From http://www.jwz.org/xscreensaver/xscreensaver-5.16.tar.gz
[xscreensaver] / hacks / glx / blocktube.c
1 /* blocktube, Copyright (c) 2003 Lars Damerow <lars@oddment.org>
2  *
3  * Based on Jamie Zawinski's original dangerball code.
4  *
5  * Permission to use, copy, modify, distribute, and sell this software and its
6  * documentation for any purpose is hereby granted without fee, provided that
7  * the above copyright notice appear in all copies and that both that
8  * copyright notice and this permission notice appear in supporting
9  * documentation.  No representations are made about the suitability of this
10  * software for any purpose.  It is provided "as is" without express or 
11  * implied warranty.
12  */
13
14 #define DEBUG 1
15
16 #define DEFAULTS        "*delay:        40000           \n" \
17                         "*wireframe:    False           \n" \
18                         "*showFPS:      False           \n" \
19
20 # define refresh_blocktube 0
21 # define blocktube_handle_event 0
22 #undef countof
23 #define countof(x) (sizeof((x))/sizeof((*x)))
24
25 #include "xlockmore.h"
26 #include "colors.h"
27 #include <math.h>
28 #include <ctype.h>
29
30 #ifdef USE_GL /* whole file */
31
32 #define DEF_HOLDTIME    "1000"
33 #define DEF_CHANGETIME  "200"
34 #define MAX_ENTITIES     1000
35 #define DEF_TEXTURE     "True"
36 #define DEF_FOG         "True"
37
38 #if defined(USE_XPM) || defined(USE_XPMINC) || defined(STANDALONE)
39 /* USE_XPM & USE_XPMINC in xlock mode ; HAVE_XPM in xscreensaver mode */
40 #include "xpm-ximage.h"
41 #define I_HAVE_XPM
42
43 #include "../images/blocktube.xpm"
44 #endif /* HAVE_XPM */
45
46 typedef struct {
47     int id, r, g, b;
48     GLfloat tVal;
49     int age;
50     int lifetime;
51     GLfloat position[3];
52     GLfloat angle;
53     GLfloat angularVelocity;
54 } entity;
55
56 typedef struct {
57   GLXContext *glx_context;
58   GLuint  block_dlist;
59   int nextID;
60
61   entity entities[MAX_ENTITIES];
62   float targetR, targetG, targetB,
63     currentR, currentG, currentB,
64     deltaR, deltaG, deltaB;
65   int counter;
66   int changing;
67   GLfloat zoom;
68   GLfloat tilt;
69   GLuint envTexture;
70   XImage *texti;
71
72   GLfloat tunnelLength;
73   GLfloat tunnelWidth;
74   int polys;
75
76 } blocktube_configuration;
77
78 static blocktube_configuration *lps = NULL;
79
80 static GLint holdtime;
81 static GLint changetime;
82 static int do_texture;
83 static int do_fog;
84
85 static XrmOptionDescRec opts[] = {
86     { "-holdtime",  ".holdtime",  XrmoptionSepArg, 0 },
87     { "-changetime",  ".changetime",  XrmoptionSepArg, 0 },
88     {"-texture",     ".texture",   XrmoptionNoArg, "True" },
89     {"+texture",     ".texture",   XrmoptionNoArg, "False" },
90     {"-fog",         ".fog",       XrmoptionNoArg, "True" },
91     {"+fog",         ".fog",       XrmoptionNoArg, "False" },
92 };
93
94 static argtype vars[] = {
95     {&holdtime, "holdtime",  "Hold Time",  DEF_HOLDTIME,  t_Int},
96     {&changetime, "changetime",  "Change Time",  DEF_CHANGETIME, \
97      t_Int},
98     {&do_texture, "texture",    "Texture", DEF_TEXTURE,   t_Bool},
99     {&do_fog,     "fog",        "Fog",     DEF_FOG,       t_Bool},
100 };
101
102 static OptionStruct desc[] = {
103     {"-holdtime", "how long to stay on the same color"},
104     {"-changetime", "how long it takes to fade to a new color"},
105 };
106
107 ENTRYPOINT ModeSpecOpt blocktube_opts = {countof(opts), opts, countof(vars), vars, desc};
108
109 #ifdef USE_MODULES
110 ModStruct blocktube_description =
111     {"blocktube", "init_blocktube", "draw_blocktube", "release_blocktube",
112      "draw_blocktube", "init_blocktube", (char *)NULL, &blocktube_opts,
113      40000, 30, 1, 1, 64, 1.0, "",
114      "A shifting tunnel of reflective blocks", 0, NULL};
115 #endif /* USE_MODULES */
116
117 #if defined( I_HAVE_XPM )
118 static Bool LoadGLTextures(ModeInfo *mi)
119 {
120     blocktube_configuration *lp = &lps[MI_SCREEN(mi)];
121     Bool status;
122
123     status = True;
124     glGenTextures(1, &lp->envTexture);
125     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, lp->envTexture);
126     lp->texti = xpm_to_ximage(MI_DISPLAY(mi), MI_VISUAL(mi), MI_COLORMAP(mi),
127                           blocktube_xpm);
128     if (!lp->texti) {
129         status = False;
130     } else {
131         glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT,1);
132         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, lp->texti->width, lp->texti->height, 0,
133             GL_RGBA, GL_UNSIGNED_INT_8_8_8_8_REV, lp->texti->data);
134         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
135         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
136 # ifndef HAVE_JWZGLES /* #### Sphere maps unimplemented */
137         glTexGeni(GL_S, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_SPHERE_MAP);
138         glTexGeni(GL_T, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_SPHERE_MAP);
139 # endif
140     }
141     return status;
142 }
143 #endif
144
145 static void newTargetColor(blocktube_configuration *lp)
146 {
147     int luminance = 0;
148
149     while (luminance <= 150) {
150         lp->targetR = random() % 256;
151         lp->targetG = random() % 256;
152         lp->targetB = random() % 256;
153         lp->deltaR = (lp->targetR - lp->currentR) / changetime;
154         lp->deltaG = (lp->targetG - lp->currentG) / changetime;
155         lp->deltaB = (lp->targetB - lp->currentB) / changetime;
156         luminance = 0.3 * lp->targetR + 0.59 * lp->targetG + 0.11 * lp->targetB;
157     }
158 }
159
160 static void randomize_entity (blocktube_configuration *lp, entity *ent)
161 {
162     ent->id = lp->nextID++;
163     ent->tVal = 1 - ((float)random() / RAND_MAX / 1.5);
164     ent->age = 0;
165     ent->lifetime = 100;
166     ent->angle = random() % 360;
167     ent->angularVelocity = 0.5-((float)(random()) / RAND_MAX);
168     ent->position[0] = (float)(random()) / RAND_MAX + lp->tunnelWidth;
169     ent->position[1] = (float)(random()) / RAND_MAX * 2;
170     ent->position[2] = -(float)(random()) / RAND_MAX * lp->tunnelLength;
171 }
172
173 static void entityTick(blocktube_configuration *lp, entity *ent)
174 {
175     ent->angle += ent->angularVelocity;
176     ent->position[2] += 0.1;
177     if (ent->position[2] > lp->zoom) {
178         ent->position[2] = -lp->tunnelLength + ((float)(random()) / RAND_MAX) * 20;
179     }
180     ent->age += 0.1;
181 }
182
183 static void tick(blocktube_configuration *lp)
184 {
185     lp->counter--;
186     if (!lp->counter) {
187         if (!lp->changing) {
188             newTargetColor(lp);
189             lp->counter = changetime;
190         } else {
191             lp->counter = holdtime;
192         }
193         lp->changing = (!lp->changing);
194     } else {
195         if (lp->changing) {
196             lp->currentR += lp->deltaR;
197             lp->currentG += lp->deltaG;
198             lp->currentB += lp->deltaB;
199         }
200     }
201 }
202
203 static int cube_vertices(float x, float y, float z, int wire);
204
205 ENTRYPOINT void reshape_blocktube (ModeInfo *mi, int width, int height);
206
207 ENTRYPOINT void init_blocktube (ModeInfo *mi)
208 {
209     int loop;
210     GLfloat fogColor[4] = {0,0,0,1};
211     blocktube_configuration *lp;
212     int wire = MI_IS_WIREFRAME(mi);
213
214     if (!lps) {
215       lps = (blocktube_configuration *)
216         calloc (MI_NUM_SCREENS(mi), sizeof (blocktube_configuration));
217       if (!lps) {
218         fprintf(stderr, "%s: out of memory\n", progname);
219         exit(1);
220       }
221     }
222
223     lp = &lps[MI_SCREEN(mi)];
224     lp->glx_context = init_GL(mi);
225
226     lp->zoom = 30;
227     lp->tilt = 4.5;
228     lp->tunnelLength = 200;
229     lp->tunnelWidth = 5;
230
231     if (wire) {
232       do_fog = False;
233       do_texture = False;
234       glLineWidth(2);
235     }
236
237     lp->block_dlist = glGenLists (1);
238     glNewList (lp->block_dlist, GL_COMPILE);
239     lp->polys = cube_vertices(0.15, 1.2, 5.25, wire);
240     glEndList ();
241
242 #if defined( I_HAVE_XPM )
243     if (do_texture) {
244       if (!LoadGLTextures(mi)) {
245         fprintf(stderr, "%s: can't load textures!\n", progname);
246         exit(1);
247       }
248       glEnable(GL_TEXTURE_2D);
249     }
250 #endif
251
252     /* kick on the fog machine */
253     if (do_fog) {
254       glEnable(GL_FOG);
255       glFogi(GL_FOG_MODE, GL_LINEAR);
256       glHint(GL_FOG_HINT, GL_NICEST);
257       glFogf(GL_FOG_START, 0);
258       glFogf(GL_FOG_END, lp->tunnelLength/1.8);
259       glFogfv(GL_FOG_COLOR, fogColor);
260       glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);
261     }
262     glShadeModel(GL_SMOOTH);
263     glEnable(GL_DEPTH_TEST);
264     glEnable(GL_CULL_FACE);
265     glClearDepth(1.0f);
266
267     if (!do_texture && !wire) {
268       /* If there is no texture, the boxes don't show up without a light.
269          Though I don't understand why all the blocks come out gray.
270        */
271       GLfloat pos[4] = {0.0, 1.0, 1.0, 0.0};
272       GLfloat amb[4] = {0.2, 0.2, 0.2, 1.0};
273       GLfloat dif[4] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
274       GLfloat spc[4] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
275       glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, pos);
276       glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT,  amb);
277       glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE,  dif);
278       glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, spc);
279       glEnable(GL_LIGHTING);
280       glEnable(GL_LIGHT0);
281     }
282
283     lp->counter = holdtime;
284     lp->currentR = random() % 256;
285     lp->currentG = random() % 256;
286     lp->currentB = random() % 256;
287     newTargetColor(lp);
288     for (loop = 0; loop < MAX_ENTITIES; loop++)
289     {
290         randomize_entity(lp, &lp->entities[loop]);
291     }
292     reshape_blocktube(mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
293     glFlush();
294 }
295
296 ENTRYPOINT void release_blocktube (ModeInfo *mi)
297 {
298   if (lps) {
299     int screen;
300     for (screen = 0; screen < MI_NUM_SCREENS(mi); screen++) {
301       blocktube_configuration *lp = &lps[screen];
302 # if defined ( I_HAVE_XPM )
303       if (lp->envTexture)
304         glDeleteTextures(1, &lp->envTexture);
305       if (lp->texti)
306         XDestroyImage(lp->texti);
307 # endif
308     }
309     free (lps);
310     lps = 0;
311   }
312   FreeAllGL(mi);
313 }
314
315 ENTRYPOINT void reshape_blocktube (ModeInfo *mi, int width, int height)
316 {
317     GLfloat h = (GLfloat) height / (GLfloat) width;
318
319     glViewport(0, 0, (GLint) width, (GLint) height);
320     glMatrixMode(GL_PROJECTION);
321     glLoadIdentity();
322     gluPerspective(45.0, 1/h, 1.0, 100.0);
323     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
324 }
325
326 static int cube_vertices(float x, float y, float z, int wire)
327 {
328     int polygon_count = 0;
329     float x2, y2, z2, nv = 0.7;
330     x2 = x/2;
331     y2 = y/2;
332     z2 = z/2;
333
334     glFrontFace(GL_CW);
335
336     glNormal3f(0, 0, nv);
337     glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);
338     glTexCoord2f(0.0, 0.0); glVertex3f(-x2,  y2,  z2);
339     glTexCoord2f(1.0, 0.0); glVertex3f( x2,  y2,  z2);
340     glTexCoord2f(1.0, 1.0); glVertex3f( x2, -y2,  z2);
341     glTexCoord2f(0.0, 1.0); glVertex3f(-x2, -y2,  z2);
342     polygon_count++;
343     glEnd();
344
345     glNormal3f(0, 0, -nv);
346     glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);
347     glTexCoord2f(1.0, 0.0); glVertex3f(-x2, -y2, -z2);
348     glTexCoord2f(1.0, 1.0); glVertex3f( x2, -y2, -z2);
349     glTexCoord2f(0.0, 1.0); glVertex3f( x2,  y2, -z2);
350     glTexCoord2f(0.0, 0.0); glVertex3f(-x2,  y2, -z2);
351     polygon_count++;
352     glEnd();
353
354     glNormal3f(0, nv, 0);
355     glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);
356     glTexCoord2f(0.0, 1.0); glVertex3f(-x2,  y2, -z2);
357     glTexCoord2f(0.0, 0.0); glVertex3f( x2,  y2, -z2);
358     glTexCoord2f(1.0, 0.0); glVertex3f( x2,  y2,  z2);
359     glTexCoord2f(1.0, 1.0); glVertex3f(-x2,  y2,  z2);
360     polygon_count++;
361     glEnd();
362
363     glNormal3f(0, -nv, 0);
364     glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);
365     glTexCoord2f(1.0, 1.0); glVertex3f(-x2, -y2, -z2);
366     glTexCoord2f(0.0, 1.0); glVertex3f(-x2, -y2,  z2);
367     glTexCoord2f(0.0, 0.0); glVertex3f( x2, -y2,  z2);
368     glTexCoord2f(1.0, 0.0); glVertex3f( x2, -y2, -z2);
369     polygon_count++;
370     glEnd();
371
372     if (wire) return polygon_count;
373
374     glNormal3f(nv, 0, 0);
375     glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);
376     glTexCoord2f(1.0, 0.0); glVertex3f( x2, -y2, -z2);
377     glTexCoord2f(1.0, 1.0); glVertex3f( x2, -y2,  z2);
378     glTexCoord2f(0.0, 1.0); glVertex3f( x2,  y2,  z2);
379     glTexCoord2f(0.0, 0.0); glVertex3f( x2,  y2, -z2);
380     polygon_count++;
381     glEnd();
382
383     glNormal3f(-nv, 0, 0);
384     glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);
385     glTexCoord2f(0.0, 0.0); glVertex3f(-x2, -y2, -z2);
386     glTexCoord2f(1.0, 0.0); glVertex3f(-x2,  y2, -z2);
387     glTexCoord2f(1.0, 1.0); glVertex3f(-x2,  y2,  z2);
388     glTexCoord2f(0.0, 1.0); glVertex3f(-x2, -y2,  z2);
389     polygon_count++;
390     glEnd();
391
392     return polygon_count;
393 }
394
395 static void draw_block(ModeInfo *mi, entity *ent)
396 {
397     blocktube_configuration *lp = &lps[MI_SCREEN(mi)];
398     glCallList (lp->block_dlist);
399     mi->polygon_count += lp->polys;
400 }
401
402 ENTRYPOINT void
403 draw_blocktube (ModeInfo *mi)
404 {
405     blocktube_configuration *lp = &lps[MI_SCREEN(mi)];
406     Display *dpy = MI_DISPLAY(mi);
407     Window window = MI_WINDOW(mi);
408     entity *cEnt = NULL;
409     int loop = 0;
410
411     if (!lp->glx_context)
412       return;
413
414     mi->polygon_count = 0;
415
416     glXMakeCurrent(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), *(lp->glx_context));
417
418     glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
419
420     if (do_texture) {
421       glEnable(GL_TEXTURE_GEN_S);
422       glEnable(GL_TEXTURE_GEN_T);
423       glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, lp->envTexture);
424     }
425
426     for (loop = 0; loop < MAX_ENTITIES; loop++) {
427         cEnt = &lp->entities[loop];
428
429         glLoadIdentity();
430         glTranslatef(0.0f, 0.0f, lp->zoom);
431         glRotatef(lp->tilt, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
432         glRotatef(cEnt->angle, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
433         glTranslatef(cEnt->position[0], cEnt->position[1], cEnt->position[2]);
434         glColor4ub((int)(lp->currentR * cEnt->tVal),
435                    (int)(lp->currentG * cEnt->tVal),
436                    (int)(lp->currentB * cEnt->tVal), 255);
437         draw_block(mi, cEnt);
438         entityTick(lp, cEnt);
439     }
440     tick(lp);
441
442     if (mi->fps_p) do_fps (mi);
443     glFinish();
444     glXSwapBuffers(dpy, window);
445 }
446
447 XSCREENSAVER_MODULE ("BlockTube", blocktube)
448
449 #endif /* USE_GL */