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

   1 /* xscreensaver, Copyright (c) 1993, 1995, 1996
   2  *  Jamie Zawinski <jwz@netscape.com>
   3  *
   4  * Permission to use, copy, modify, distribute, and sell this software and its
   5  * documentation for any purpose is hereby granted without fee, provided that
   6  * the above copyright notice appear in all copies and that both that
   7  * copyright notice and this permission notice appear in supporting
   8  * documentation.  No representations are made about the suitability of this
   9  * software for any purpose.  It is provided "as is" without express or
  10  * implied warranty.
  11  */
  12
  13 /* This file was ported from xlock for use in xscreensaver (and standalone)
  14  * by jwz on 18-Oct-93.  (And again, 11-May-97.)  Original copyright reads:
  15  *
  16  *   static char sccsid[] = "@(#)flame.c 1.4 91/09/27 XLOCK";
  17  *
  18  * flame.c - recursive fractal cosmic flames.
  19  *
  20  * Copyright (c) 1991 by Patrick J. Naughton.
  21  *
  22  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software and its
  23  * documentation for any purpose and without fee is hereby granted,
  24  * provided that the above copyright notice appear in all copies and that
  25  * both that copyright notice and this permission notice appear in
  26  * supporting documentation.
  27  *
  28  * This file is provided AS IS with no warranties of any kind.  The author
  29  * shall have no liability with respect to the infringement of copyrights,
  30  * trade secrets or any patents by this file or any part thereof.  In no
  31  * event will the author be liable for any lost revenue or profits or
  32  * other special, indirect and consequential damages.
  33  *
  34  * Comments and additions should be sent to the author:
  35  *
  36  *                     naughton@eng.sun.com
  37  *
  38  *                     Patrick J. Naughton
  39  *                     MS 21-14
  40  *                     Sun Laboritories, Inc.
  41  *                     2550 Garcia Ave
  42  *                     Mountain View, CA  94043
  43  *
  44  * Revision History:
  45  * 01-Jun-95: This should look more like the original with some updates by
  46  *            Scott Draves.
  47  * 27-Jun-91: vary number of functions used.
  48  * 24-Jun-91: fixed portability problem with integer mod (%).
  49  * 06-Jun-91: Written. (received from Scott Draves, spot@cs.cmu.edu).
  50  */
  51
  52 #include <math.h>
  53 #include "screenhack.h"
  54
  55 #define POINT_BUFFER_SIZE 10
  56 #define MAXLEV 4
  57 #define MAXKINDS  10
  58
  59 static double f[2][3][MAXLEV];  /* three non-homogeneous transforms */
  60 static int max_total;
  61 static int max_levels;
  62 static int max_points;
  63 static int cur_level;
  64 static int variation;
  65 static int snum;
  66 static int anum;
  67 static int num_points;
  68 static int total_points;
  69 static int pixcol;
  70 static int ncolors;
  71 static XColor *colors;
  72 static XPoint points [POINT_BUFFER_SIZE];
  73 static GC gc;
  74
  75 static int delay, delay2;
  76 static int width, height;
  77
  78 static short
  79 halfrandom (int mv)
  80 {
  81   static short lasthalf = 0;
  82   unsigned long r;
  83
  84   if (lasthalf)
  85     {
  86       r = lasthalf;
  87       lasthalf = 0;
  88     }
  89   else
  90     {
  91       r = random ();
  92       lasthalf = r >> 16;
  93     }
  94   return (r % mv);
  95 }
  96
  97 static void
  98 init_flame (Display *dpy, Window window)
  99 {
 100   XGCValues gcv;
 101   XWindowAttributes xgwa;
 102   Colormap cmap;
 103   XGetWindowAttributes (dpy, window, &xgwa);
 104   width = xgwa.width;
 105   height = xgwa.height;
 106   cmap = xgwa.colormap;
 107
 108   max_points = get_integer_resource ("iterations", "Integer");
 109   if (max_points <= 0) max_points = 100;
 110
 111   max_levels = max_points;
 112
 113   max_total = get_integer_resource ("points", "Integer");
 114   if (max_total <= 0) max_total = 10000;
 115
 116   delay = get_integer_resource ("delay", "Integer");
 117   if (delay < 0) delay = 0;
 118   delay2 = get_integer_resource ("delay2", "Integer");
 119   if (delay2 < 0) delay2 = 0;
 120
 121   variation = random() % MAXKINDS;
 122
 123   if (mono_p)
 124     ncolors = 0;
 125   else
 126     {
 127       ncolors = get_integer_resource ("colors", "Integer");
 128       if (ncolors <= 0) ncolors = 128;
 129       colors = (XColor *) malloc ((ncolors+1) * sizeof (*colors));
 130       make_smooth_colormap (dpy, xgwa.visual, xgwa.colormap, colors, &ncolors,
 131                             True, 0, True);
 132       if (ncolors <= 2)
 133         mono_p = True, ncolors = 0;
 134     }
 135
 136   gcv.foreground = get_pixel_resource ("foreground", "Foreground", dpy, cmap);
 137   gcv.background = get_pixel_resource ("background", "Background", dpy, cmap);
 138
 139   if (! mono_p)
 140     {
 141       pixcol = halfrandom (ncolors);
 142       gcv.foreground = (colors [pixcol].pixel);
 143     }
 144
 145   gc = XCreateGC (dpy, window, GCForeground | GCBackground, &gcv);
 146 }
 147
 148 static int
 149 recurse (double x, double y, int l, Display *dpy, Window win)
 150 {
 151   int xp, yp, i;
 152   double nx, ny;
 153
 154   if (l == max_levels)
 155     {
 156       total_points++;
 157       if (total_points > max_total) /* how long each fractal runs */
 158         return 0;
 159
 160       if (x > -1.0 && x < 1.0 && y > -1.0 && y < 1.0)
 161         {
 162           xp = points[num_points].x = (int) ((width / 2) * (x + 1.0));
 163           yp = points[num_points].y = (int) ((height / 2) * (y + 1.0));
 164           num_points++;
 165           if (num_points >= POINT_BUFFER_SIZE)
 166             {
 167               XDrawPoints (dpy, win, gc, points, num_points, CoordModeOrigin);
 168               num_points = 0;
 169               /* if (delay) usleep (delay); */
 170               /* XSync (dpy, True); */
 171             }
 172         }
 173     }
 174   else
 175     {
 176       for (i = 0; i < snum; i++)
 177         {
 178
 179           /* Scale back when values get very large. Spot sez:
 180              "I think this happens on HPUX.  I think it's non-IEEE
 181              to generate an exception instead of a silent NaN."
 182            */
 183           if ((abs(x) > 1.0E5) || (abs(y) > 1.0E5))
 184             x = x / y;
 185
 186           nx = f[0][0][i] * x + f[0][1][i] * y + f[0][2][i];
 187           ny = f[1][0][i] * x + f[1][1][i] * y + f[1][2][i];
 188           if (i < anum)
 189             {
 190               switch (variation)
 191                 {
 192                 case 0: /* sinusoidal */
 193                   nx = sin(nx);
 194                   ny = sin(ny);
 195                   break;
 196                 case 1: /* complex */
 197                   {
 198                     double r2 = nx * nx + ny * ny + 1e-6;
 199                     nx = nx / r2;
 200                     ny = ny / r2;
 201                   }
 202                   break;
 203                 case 2: /* bent */
 204                   if (nx < 0.0)
 205                     nx = nx * 2.0;
 206                   if (ny < 0.0)
 207                     ny = ny / 2.0;
 208                   break;
 209                 case 3: /* swirl */
 210                   {
 211                     double r = (nx * nx + ny * ny);     /* times k here is fun */
 212                     double c1 = sin(r);
 213                     double c2 = cos(r);
 214                     double t = nx;
 215
 216                     if (nx > 1e4 || nx < -1e4 || ny > 1e4 || ny < -1e4)
 217                       ny = 1e4;
 218                     else
 219                       ny = c2 * t + c1 * ny;
 220                     nx = c1 * nx - c2 * ny;
 221                   }
 222                   break;
 223                 case 4: /* horseshoe */
 224                   {
 225                     double r, c1, c2, t;
 226
 227                     /* Avoid atan2: DOMAIN error message */
 228                     if (nx == 0.0 && ny == 0.0)
 229                       r = 0.0;
 230                     else
 231                       r = atan2(nx, ny);      /* times k here is fun */
 232                     c1 = sin(r);
 233                     c2 = cos(r);
 234                     t = nx;
 235
 236                     nx = c1 * nx - c2 * ny;
 237                     ny = c2 * t + c1 * ny;
 238                   }
 239                   break;
 240                 case 5: /* drape */
 241                   {
 242                     double t;
 243
 244                     /* Avoid atan2: DOMAIN error message */
 245                     if (nx == 0.0 && ny == 0.0)
 246                       t = 0.0;
 247                     else
 248                       t = atan2(nx, ny) / M_PI;
 249
 250                     if (nx > 1e4 || nx < -1e4 || ny > 1e4 || ny < -1e4)
 251                       ny = 1e4;
 252                     else
 253                       ny = sqrt(nx * nx + ny * ny) - 1.0;
 254                     nx = t;
 255                   }
 256                   break;
 257                 case 6: /* broken */
 258                   if (nx > 1.0)
 259                     nx = nx - 1.0;
 260                   if (nx < -1.0)
 261                     nx = nx + 1.0;
 262                   if (ny > 1.0)
 263                     ny = ny - 1.0;
 264                   if (ny < -1.0)
 265                     ny = ny + 1.0;
 266                   break;
 267                 case 7: /* spherical */
 268                   {
 269                     double r = 0.5 + sqrt(nx * nx + ny * ny + 1e-6);
 270
 271                     nx = nx / r;
 272                     ny = ny / r;
 273                   }
 274                   break;
 275                 case 8: /*  */
 276                   nx = atan(nx) / M_PI_2;
 277                   ny = atan(ny) / M_PI_2;
 278                   break;
 279 /* #if 0 */  /* core dumps on some machines, why not all? */
 280                 case 9: /* complex sine */
 281                   {
 282                     double u = nx;
 283                     double v = ny;
 284                     double ev = exp(v);
 285                     double emv = exp(-v);
 286
 287                     nx = (ev + emv) * sin(u) / 2.0;
 288                     ny = (ev - emv) * cos(u) / 2.0;
 289                   }
 290                   break;
 291                 case 10:        /* polynomial */
 292                   if (nx < 0)
 293                     nx = -nx * nx;
 294                   else
 295                     nx = nx * nx;
 296                   if (ny < 0)
 297                     ny = -ny * ny;
 298                   else
 299                     ny = ny * ny;
 300                   break;
 301 /* #endif */
 302                 default:
 303                   nx = sin(nx);
 304                   ny = sin(ny);
 305                 }
 306             }
 307           if (!recurse (nx, ny, l + 1, dpy, win))
 308             return 0;
 309         }
 310     }
 311   return 1;
 312 }
 313
 314
 315 static void
 316 flame (Display *dpy, Window window)
 317 {
 318   int i, j, k;
 319   static int alt = 0;
 320
 321   if (!(cur_level++ % max_levels))
 322     {
 323       if (delay2) usleep (delay2);
 324       XClearWindow (dpy, window);
 325       alt = !alt;
 326
 327       variation = random() % MAXKINDS;
 328     }
 329   else
 330     {
 331       if (ncolors > 2)
 332         {
 333           XSetForeground (dpy, gc, colors [pixcol].pixel);
 334           if (--pixcol < 0)
 335             pixcol = ncolors - 1;
 336         }
 337     }
 338
 339   /* number of functions */
 340   snum = 2 + (cur_level % (MAXLEV - 1));
 341
 342   /* how many of them are of alternate form */
 343   if (alt)
 344     anum = 0;
 345   else
 346     anum = halfrandom (snum) + 2;
 347
 348   /* 6 coefs per function */
 349   for (k = 0; k < snum; k++)
 350     {
 351       for (i = 0; i < 2; i++)
 352         for (j = 0; j < 3; j++)
 353           f[i][j][k] = ((double) (random() & 1023) / 512.0 - 1.0);
 354     }
 355   num_points = 0;
 356   total_points = 0;
 357   (void) recurse (0.0, 0.0, 0, dpy, window);
 358   XDrawPoints (dpy, window, gc, points, num_points, CoordModeOrigin);
 359   XSync (dpy, True);
 360   if (delay) usleep (delay);
 361 }
 362
 363
 364 #ifdef __hpux
 365 /* I don't understand why this is necessary, but I'm told that this program
 366    does nothing at all on HP-sUX without it.
 367  */
 368 #undef random
 369 #undef srandom
 370 #include <math.h>
 371 int matherr(x)
 372    register struct exception *x;
 373 {
 374   if (x->type == PLOSS) return 1;
 375   else return 0;
 376 }
 377 #endif /* __hpux */
 378
 379
 380 \f
 381 char *progclass = "Flame";
 382
 383 char *defaults [] = {
 384   ".background: black",
 385   ".foreground: white",
 386   "*colors:     64",
 387   "*iterations: 25",
 388   "*delay:      50000",
 389   "*delay2:     2000000",
 390   "*points:     10000",
 391   0
 392 };
 393
 394 XrmOptionDescRec options [] = {
 395   { "-colors",          ".colors",      XrmoptionSepArg, 0 },
 396   { "-iterations",      ".iterations",  XrmoptionSepArg, 0 },
 397   { "-delay",           ".delay",       XrmoptionSepArg, 0 },
 398   { "-delay2",          ".delay2",      XrmoptionSepArg, 0 },
 399   { "-points",          ".points",      XrmoptionSepArg, 0 },
 400   { 0, 0, 0, 0 }
 401 };
 402
 403 void
 404 screenhack (Display *dpy, Window window)
 405 {
 406   init_flame (dpy, window);
 407   while (1)
 408     flame (dpy, window);
 409 }