git.hungrycats.org Git - xscreensaver/blob - hacks/flame.c

   1 /* xscreensaver, Copyright (c) 1993-2008 Jamie Zawinski <jwz@jwz.org>
   2  *
   3  * Permission to use, copy, modify, distribute, and sell this software and its
   4  * documentation for any purpose is hereby granted without fee, provided that
   5  * the above copyright notice appear in all copies and that both that
   6  * copyright notice and this permission notice appear in supporting
   7  * documentation.  No representations are made about the suitability of this
   8  * software for any purpose.  It is provided "as is" without express or
   9  * implied warranty.
  10  */
  11
  12 /* This file was ported from xlock for use in xscreensaver (and standalone)
  13  * by jwz on 18-Oct-93.  (And again, 11-May-97.)  Original copyright reads:
  14  *
  15  *   static char sccsid[] = "@(#)flame.c 1.4 91/09/27 XLOCK";
  16  *
  17  * flame.c - recursive fractal cosmic flames.
  18  *
  19  * Copyright (c) 1991 by Patrick J. Naughton.
  20  *
  21  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software and its
  22  * documentation for any purpose and without fee is hereby granted,
  23  * provided that the above copyright notice appear in all copies and that
  24  * both that copyright notice and this permission notice appear in
  25  * supporting documentation.
  26  *
  27  * This file is provided AS IS with no warranties of any kind.  The author
  28  * shall have no liability with respect to the infringement of copyrights,
  29  * trade secrets or any patents by this file or any part thereof.  In no
  30  * event will the author be liable for any lost revenue or profits or
  31  * other special, indirect and consequential damages.
  32  *
  33  * Comments and additions should be sent to the author:
  34  *
  35  *                     naughton@eng.sun.com
  36  *
  37  *                     Patrick J. Naughton
  38  *                     MS 21-14
  39  *                     Sun Laboritories, Inc.
  40  *                     2550 Garcia Ave
  41  *                     Mountain View, CA  94043
  42  *
  43  * Revision History:
  44  * 01-Jun-95: This should look more like the original with some updates by
  45  *            Scott Draves.
  46  * 27-Jun-91: vary number of functions used.
  47  * 24-Jun-91: fixed portability problem with integer mod (%).
  48  * 06-Jun-91: Written. (received from Scott Draves, spot@cs.cmu.edu).
  49  */
  50
  51 #include <math.h>
  52 #include "screenhack.h"
  53
  54 #include <signal.h>             /* so we can ignore SIGFPE */
  55
  56 #define POINT_BUFFER_SIZE 10
  57 #define MAXLEV 4
  58 #define MAXKINDS  10
  59
  60 struct state {
  61   Display *dpy;
  62   Window window;
  63
  64   double f[2][3][MAXLEV];       /* three non-homogeneous transforms */
  65   int max_total;
  66   int max_levels;
  67   int max_points;
  68   int cur_level;
  69   int variation;
  70   int snum;
  71   int anum;
  72   int num_points;
  73   int total_points;
  74   int pixcol;
  75   int ncolors;
  76   XColor *colors;
  77   XPoint points [POINT_BUFFER_SIZE];
  78   GC gc;
  79
  80   int delay, delay2;
  81   int width, height;
  82
  83   short lasthalf;
  84
  85   int flame_alt;
  86   int do_reset;
  87 };
  88
  89
  90 static short
  91 halfrandom (struct state *st, int mv)
  92 {
  93   unsigned long r;
  94
  95   if (st->lasthalf)
  96     {
  97       r = st->lasthalf;
  98       st->lasthalf = 0;
  99     }
 100   else
 101     {
 102       r = random ();
 103       st->lasthalf = r >> 16;
 104     }
 105   return (r % mv);
 106 }
 107
 108 static void *
 109 flame_init (Display *dpy, Window window)
 110 {
 111   struct state *st = (struct state *) calloc (1, sizeof(*st));
 112   XGCValues gcv;
 113   XWindowAttributes xgwa;
 114   Colormap cmap;
 115
 116   st->dpy = dpy;
 117   st->window = window;
 118
 119 #if defined(SIGFPE) && defined(SIG_IGN)
 120   /* No doubt a better fix would be to track down where the NaN is coming
 121      from, and code around that; but this should do.  Apparently most systems
 122      (Linux, Solaris, Irix, ...) ignore FPE by default -- but FreeBSD dumps
 123      core by default. */
 124   signal (SIGFPE, SIG_IGN);
 125 #endif
 126
 127   XGetWindowAttributes (st->dpy, st->window, &xgwa);
 128   st->width = xgwa.width;
 129   st->height = xgwa.height;
 130   cmap = xgwa.colormap;
 131
 132   st->max_points = get_integer_resource (st->dpy, "iterations", "Integer");
 133   if (st->max_points <= 0) st->max_points = 100;
 134
 135   st->max_levels = st->max_points;
 136
 137   st->max_total = get_integer_resource (st->dpy, "points", "Integer");
 138   if (st->max_total <= 0) st->max_total = 10000;
 139
 140   st->delay = get_integer_resource (st->dpy, "delay", "Integer");
 141   if (st->delay < 0) st->delay = 0;
 142   st->delay2 = get_integer_resource (st->dpy, "delay2", "Integer");
 143   if (st->delay2 < 0) st->delay2 = 0;
 144
 145   st->variation = random() % MAXKINDS;
 146
 147   if (mono_p)
 148     st->ncolors = 0;
 149   else
 150     {
 151       st->ncolors = get_integer_resource (st->dpy, "colors", "Integer");
 152       if (st->ncolors <= 0) st->ncolors = 128;
 153       st->colors = (XColor *) malloc ((st->ncolors+1) * sizeof (*st->colors));
 154       make_smooth_colormap (st->dpy, xgwa.visual, xgwa.colormap, st->colors, &st->ncolors,
 155                             True, 0, True);
 156       if (st->ncolors <= 2)
 157         mono_p = True, st->ncolors = 0;
 158     }
 159
 160   gcv.foreground = get_pixel_resource (st->dpy, cmap, "foreground", "Foreground");
 161   gcv.background = get_pixel_resource (st->dpy, cmap, "background", "Background");
 162
 163   if (! mono_p)
 164     {
 165       st->pixcol = halfrandom (st, st->ncolors);
 166       gcv.foreground = (st->colors [st->pixcol].pixel);
 167     }
 168
 169   st->gc = XCreateGC (st->dpy, st->window, GCForeground | GCBackground, &gcv);
 170   return st;
 171 }
 172
 173 static int
 174 recurse (struct state *st, double x, double y, int l, Display *dpy, Window win)
 175 {
 176   int i;
 177   double nx, ny;
 178
 179   if (l == st->max_levels)
 180     {
 181       st->total_points++;
 182       if (st->total_points > st->max_total) /* how long each fractal runs */
 183         return 0;
 184
 185       if (x > -1.0 && x < 1.0 && y > -1.0 && y < 1.0)
 186         {
 187           st->points[st->num_points].x = (int) ((st->width / 2) * (x + 1.0));
 188           st->points[st->num_points].y = (int) ((st->height / 2) * (y + 1.0));
 189           st->num_points++;
 190           if (st->num_points >= POINT_BUFFER_SIZE)
 191             {
 192               XDrawPoints (st->dpy, win, st->gc, st->points, st->num_points, CoordModeOrigin);
 193               st->num_points = 0;
 194             }
 195         }
 196     }
 197   else
 198     {
 199       for (i = 0; i < st->snum; i++)
 200         {
 201
 202           /* Scale back when values get very large. Spot sez:
 203              "I think this happens on HPUX.  I think it's non-IEEE
 204              to generate an exception instead of a silent NaN."
 205            */
 206           if ((abs(x) > 1.0E5) || (abs(y) > 1.0E5))
 207             x = x / y;
 208
 209           nx = st->f[0][0][i] * x + st->f[0][1][i] * y + st->f[0][2][i];
 210           ny = st->f[1][0][i] * x + st->f[1][1][i] * y + st->f[1][2][i];
 211           if (i < st->anum)
 212             {
 213               switch (st->variation)
 214                 {
 215                 case 0: /* sinusoidal */
 216                   nx = sin(nx);
 217                   ny = sin(ny);
 218                   break;
 219                 case 1: /* complex */
 220                   {
 221                     double r2 = nx * nx + ny * ny + 1e-6;
 222                     nx = nx / r2;
 223                     ny = ny / r2;
 224                   }
 225                   break;
 226                 case 2: /* bent */
 227                   if (nx < 0.0)
 228                     nx = nx * 2.0;
 229                   if (ny < 0.0)
 230                     ny = ny / 2.0;
 231                   break;
 232                 case 3: /* swirl */
 233                   {
 234                     double r = (nx * nx + ny * ny);     /* times k here is fun */
 235                     double c1 = sin(r);
 236                     double c2 = cos(r);
 237                     double t = nx;
 238
 239                     if (nx > 1e4 || nx < -1e4 || ny > 1e4 || ny < -1e4)
 240                       ny = 1e4;
 241                     else
 242                       ny = c2 * t + c1 * ny;
 243                     nx = c1 * nx - c2 * ny;
 244                   }
 245                   break;
 246                 case 4: /* horseshoe */
 247                   {
 248                     double r, c1, c2, t;
 249
 250                     /* Avoid atan2: DOMAIN error message */
 251                     if (nx == 0.0 && ny == 0.0)
 252                       r = 0.0;
 253                     else
 254                       r = atan2(nx, ny);      /* times k here is fun */
 255                     c1 = sin(r);
 256                     c2 = cos(r);
 257                     t = nx;
 258
 259                     nx = c1 * nx - c2 * ny;
 260                     ny = c2 * t + c1 * ny;
 261                   }
 262                   break;
 263                 case 5: /* drape */
 264                   {
 265                     double t;
 266
 267                     /* Avoid atan2: DOMAIN error message */
 268                     if (nx == 0.0 && ny == 0.0)
 269                       t = 0.0;
 270                     else
 271                       t = atan2(nx, ny) / M_PI;
 272
 273                     if (nx > 1e4 || nx < -1e4 || ny > 1e4 || ny < -1e4)
 274                       ny = 1e4;
 275                     else
 276                       ny = sqrt(nx * nx + ny * ny) - 1.0;
 277                     nx = t;
 278                   }
 279                   break;
 280                 case 6: /* broken */
 281                   if (nx > 1.0)
 282                     nx = nx - 1.0;
 283                   if (nx < -1.0)
 284                     nx = nx + 1.0;
 285                   if (ny > 1.0)
 286                     ny = ny - 1.0;
 287                   if (ny < -1.0)
 288                     ny = ny + 1.0;
 289                   break;
 290                 case 7: /* spherical */
 291                   {
 292                     double r = 0.5 + sqrt(nx * nx + ny * ny + 1e-6);
 293
 294                     nx = nx / r;
 295                     ny = ny / r;
 296                   }
 297                   break;
 298                 case 8: /*  */
 299                   nx = atan(nx) / M_PI_2;
 300                   ny = atan(ny) / M_PI_2;
 301                   break;
 302 /* #if 0 */  /* core dumps on some machines, why not all? */
 303                 case 9: /* complex sine */
 304                   {
 305                     double u = nx;
 306                     double v = ny;
 307                     double ev = exp(v);
 308                     double emv = exp(-v);
 309
 310                     nx = (ev + emv) * sin(u) / 2.0;
 311                     ny = (ev - emv) * cos(u) / 2.0;
 312                   }
 313                   break;
 314                 case 10:        /* polynomial */
 315                   if (nx < 0)
 316                     nx = -nx * nx;
 317                   else
 318                     nx = nx * nx;
 319                   if (ny < 0)
 320                     ny = -ny * ny;
 321                   else
 322                     ny = ny * ny;
 323                   break;
 324 /* #endif */
 325                 default:
 326                   nx = sin(nx);
 327                   ny = sin(ny);
 328                 }
 329             }
 330           if (!recurse (st, nx, ny, l + 1, st->dpy, win))
 331             return 0;
 332         }
 333     }
 334   return 1;
 335 }
 336
 337 static unsigned long
 338 flame_draw (Display *dpy, Window window, void *closure)
 339 {
 340   struct state *st = (struct state *) closure;
 341   int i, j, k;
 342   unsigned long this_delay = st->delay;
 343
 344   if (st->do_reset)
 345     {
 346       st->do_reset = 0;
 347       XClearWindow (st->dpy, st->window);
 348     }
 349
 350   if (!(st->cur_level++ % st->max_levels))
 351     {
 352       st->do_reset = 1;
 353       this_delay = st->delay2;
 354       st->flame_alt = !st->flame_alt;
 355       st->variation = random() % MAXKINDS;
 356     }
 357   else
 358     {
 359       if (st->ncolors > 2)
 360         {
 361           XSetForeground (st->dpy, st->gc, st->colors [st->pixcol].pixel);
 362           if (--st->pixcol < 0)
 363             st->pixcol = st->ncolors - 1;
 364         }
 365     }
 366
 367   /* number of functions */
 368   st->snum = 2 + (st->cur_level % (MAXLEV - 1));
 369
 370   /* how many of them are of alternate form */
 371   if (st->flame_alt)
 372     st->anum = 0;
 373   else
 374     st->anum = halfrandom (st, st->snum) + 2;
 375
 376   /* 6 coefs per function */
 377   for (k = 0; k < st->snum; k++)
 378     {
 379       for (i = 0; i < 2; i++)
 380         for (j = 0; j < 3; j++)
 381           st->f[i][j][k] = ((double) (random() & 1023) / 512.0 - 1.0);
 382     }
 383   st->num_points = 0;
 384   st->total_points = 0;
 385   recurse (st, 0.0, 0.0, 0, st->dpy, st->window);
 386   XDrawPoints (st->dpy, st->window, st->gc, st->points, st->num_points, CoordModeOrigin);
 387
 388   return this_delay;
 389 }
 390
 391
 392 #if defined(__hpux) && defined(PLOSS)
 393 /* I don't understand why this is necessary, but I'm told that this program
 394    does nothing at all on HP-sUX without it.
 395
 396    I'm further told that HPUX 11.0 doesn't define PLOSS, and works ok without
 397    this section.  Go figure.
 398  */
 399 #undef random
 400 #undef srandom
 401 #include <math.h>
 402 int matherr(x)
 403    register struct exception *x;
 404 {
 405   if (x->type == PLOSS) return 1;
 406   else return 0;
 407 }
 408 #endif /* __hpux */
 409
 410
 411 \f
 412 static const char *flame_defaults [] = {
 413   ".background: black",
 414   ".foreground: white",
 415   "*fpsSolid:   true",
 416   "*colors:     64",
 417   "*iterations: 25",
 418   "*delay:      50000",
 419   "*delay2:     2000000",
 420   "*points:     10000",
 421   0
 422 };
 423
 424 static XrmOptionDescRec flame_options [] = {
 425   { "-colors",          ".colors",      XrmoptionSepArg, 0 },
 426   { "-iterations",      ".iterations",  XrmoptionSepArg, 0 },
 427   { "-delay",           ".delay",       XrmoptionSepArg, 0 },
 428   { "-delay2",          ".delay2",      XrmoptionSepArg, 0 },
 429   { "-points",          ".points",      XrmoptionSepArg, 0 },
 430   { 0, 0, 0, 0 }
 431 };
 432
 433 static void
 434 flame_reshape (Display *dpy, Window window, void *closure,
 435                  unsigned int w, unsigned int h)
 436 {
 437 }
 438
 439 static Bool
 440 flame_event (Display *dpy, Window window, void *closure, XEvent *event)
 441 {
 442   return False;
 443 }
 444
 445 static void
 446 flame_free (Display *dpy, Window window, void *closure)
 447 {
 448   struct state *st = (struct state *) closure;
 449   free (st);
 450 }
 451
 452 XSCREENSAVER_MODULE ("Flame", flame)
 453