi->xgwa.width, 0, mi->xgwa.height);
 879
 880         glRasterPos2f (x, y);
 881         for (i = 0; i < strlen(string); i++)
 882           {
 883             char c = string[i];
 884             if (c == '\n')
 885               {
 886                 glRasterPos2f (x, (y -= line_height));
 887                 x2 = x;
 888               }
 889             else
 890               {
 891                 glCallList (e->font_dlist + (int)(c));
 892                 x2 += (font->per_char
 893                        ? font->per_char[c - font->min_char_or_byte2].width
 894                        : font->min_bounds.width);
 895               }
 896           }
 897       }
 898       glPopMatrix();
 899     }
 900     glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 901     glPopMatrix();
 902   }
 903   glPopAttrib();
 904
 905   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 906 }
 907
 908
 909
 910 void reshape_engine(ModeInfo *mi, int width, int height)
 911 {
 912  glViewport(0,0,(GLint)width, (GLint) height);
 913  glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 914  glLoadIdentity();
 915  glFrustum(-1.0,1.0,-1.0,1.0,1.5,70.0);
 916  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 917  win_h = height; win_w = width;
 918 }
 919
 920
 921 void init_engine(ModeInfo *mi)
 922 {
 923   int screen = MI_SCREEN(mi);
 924   Engine *e;
 925
 926  if (engine == NULL) {
 927    if ((engine = (Engine *) calloc(MI_NUM_SCREENS(mi),
 928                                         sizeof(Engine))) == NULL)
 929           return;
 930  }
 931  e = &engine[screen];
 932  e->window = MI_WINDOW(mi);
 933
 934  e->x = e->y = e->z = e->a = e->an1 = e->nx = e->ny = e->nz =
 935  e->dx = e->dy = e->dz = e->da = 0;
 936
 937  if (move) {
 938    e->dx = (float)(random() % 1000)/30000;
 939    e->dy = (float)(random() % 1000)/30000;
 940    e->dz = (float)(random() % 1000)/30000;
 941  } else {
 942   viewer[0] = 0; viewer[1] = 2; viewer[2] = 18;
 943   lookat[0] = 0; lookat[1] = 0; lookat[2] = 0;
 944
 945  }
 946  if (spin) {
 947    e->da = (float)(random() % 1000)/125 - 4;
 948    e->nx = (float)(random() % 100) / 100;
 949    e->ny = (float)(random() % 100) / 100;
 950    e->nz = (float)(random() % 100) / 100;
 951  }
 952
 953  {
 954    double spin_speed = 0.5;
 955    double wander_speed = 0.01;
 956
 957  e->rot = make_rotator (spin ? spin_speed : 0,
 958                         spin ? spin_speed : 0,
 959                         spin ? spin_speed : 0,
 960                         1.0,
 961                         move ? wander_speed : 0,
 962                         True);
 963
 964     e->trackball = gltrackball_init ();
 965  }
 966
 967  if ((e->glx_context = init_GL(mi)) != NULL) {
 968       reshape_engine(mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 969  } else {
 970      MI_CLEARWINDOW(mi);
 971  }
 972  glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);
 973  glShadeModel(GL_SMOOTH);
 974  glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_FILL);
 975  glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 976  glEnable(GL_LIGHTING);
 977  glEnable(GL_LIGHT0);
 978  glEnable(GL_NORMALIZE);
 979  make_tables();
 980  engineType = find_engine(which_engine);
 981
 982  e->engine_name = malloc(200);
 983  sprintf (e->engine_name,
 984           "%s\n%s%d%s",
 985           engines[engineType].engineName,
 986           (engines[engineType].includedAngle == 0 ? "" :
 987            engines[engineType].includedAngle == 180 ? "Flat " : "V"),
 988           engines[engineType].cylinders,
 989           (engines[engineType].includedAngle == 0 ? " Cylinder" : "")
 990           );
 991
 992  makeshaft();
 993  makepiston();
 994  load_font (mi, "titleFont", &e->xfont, &e->font_dlist);
 995 }
 996
 997 Bool engine_handle_event (ModeInfo *mi, XEvent *event)
 998 {
 999    Engine *e = &engine[MI_SCREEN(mi)];
1000
1001    if (event->xany.type == ButtonPress &&
1002        event->xbutton.button & Button1)
1003    {
1004        e->button_down_p = True;
1005        gltrackball_start (e->trackball,
1006                           event->xbutton.x, event->xbutton.y,
1007                           MI_WIDTH (mi), MI_HEIGHT (mi));
1008        movepaused = 1;
1009        return True;
1010    }
1011    else if (event->xany.type == ButtonRelease &&
1012             event->xbutton.button & Button1) {
1013        e->button_down_p = False;
1014        movepaused = 0;
1015        return True;
1016    }
1017    else if (event->xany.type == MotionNotify &&
1018             e->button_down_p) {
1019       gltrackball_track (e->trackball,
1020                          event->xmotion.x, event->xmotion.y,
1021                          MI_WIDTH (mi), MI_HEIGHT (mi));
1022       return True;
1023    }
1024   return False;
1025 }
1026
1027 void draw_engine(ModeInfo *mi)
1028 {
1029   Engine *e = &engine[MI_SCREEN(mi)];
1030   Window w = MI_WINDOW(mi);
1031   Display *disp = MI_DISPLAY(mi);
1032
1033   if (!e->glx_context)
1034     return;
1035
1036   glXMakeCurrent(disp, w, *(e->glx_context));
1037
1038
1039   display(e);
1040
1041   if (do_titles)
1042     print_title_string (mi, e->engine_name,
1043                         10, mi->xgwa.height - 10);
1044
1045   if(mi->fps_p) do_fps(mi);
1046   glFinish();
1047   glXSwapBuffers(disp, w);
1048 }
1049
1050 void release_engine(ModeInfo *mi)
1051 {
1052   if (engine != NULL) {
1053    (void) free((void *) engine);
1054    engine = NULL;
1055   }
1056   FreeAllGL(MI);
1057 }
1058
1059 #endif