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 #ifdef STANDALONE
  25 #define DEFAULTS        "*delay:           30000        \n" \
  26                         "*showFPS:         False        \n" \
  27                         "*titleFont:  -*-helvetica-medium-r-normal-*-180-*\n" \
  28
  29 # define refresh_engine 0
  30 # include "xlockmore.h"              /* from the xscreensaver distribution */
  31 #else  /* !STANDALONE */
  32 # include "xlock.h"                  /* from the xlockmore distribution */
  33 #endif /* !STANDALONE */
  34
  35 #include "glxfonts.h"
  36 #include "rotator.h"
  37 #include "gltrackball.h"
  38
  39 /* lifted from lament.c */
  40 #define RAND(n) ((long) ((random() & 0x7fffffff) % ((long) (n))))
  41 #define RANDSIGN() ((random() & 1) ? 1 : -1)
  42
  43
  44 #ifdef USE_GL
  45
  46 #define DEF_ENGINE "(none)"
  47 #define DEF_TITLES "False"
  48 #define DEF_SPIN   "True"
  49 #define DEF_MOVE   "True"
  50
  51 #undef countof
  52 #define countof(x) (sizeof((x))/sizeof((*x)))
  53
  54 static char *which_engine;
  55 static int move;
  56 static int spin;
  57 static Bool do_titles;
  58
  59 static XrmOptionDescRec opts[] = {
  60   {"-engine",  ".engine.engine", XrmoptionSepArg, DEF_ENGINE },
  61   {"-move",    ".engine.move",   XrmoptionNoArg, "True"  },
  62   {"+move",    ".engine.move",   XrmoptionNoArg, "False" },
  63   {"-spin",    ".engine.spin",   XrmoptionNoArg, "True"  },
  64   {"+spin",    ".engine.spin",   XrmoptionNoArg, "False" },
  65   { "-titles", ".engine.titles", XrmoptionNoArg, "True"  },
  66   { "+titles", ".engine.titles", XrmoptionNoArg, "False" },
  67 };
  68
  69 static argtype vars[] = {
  70   {&which_engine, "engine", "Engine", DEF_ENGINE, t_String},
  71   {&move,         "move",   "Move",   DEF_MOVE,   t_Bool},
  72   {&spin,         "spin",   "Spin",   DEF_SPIN,   t_Bool},
  73   {&do_titles,    "titles", "Titles", DEF_TITLES, t_Bool},
  74 };
  75
  76 ENTRYPOINT ModeSpecOpt engine_opts = {countof(opts), opts, countof(vars), vars, NULL};
  77
  78 #ifdef USE_MODULES
  79 ModStruct   engine_description =
  80 {"engine", "init_engine", "draw_engine", "release_engine",
  81  "draw_engine", "init_engine", NULL, &engine_opts,
  82  1000, 1, 2, 1, 4, 1.0, "",
  83  "A four stroke engine", 0, NULL};
  84
  85 #endif
  86
  87 /* these defines are used to provide symbolic means
  88  * by which to refer to various portions or multiples
  89  * of a cyle in degrees
  90  */
  91 #define HALFREV 180
  92 #define ONEREV 360
  93 #define TWOREV 720
  94
  95 #define MOVE_MULT 0.05
  96
  97 #define RAND_RANGE(min, max) ((min) + (max - min) * f_rand())
  98
  99
 100 typedef struct {
 101   GLXContext *glx_context;
 102   Window window;
 103   GLfloat x, y, z; /* position */
 104   GLfloat dx, dy, dz; /* position */
 105   GLfloat an1, an2, an3; /* internal angle */
 106   GLfloat nx, ny, nz; /* spin vector */
 107   GLfloat a; /* spin angle */
 108   GLfloat da; /* spin speed */
 109   rotator *rot;
 110   trackball_state *trackball;
 111   Bool button_down_p;
 112   XFontStruct *xfont;
 113   GLuint font_dlist;
 114   char *engine_name;
 115   int engineType;
 116   int movepaused;
 117
 118   float crankOffset;
 119   float crankWidth;
 120
 121   int win_w, win_h;
 122
 123   float sin_table[TWOREV];
 124   float cos_table[TWOREV];
 125   float tan_table[TWOREV];
 126
 127   GLfloat boom_red[4];
 128   GLfloat boom_lpos[4];
 129   GLfloat boom_d, boom_wd;
 130   int boom_time;
 131
 132   GLfloat viewer[3], lookat[3];
 133
 134   int display_a;
 135   GLfloat ln[730], yp[730], ang[730];
 136   int ln_init;
 137   int lastPlug;
 138
 139   GLuint shaft_list, piston_list;
 140   int shaft_polys, piston_polys;
 141
 142 } Engine;
 143
 144 static Engine *engine = NULL;
 145
 146 static const GLfloat lightpos[] = {7.0, 7.0, 12, 1.0};
 147 static const GLfloat light_sp[] = {0.8, 0.8, 0.8, 0.5};
 148 static const GLfloat red[] = {1.0, 0, 0, 1.0};
 149 static const GLfloat green[] = {0.0, 1, 0, 1.0};
 150 static const GLfloat blue[] = {0, 0, 1, 1.0};
 151 static const GLfloat white[] = {1.0, 1, 1, 1.0};
 152 static const GLfloat yellow_t[] = {1, 1, 0, 0.4};
 153
 154 static GLvoid normal(GLfloat [], GLfloat [], GLfloat [],
 155                   GLfloat *, GLfloat *, GLfloat *);
 156
 157 /*
 158  * this table represents both the firing order and included angle of engine.
 159  * To simplify things, we always number from 0 starting at the flywheel and
 160  * moving down the crankshaft toward the back of the engine.  This doesn't
 161  * always match manufacturer's schemes.  For example, the Porsche 911 engine
 162  * is a flat six with the following configuration (Porsche's numbering):
 163  *
 164  *    3  2  1
 165  *  |=            firing order is 1-6-2-4-3-5 in this diagram
 166  *     6  5  4
 167  *
 168  * We renumber these using our scheme but preserve the effective firing order:
 169  *
 170  *   0  2  4
 171  * |=             firing order is 4-1-2-5-0-3 in this diagram
 172  *    1  3  5
 173  *
 174  * To avoid going completely insane, we also reorder these so the newly
 175  * renumbered cylinder 0 is always first: 0-3-4-1-2-5
 176  *
 177  * For a flat 6, the included angle is 180 degrees (0 would be a inline
 178  * engine).  Because these are all four-stroke engines, each piston goes
 179  * through 720 degrees of rotation for each time the spark plug sparks,
 180  * so in this case, we would use the following angles:
 181  *
 182  * cylinder     firing order     angle
 183  * --------     ------------     -----
 184  *    0               0             0
 185  *    1               3           360
 186  *    2               4           240
 187  *    3               1           600
 188  *    4               2           480
 189  *    5               5           120
 190  *
 191  */
 192
 193 typedef struct
 194 {
 195     int cylinders;
 196     int includedAngle;
 197     int pistonAngle[12];  /* twelve cylinders should suffice... */
 198     int speed;          /*  step size in degrees for engine speed */
 199     const char *engineName;  /* currently unused */
 200 } engine_type;
 201
 202 static const engine_type engines[] = {
 203     { 3,   0, { 0, 240, 480,   0,   0,   0,
 204                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 205      "Honda Insight" },
 206     { 4,   0, { 0, 180, 540, 360,   0,   0,
 207                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 208      "BMW M3" },
 209     { 4, 180, { 0, 360, 180, 540,   0,   0,
 210                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 211      "VW Beetle" },
 212     { 5,   0, { 0, 576, 144, 432, 288,   0,
 213                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 214      "Audi Quattro" },
 215     { 6,   0, { 0, 240, 480, 120, 600, 360,
 216                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 217      "BMW M5" },
 218     { 6,  90, { 0, 360, 480, 120, 240, 600,
 219                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 220      "Subaru XT" },
 221     { 6, 180, { 0, 360, 240, 600, 480, 120,
 222                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 223      "Porsche 911" },
 224     { 8,  90, { 0, 450,  90, 180, 270, 360,
 225               540, 630,   0,   0,   0,   0 }, 15,
 226      "Corvette Z06" },
 227     {10,  90, { 0,  72, 432, 504, 288, 360,
 228               144, 216, 576, 648,   0,   0 }, 12,
 229      "Dodge Viper" },
 230     {12,  60, { 0, 300, 240, 540, 480,  60,
 231               120, 420, 600, 180, 360, 660 }, 12,
 232      "Jaguar XKE" },
 233 };
 234
 235 /* this define is just a little shorter way of referring to members of the
 236  * table above
 237  */
 238 #define ENG engines[e->engineType]
 239
 240 /* given a number of cylinders and an included angle, finds matching engine */
 241 static int
 242 find_engine(char *name)
 243 {
 244   unsigned int i;
 245   char *s;
 246
 247   if (!name || !*name || !strcasecmp (name, "(none)"))
 248     return (random() % countof(engines));
 249
 250   for (s = name; *s; s++)
 251     if (*s == '-' || *s == '_') *s = ' ';
 252
 253   for (i = 0; i < countof(engines); i++) {
 254     if (!strcasecmp(name, engines[i].engineName))
 255       return i;
 256   }
 257
 258   fprintf (stderr, "%s: unknown engine type \"%s\"\n", progname, name);
 259   fprintf (stderr, "%s: available models are:\n", progname);
 260   for (i = 0; i < countof(engines); i++) {
 261     fprintf (stderr, "\t %-13s (%d cylinders",
 262              engines[i].engineName, engines[i].cylinders);
 263     if (engines[i].includedAngle == 0)
 264       fprintf (stderr, ")\n");
 265     else if (engines[i].includedAngle == 180)
 266       fprintf (stderr, ", flat)\n");
 267     else
 268       fprintf (stderr, ", V)\n");
 269   }
 270   exit(1);
 271 }
 272
 273 /* we use trig tables to speed things up - 200 calls to sin()
 274  in one frame can be a bit harsh..
 275 */
 276
 277 static void make_tables(Engine *e)
 278 {
 279   int i;
 280   float f;
 281
 282   f = ONEREV / (M_PI * 2);
 283   for (i = 0 ; i <= TWOREV ; i++) {
 284     e->sin_table[i] = sin(i/f);
 285   }
 286   for (i = 0 ; i <= TWOREV ; i++) {
 287     e->cos_table[i] = cos(i/f);
 288   }
 289   for (i = 0 ; i <= TWOREV ; i++) {
 290     e->tan_table[i] = tan(i/f);
 291   }
 292 }
 293
 294 /* if inner and outer are the same, we draw a cylinder, not a tube */
 295 /* for a tube, endcaps is 0 (none), 1 (left), 2 (right) or 3(both) */
 296 /* angle is how far around the axis to go (up to 360) */
 297
 298 static int cylinder (Engine *e, GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z,
 299     float length, float outer, float inner, int endcaps, int sang, int eang)
 300 {
 301   int polys = 0;
 302   int a; /* current angle around cylinder */
 303   int b = 0; /* previous */
 304   int angle, norm, step, sangle;
 305   float z1, y1, z2, y2, ex=0;
 306   float y3, z3;
 307   float Z1, Y1, Z2, Y2, xl, Y3, Z3;
 308   GLfloat y2c[TWOREV], z2c[TWOREV];
 309   GLfloat ony, onz; /* previous normals */
 310   int nsegs, tube = 0;
 311
 312   glPushMatrix();
 313   nsegs = outer*(MAX(e->win_w, e->win_h)/200);
 314   nsegs = MAX(nsegs, 6);
 315   nsegs = MAX(nsegs, 40);
 316   if (nsegs % 2)
 317      nsegs += 1;
 318   sangle = sang;
 319   angle = eang;
 320   ony = onz = 0;
 321   z1 = e->cos_table[sangle]*outer+z; y1 = e->sin_table[sangle] * outer+y;
 322   Z1 = e->cos_table[sangle] * inner+z; Y1 = e->sin_table[sangle]*inner+y ;
 323   Z2 = z;
 324   Y2 = y;
 325   xl = x + length;
 326   if (inner < outer && endcaps < 3) tube = 1;
 327   step = ONEREV/nsegs;
 328
 329   glBegin(GL_QUADS);
 330   for (a = sangle ; a <= angle || b <= angle ; a+= step) {
 331     y2=outer*(float)e->sin_table[a]+y;
 332     z2=outer*(float)e->cos_table[a]+z;
 333     y3=outer*(float)e->sin_table[a+step]+y;
 334     z3=outer*(float)e->cos_table[a+step]+z;
 335     if (endcaps)
 336        y2c[a] = y2; z2c[a] = z2; /* cache for later */
 337     if (tube) {
 338       Y2=inner*(float)e->sin_table[a]+y;
 339       Z2=inner*(float)e->cos_table[a]+z;
 340       Y3=inner*(float)e->sin_table[a+step]+y;
 341       Z3=inner*(float)e->cos_table[a+step]+z;
 342     }
 343     glNormal3f(0, y1, z1);
 344     glVertex3f(x,y1,z1);
 345     glVertex3f(xl,y1,z1);
 346     glNormal3f(0, y2, z2);
 347     glVertex3f(xl,y2,z2);
 348     glVertex3f(x,y2,z2);
 349     polys++;
 350     if (a == sangle && angle - sangle < ONEREV) {
 351       if (tube)
 352         glVertex3f(x, Y1, Z1);
 353       else
 354         glVertex3f(x, y, z);
 355       glVertex3f(x, y1, z1);
 356       glVertex3f(xl, y1, z1);
 357       if (tube)
 358         glVertex3f(xl, Z1, Z1);
 359       else
 360         glVertex3f(xl, y, z);
 361       polys++;
 362     }
 363     if (tube) {
 364       if (endcaps != 1) {
 365         glNormal3f(-1, 0, 0); /* left end */
 366         glVertex3f(x, y1, z1);
 367         glVertex3f(x, y2, z2);
 368         glVertex3f(x, Y2, Z2);
 369         glVertex3f(x, Y1, Z1);
 370         polys++;
 371       }
 372
 373       glNormal3f(0, -Y1, -Z1); /* inner surface */
 374       glVertex3f(x, Y1, Z1);
 375       glVertex3f(xl, Y1, Z1);
 376       glNormal3f(0, -Y2, -Z2);
 377       glVertex3f(xl, Y2, Z2);
 378       glVertex3f(x, Y2, Z2);
 379       polys++;
 380
 381       if (endcaps != 2) {
 382         glNormal3f(1, 0, 0); /* right end */
 383         glVertex3f(xl, y1, z1);
 384         glVertex3f(xl, y2, z2);
 385         glVertex3f(xl, Y2, Z2);
 386         glVertex3f(xl, Y1, Z1);
 387         polys++;
 388       }
 389     }
 390
 391     z1=z2; y1=y2;
 392     Z1=Z2; Y1=Y2;
 393     b = a;
 394   }
 395   glEnd();
 396
 397   if (angle - sangle < ONEREV) {
 398     GLfloat nx, ny, nz;
 399     GLfloat v1[3], v2[3], v3[3];
 400     v1[0] = x; v1[1] = y; v1[2] = z;
 401     v2[0] = x; v2[1] = y1; v2[2] = z1;
 402     v3[0] = xl; v3[1] = y1; v3[2] = z1;
 403     normal(&v2[0], &v1[0], &v3[0], &nx, &ny, &nz);
 404     glBegin(GL_QUADS);
 405     glNormal3f(nx, ny, nz);
 406     glVertex3f(x, y, z);
 407     glVertex3f(x, y1, z1);
 408     glVertex3f(xl, y1, z1);
 409     glVertex3f(xl, y, z);
 410     polys++;
 411     glEnd();
 412   }
 413   if (endcaps) {
 414     GLfloat end, start;
 415     if (tube) {
 416       if (endcaps == 1) {
 417         end = 0;
 418         start = 0;
 419       } else if (endcaps == 2) {
 420         start = end = length+0.01;
 421       } else {
 422         end = length+0.02; start = -0.01;
 423       }
 424       norm = (ex == length+0.01) ? -1 : 1;
 425     } else  {
 426       end = length;
 427       start = 0;
 428       norm = -1;
 429     }
 430
 431     for(ex = start ; ex <= end ; ex += length) {
 432       z1 = outer*e->cos_table[sangle]+z;
 433       y1 = y+e->sin_table[sangle]*outer;
 434       step = ONEREV/nsegs;
 435       glBegin(GL_TRIANGLES);
 436       b = 0;
 437       for (a = sangle ; a <= angle || b <= angle; a+= step) {
 438           glNormal3f(norm, 0, 0);
 439           glVertex3f(x+ex,y, z);
 440           glVertex3f(x+ex,y1,z1);
 441           glVertex3f(x+ex,y2c[a],z2c[a]);
 442           polys++;
 443         y1 = y2c[a]; z1 = z2c[a];
 444         b = a;
 445       }
 446       if (!tube) norm = 1;
 447       glEnd();
 448     }
 449   }
 450   glPopMatrix();
 451   return polys;
 452 }
 453
 454 /* this is just a convenience function to make a solid rod */
 455 static int rod (Engine *e, GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z, float length, float diameter)
 456 {
 457     return cylinder(e, x, y, z, length, diameter, diameter, 3, 0, ONEREV);
 458 }
 459
 460 static GLvoid normal(GLfloat v1[], GLfloat v2[], GLfloat v3[],
 461                   GLfloat *nx, GLfloat *ny, GLfloat *nz)
 462 {
 463    GLfloat x, y, z, X, Y, Z;
 464
 465    x = v2[0]-v1[0];
 466    y = v2[1]-v1[1];
 467    z = v2[2]-v1[2];
 468    X = v3[0]-v1[0];
 469    Y = v3[1]-v1[1];
 470    Z = v3[2]-v1[2];
 471
 472    *nx = Y*z - Z*y;
 473    *ny = Z*x - X*z;
 474    *nz = X*y - Y*x;
 475
 476 }
 477
 478
 479
 480 static int Rect(GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z, GLfloat w, GLfloat h,
 481             GLfloat t)
 482 {
 483   int polys = 0;
 484   GLfloat yh;
 485   GLfloat xw;
 486   GLfloat zt;
 487
 488   yh = y+h; xw = x+w; zt = z - t;
 489
 490   glBegin(GL_QUADS); /* front */
 491     glNormal3f(0, 0, 1);
 492     glVertex3f(x, y, z);
 493     glVertex3f(x, yh, z);
 494     glVertex3f(xw, yh, z);
 495     glVertex3f(xw, y, z);
 496     polys++;
 497   /* back */
 498     glNormal3f(0, 0, -1);
 499     glVertex3f(x, y, zt);
 500     glVertex3f(x, yh, zt);
 501     glVertex3f(xw, yh, zt);
 502     glVertex3f(xw, y, zt);
 503     polys++;
 504   /* top */
 505     glNormal3f(0, 1, 0);
 506     glVertex3f(x, yh, z);
 507     glVertex3f(x, yh, zt);
 508     glVertex3f(xw, yh, zt);
 509     glVertex3f(xw, yh, z);
 510     polys++;
 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     polys++;
 518   /* left */
 519     glNormal3f(-1, 0, 0);
 520     glVertex3f(x, y, z);
 521     glVertex3f(x, y, zt);
 522     glVertex3f(x, yh, zt);
 523     glVertex3f(x, yh, z);
 524     polys++;
 525   /* right */
 526     glNormal3f(1, 0, 0);
 527     glVertex3f(xw, y, z);
 528     glVertex3f(xw, y, zt);
 529     glVertex3f(xw, yh, zt);
 530     glVertex3f(xw, yh, z);
 531     polys++;
 532   glEnd();
 533   return polys;
 534 }
 535
 536 static int makepiston(Engine *e)
 537 {
 538   int polys = 0;
 539   GLfloat colour[] = {0.6, 0.6, 0.6, 1.0};
 540
 541   e->piston_list = glGenLists(1);
 542   glNewList(e->piston_list, GL_COMPILE);
 543   glRotatef(90, 0, 0, 1);
 544   glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, colour);
 545   glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, colour);
 546   glMateriali(GL_FRONT, GL_SHININESS, 20);
 547   polys += cylinder(e, 0, 0, 0, 2, 1, 0.7, 2, 0, ONEREV); /* body */
 548   colour[0] = colour[1] = colour[2] = 0.2;
 549   glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, colour);
 550   polys += cylinder(e, 1.6, 0, 0, 0.1, 1.05, 1.05, 0, 0, ONEREV); /* ring */
 551   polys += cylinder(e, 1.8, 0, 0, 0.1, 1.05, 1.05, 0, 0, ONEREV); /* ring */
 552   glEndList();
 553   return polys;
 554 }
 555
 556 static int CrankBit(Engine *e, GLfloat x)
 557 {
 558   int polys = 0;
 559   polys += Rect(x, -1.4, 0.5, 0.2, 1.8, 1);
 560   polys += cylinder(e, x, -0.5, 0, 0.2, 2, 2, 1, 60, 120);
 561   return polys;
 562 }
 563
 564 static int boom(Engine *e, GLfloat x, GLfloat y, int s)
 565 {
 566   int polys = 0;
 567   int flameOut = 720/ENG.speed/ENG.cylinders;
 568
 569   if (e->boom_time == 0 && s) {
 570     e->boom_red[0] = e->boom_red[1] = 0;
 571     e->boom_d = 0.05;
 572     e->boom_time++;
 573     glEnable(GL_LIGHT1);
 574   } else if (e->boom_time == 0 && !s) {
 575     return polys;
 576   } else if (e->boom_time >= 8 && e->boom_time < flameOut && !s) {
 577     e->boom_time++;
 578     e->boom_red[0] -= 0.2; e->boom_red[1] -= 0.1;
 579     e->boom_d-= 0.04;
 580   } else if (e->boom_time >= flameOut) {
 581     e->boom_time = 0;
 582     glDisable(GL_LIGHT1);
 583     return polys;
 584   } else {
 585     e->boom_red[0] += 0.2; e->boom_red[1] += 0.1;
 586     e->boom_d += 0.04;
 587     e->boom_time++;
 588   }
 589   e->boom_lpos[0] = x-e->boom_d; e->boom_lpos[1] = y;
 590   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, e->boom_lpos);
 591   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, e->boom_red);
 592   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_SPECULAR, e->boom_red);
 593   glLighti(GL_LIGHT1, GL_LINEAR_ATTENUATION, 1.3);
 594   glLighti(GL_LIGHT1, GL_CONSTANT_ATTENUATION, 0);
 595
 596   glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, e->boom_red);
 597   e->boom_wd = e->boom_d*3;
 598   if (e->boom_wd > 0.7) e->boom_wd = 0.7;
 599   glEnable(GL_BLEND);
 600   glDepthMask(GL_FALSE);
 601   glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 602   polys += rod(e, x, y, 0, e->boom_d, e->boom_wd);
 603   glDepthMask(GL_TRUE);
 604   glDisable(GL_BLEND);
 605   return polys;
 606 }
 607
 608 static int display(Engine *e)
 609 {
 610   int polys = 0;
 611   GLfloat zb, yb;
 612   float rightSide;
 613   int half;
 614   int sides;
 615   int j, b;
 616
 617   glEnable(GL_LIGHTING);
 618   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 619   glLoadIdentity();
 620   gluLookAt(e->viewer[0], e->viewer[1], e->viewer[2],
 621             e->lookat[0], e->lookat[1], e->lookat[2],
 622             0.0, 1.0, 0.0);
 623   glPushMatrix();
 624   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, lightpos);
 625   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, light_sp);
 626   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, light_sp);
 627
 628   if (move) {
 629     double x, y, z;
 630     get_position (e->rot, &x, &y, &z, !e->button_down_p);
 631     glTranslatef(x*16-9, y*14-7, z*16-10);
 632   }
 633   if (spin) {
 634     double x, y, z;
 635     gltrackball_rotate (e->trackball);
 636     get_rotation(e->rot, &x, &y, &z, !e->button_down_p);
 637     glRotatef(x*ONEREV, 1.0, 0.0, 0.0);
 638     glRotatef(y*ONEREV, 0.0, 1.0, 0.0);
 639     glRotatef(x*ONEREV, 0.0, 0.0, 1.0);
 640   }
 641
 642 /* So the rotation appears around the centre of the engine */
 643   glTranslatef(-5, 0, 0);
 644
 645 /* crankshaft */
 646   glPushMatrix();
 647   glRotatef(e->display_a, 1, 0, 0);
 648   glCallList(e->shaft_list);
 649   polys += e->shaft_polys;
 650   glPopMatrix();
 651
 652   /* init the ln[] matrix for speed */
 653   if (e->ln_init == 0) {
 654     for (e->ln_init = 0 ; e->ln_init < 730 ; e->ln_init++) {
 655       zb = e->sin_table[e->ln_init];
 656       yb = e->cos_table[e->ln_init];
 657       /* y ordinate of piston */
 658       e->yp[e->ln_init] = yb + sqrt(25 - (zb*zb));
 659       /* length of rod */
 660       e->ln[e->ln_init] = sqrt(zb*zb + (yb-e->yp[e->ln_init])*(yb-e->yp[e->ln_init]));
 661       /* angle of connecting rod */
 662       e->ang[e->ln_init] = asin(zb/5)*57;
 663       e->ang[e->ln_init] *= -1;
 664     }
 665   }
 666
 667   glPushMatrix();
 668   sides = (ENG.includedAngle == 0) ? 1 : 2;
 669   for (half = 0; half < sides; half++, glRotatef(ENG.includedAngle,1,0,0))
 670   {
 671     /* pistons */
 672       /* glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, white); */
 673       for (j = 0; j < ENG.cylinders; j += sides)
 674       {
 675         b = (e->display_a + ENG.pistonAngle[j+half]) % ONEREV;
 676         glPushMatrix();
 677         glTranslatef(e->crankWidth/2 + e->crankOffset*(j+half), e->yp[b]-0.3, 0);
 678         glCallList(e->piston_list);
 679         polys += e->piston_polys;
 680         glPopMatrix();
 681       }
 682     /* spark plugs */
 683       glPushMatrix();
 684       glRotatef(90, 0, 0, 1);
 685       glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, red);
 686       for (j = 0; j < ENG.cylinders; j += sides)
 687       {
 688         polys += cylinder(e, 8.5, -e->crankWidth/2-e->crankOffset*(j+half), 0,
 689             0.5, 0.4, 0.3, 1, 0, ONEREV);
 690       }
 691       glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, white);
 692       for (j = 0; j < ENG.cylinders; j += sides)
 693       {
 694         polys += rod(e, 8, -e->crankWidth/2-e->crankOffset*(j+half), 0, 0.5, 0.2);
 695         polys += rod(e, 9, -e->crankWidth/2-e->crankOffset*(j+half), 0, 1, 0.15);
 696       }
 697
 698      /* rod */
 699       glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, blue);
 700       for (j = 0; j < ENG.cylinders; j += sides)
 701       {
 702           b = (e->display_a+HALFREV+ENG.pistonAngle[j+half]) % TWOREV;
 703           glPushMatrix();
 704           glRotatef(e->ang[b], 0, 1, 0);
 705           polys += rod(e,
 706               -e->cos_table[b],
 707               -e->crankWidth/2-e->crankOffset*(j+half),
 708               -e->sin_table[b],
 709               e->ln[b], 0.2);
 710           glPopMatrix();
 711       }
 712       glPopMatrix();
 713
 714         /* engine block */
 715       glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, yellow_t);
 716       glEnable(GL_BLEND);
 717       glDepthMask(GL_FALSE);
 718       glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 719       rightSide = (sides > 1) ? 0 : 1.6;
 720     /* left plate */
 721       polys += Rect(-e->crankWidth/2, -0.5,  1, 0.2, 9, 2);
 722     /* right plate */
 723       polys += Rect(0.3+e->crankOffset*ENG.cylinders-rightSide, -0.5, 1, 0.2, 9, 2);
 724     /* head plate */
 725       polys += Rect(-e->crankWidth/2+0.2, 8.3, 1,
 726             e->crankWidth/2+0.1+e->crankOffset*ENG.cylinders-rightSide, 0.2, 2);
 727     /* front rail */
 728       polys += Rect(-e->crankWidth/2+0.2, 3, 1,
 729             e->crankWidth/2+0.1+e->crankOffset*ENG.cylinders-rightSide, 0.2, 0.2);
 730     /* back rail */
 731       polys += Rect(-e->crankWidth/2+0.2, 3, -1+0.2,
 732             e->crankWidth/2+0.1+e->crankOffset*ENG.cylinders-rightSide, 0.2, 0.2);
 733     /* plates between cylinders */
 734       for (j=0; j < ENG.cylinders - (sides == 1); j += sides)
 735         polys += Rect(0.4+e->crankWidth+e->crankOffset*(j-half), 3, 1, 1, 5.3, 2);
 736       glDepthMask(GL_TRUE);
 737   }
 738   glPopMatrix();
 739
 740         /* see which of our plugs should fire now, if any */
 741   for (j = 0; j < ENG.cylinders; j++)
 742   {
 743     if (0 == ((e->display_a + ENG.pistonAngle[j]) % TWOREV))
 744     {
 745         glPushMatrix();
 746         if (j & 1)
 747             glRotatef(ENG.includedAngle,1,0,0);
 748         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 749         polys += boom(e, 8, -e->crankWidth/2-e->crankOffset*j, 1);
 750         e->lastPlug = j;
 751         glPopMatrix();
 752     }
 753   }
 754
 755   if (e->lastPlug != j)
 756   {
 757     /* this code causes the last plug explosion to dim gradually */
 758     if (e->lastPlug & 1)
 759       glRotatef(ENG.includedAngle, 1, 0, 0);
 760     glRotatef(90, 0, 0, 1);
 761     polys += boom(e, 8, -e->crankWidth/2-e->crankOffset*e->lastPlug, 0);
 762   }
 763   glDisable(GL_BLEND);
 764
 765   e->display_a += ENG.speed;
 766   if (e->display_a >= TWOREV)
 767     e->display_a = 0;
 768   glPopMatrix();
 769   glFlush();
 770   return polys;
 771 }
 772
 773 static int makeshaft (Engine *e)
 774 {
 775   int polys = 0;
 776   int j;
 777   float crankThick = 0.2;
 778   float crankDiam = 0.3;
 779
 780   e->shaft_list = glGenLists(1);
 781   glNewList(e->shaft_list, GL_COMPILE);
 782
 783   glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, blue);
 784   /* draw the flywheel */
 785   polys += cylinder(e, -2.5, 0, 0, 1, 3, 2.5, 0, 0, ONEREV);
 786   polys += Rect(-2, -0.3, 2.8, 0.5, 0.6, 5.6);
 787   polys += Rect(-2, -2.8, 0.3, 0.5, 5.6, 0.6);
 788
 789   /* now make each of the shaft bits between the cranks,
 790    * starting from the flywheel end which is at X-coord 0.
 791    * the first cranskhaft bit is always 2 units long
 792    */
 793   polys += rod(e, -2, 0, 0, 2, crankDiam);
 794
 795   /* Each crank is crankWidth units wide and the total width of a
 796    * cylinder assembly is 3.3 units. For inline engines, there is just
 797    * a single crank per cylinder width.  For other engine
 798    * configurations, there is a crank between each pair of adjacent
 799    * cylinders on one side of the engine, so the crankOffset length is
 800    * halved.
 801    */
 802   e->crankOffset = 3.3;
 803   if (ENG.includedAngle != 0)
 804     e->crankOffset /= 2;
 805   for (j = 0; j < ENG.cylinders - 1; j++)
 806     polys += rod(e,
 807         e->crankWidth - crankThick + e->crankOffset*j, 0, 0,
 808         e->crankOffset - e->crankWidth + 2 * crankThick, crankDiam);
 809   /* the last bit connects to the engine wall on the non-flywheel end */
 810   polys += rod(e, e->crankWidth - crankThick + e->crankOffset*j, 0, 0, 0.9, crankDiam);
 811
 812
 813   for (j = 0; j < ENG.cylinders; j++)
 814   {
 815     glPushMatrix();
 816     if (j & 1)
 817         glRotatef(HALFREV+ENG.pistonAngle[j]+ENG.includedAngle,1,0,0);
 818     else
 819         glRotatef(HALFREV+ENG.pistonAngle[j],1,0,0);
 820     /* draw wrist pin */
 821     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, blue);
 822     polys += rod(e, e->crankOffset*j, -1.0, 0.0, e->crankWidth, crankDiam);
 823     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, green);
 824     /* draw right part of crank */
 825     polys += CrankBit(e, e->crankOffset*j);
 826     /* draw left part of crank */
 827     polys += CrankBit(e, e->crankWidth-crankThick+e->crankOffset*j);
 828     glPopMatrix();
 829   }
 830   glEndList();
 831   return polys;
 832 }
 833
 834
 835 ENTRYPOINT void reshape_engine(ModeInfo *mi, int width, int height)
 836 {
 837  Engine *e = &engine[MI_SCREEN(mi)];
 838  glViewport(0,0,(GLint)width, (GLint) height);
 839  glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 840  glLoadIdentity();
 841  glFrustum(-1.0,1.0,-1.0,1.0,1.5,70.0);
 842  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 843  e->win_h = height;
 844  e->win_w = width;
 845 }
 846
 847
 848 ENTRYPOINT void init_engine(ModeInfo *mi)
 849 {
 850   int screen = MI_SCREEN(mi);
 851   Engine *e;
 852
 853  if (engine == NULL) {
 854    if ((engine = (Engine *) calloc(MI_NUM_SCREENS(mi),
 855                                         sizeof(Engine))) == NULL)
 856           return;
 857  }
 858  e = &engine[screen];
 859  e->window = MI_WINDOW(mi);
 860
 861  e->x = e->y = e->z = e->a = e->an1 = e->nx = e->ny = e->nz =
 862  e->dx = e->dy = e->dz = e->da = 0;
 863
 864  if (move) {
 865    e->dx = (float)(random() % 1000)/30000;
 866    e->dy = (float)(random() % 1000)/30000;
 867    e->dz = (float)(random() % 1000)/30000;
 868  } else {
 869   e->viewer[0] = 0; e->viewer[1] = 2; e->viewer[2] = 18;
 870   e->lookat[0] = 0; e->lookat[1] = 0; e->lookat[2] = 0;
 871
 872  }
 873  if (spin) {
 874    e->da = (float)(random() % 1000)/125 - 4;
 875    e->nx = (float)(random() % 100) / 100;
 876    e->ny = (float)(random() % 100) / 100;
 877    e->nz = (float)(random() % 100) / 100;
 878  }
 879
 880  {
 881    double spin_speed = 0.5;
 882    double wander_speed = 0.01;
 883
 884  e->crankWidth = 1.5;
 885  e->boom_red[3] = 0.9;
 886  e->boom_lpos[3] = 1;
 887
 888  e->viewer[2] = 30;
 889
 890  e->rot = make_rotator (spin ? spin_speed : 0,
 891                         spin ? spin_speed : 0,
 892                         spin ? spin_speed : 0,
 893                         1.0,
 894                         move ? wander_speed : 0,
 895                         True);
 896
 897     e->trackball = gltrackball_init ();
 898  }
 899
 900  if ((e->glx_context = init_GL(mi)) != NULL) {
 901       reshape_engine(mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 902  } else {
 903      MI_CLEARWINDOW(mi);
 904  }
 905  glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);
 906  glShadeModel(GL_SMOOTH);
 907  glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_FILL);
 908  glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 909  glEnable(GL_LIGHTING);
 910  glEnable(GL_LIGHT0);
 911  glEnable(GL_NORMALIZE);
 912  make_tables(e);
 913  e->engineType = find_engine(which_engine);
 914
 915  e->engine_name = malloc(200);
 916  sprintf (e->engine_name,
 917           "%s\n%s%d%s",
 918           engines[e->engineType].engineName,
 919           (engines[e->engineType].includedAngle == 0 ? "" :
 920            engines[e->engineType].includedAngle == 180 ? "Flat " : "V"),
 921           engines[e->engineType].cylinders,
 922           (engines[e->engineType].includedAngle == 0 ? " Cylinder" : "")
 923           );
 924
 925  e->shaft_polys = makeshaft(e);
 926  e->piston_polys = makepiston(e);
 927  load_font (mi->dpy, "titleFont", &e->xfont, &e->font_dlist);
 928 }
 929
 930 ENTRYPOINT Bool
 931 engine_handle_event (ModeInfo *mi, XEvent *event)
 932 {
 933    Engine *e = &engine[MI_SCREEN(mi)];
 934
 935    if (event->xany.type == ButtonPress &&
 936        event->xbutton.button == Button1)
 937    {
 938        e->button_down_p = True;
 939        gltrackball_start (e->trackball,
 940                           event->xbutton.x, event->xbutton.y,
 941                           MI_WIDTH (mi), MI_HEIGHT (mi));
 942        e->movepaused = 1;
 943        return True;
 944    }
 945    else if (event->xany.type == ButtonRelease &&
 946             event->xbutton.button == Button1) {
 947        e->button_down_p = False;
 948        e->movepaused = 0;
 949        return True;
 950    }
 951   else if (event->xany.type == ButtonPress &&
 952            (event->xbutton.button == Button4 ||
 953             event->xbutton.button == Button5 ||
 954             event->xbutton.button == Button6 ||
 955             event->xbutton.button == Button7))
 956     {
 957       gltrackball_mousewheel (e->trackball, event->xbutton.button, 10,
 958                               !!event->xbutton.state);
 959       return True;
 960     }
 961    else if (event->xany.type == MotionNotify &&
 962             e->button_down_p) {
 963       gltrackball_track (e->trackball,
 964                          event->xmotion.x, event->xmotion.y,
 965                          MI_WIDTH (mi), MI_HEIGHT (mi));
 966       return True;
 967    }
 968   return False;
 969 }
 970
 971 ENTRYPOINT void draw_engine(ModeInfo *mi)
 972 {
 973   Engine *e = &engine[MI_SCREEN(mi)];
 974   Window w = MI_WINDOW(mi);
 975   Display *disp = MI_DISPLAY(mi);
 976
 977   if (!e->glx_context)
 978     return;
 979
 980   glXMakeCurrent(disp, w, *(e->glx_context));
 981
 982
 983   mi->polygon_count = display(e);
 984
 985   if (do_titles)
 986       print_gl_string (mi->dpy, e->xfont, e->font_dlist,
 987                        mi->xgwa.width, mi->xgwa.height,
 988                        10, mi->xgwa.height - 10,
 989                        e->engine_name, False);
 990
 991   if(mi->fps_p) do_fps(mi);
 992   glFinish();
 993   glXSwapBuffers(disp, w);
 994 }
 995
 996 ENTRYPOINT void
 997 release_engine(ModeInfo *mi)
 998 {
 999   if (engine != NULL) {
1000    (void) free((void *) engine);
1001    engine = NULL;
1002   }
1003   FreeAllGL(mi);
1004 }
1005
1006 XSCREENSAVER_MODULE ("Engine", engine)
1007
1008 #endif