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

   1 /* -*- Mode: C; tab-width: 4 -*- */
   2 /* cage --- the Impossible Cage, an Escher like scene. */
   3
   4 #if 0
   5 static const char sccsid[] = "@(#)cage.c        5.01 2001/03/01 xlockmore";
   6 #endif
   7
   8 /*-
   9  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software and its
  10  * documentation for any purpose and without fee is hereby granted,
  11  * provided that the above copyright notice appear in all copies and that
  12  * both that copyright notice and this permission notice appear in
  13  * supporting documentation.
  14  *
  15  * This file is provided AS IS with no warranties of any kind.  The author
  16  * shall have no liability with respect to the infringement of copyrights,
  17  * trade secrets or any patents by this file or any part thereof.  In no
  18  * event will the author be liable for any lost revenue or profits or
  19  * other special, indirect and consequential damages.
  20  *
  21  * The RotateAroundU() routine was adapted from the book
  22  *    "Computer Graphics Principles and Practice
  23  *     Foley - vanDam - Feiner - Hughes
  24  *     Second Edition" Pag. 227, exercise 5.15.
  25  *
  26  * This mode shows some interesting scenes that are impossible OR very
  27  * wierd to build in the real universe. Much of the scenes are inspirated
  28  * on Mauritz Cornelis Escher's works which derivated the mode's name.
  29  * M.C. Escher (1898-1972) was a dutch artist and many people prefer to
  30  * say he was a mathematician.
  31  *
  32  * Thanks goes to Brian Paul for making it possible and inexpensive to use
  33  * OpenGL at home.
  34  *
  35  * Since I'm not a native English speaker, my apologies for any grammatical
  36  * mistakes.
  37  *
  38  * My e-mail address is
  39  * mfvianna@centroin.com.br
  40  *
  41  * Marcelo F. Vianna (Jun-01-1997)
  42  *
  43  * Revision History:
  44  * 05-Apr-2002: Removed all gllist uses (fix some bug with nvidia driver)
  45  * 01-Mar-2001: Added FPS stuff E.Lassauge <lassauge@mail.dotcom.fr>
  46  * 01-Nov-2000: Allocation checks
  47  * 01-Jan-1998: Mode separated from escher and renamed
  48  * 08-Jun-1997: New scene implemented: "Impossible Cage" based in a M.C.
  49  *              Escher's painting with the same name (quite similar). The
  50  *              first GL mode to use texture mapping.
  51  *              The "Impossible Cage" scene doesn't use DEPTH BUFFER, the
  52  *              wood planks are drawn consistently using GL_CULL_FACE, and
  53  *              the painter's algorithm is used to sort the planks.
  54  *              Marcelo F. Vianna.
  55  * 07-Jun-1997: Speed ups in Moebius Strip using GL_CULL_FACE.
  56  *              Marcelo F. Vianna.
  57  * 03-Jun-1997: Initial Release (Only one scene: "Moebius Strip")
  58  *              The Moebius Strip scene was inspirated in a M.C. Escher's
  59  *              painting named Moebius Strip II in wich ants walk across a
  60  *              Moebius Strip path, sometimes meeting each other and sometimes
  61  *              being in "opposite faces" (note that the moebius strip has
  62  *              only one face and one edge).
  63  *              Marcelo F. Vianna.
  64  */
  65
  66 /*-
  67  * Texture mapping is only available on RGBA contexts, Mono and color index
  68  * visuals DO NOT support texture mapping in OpenGL.
  69  *
  70  * BUT Mesa do implements RGBA contexts in pseudo color visuals, so texture
  71  * mapping shuld work on PseudoColor, DirectColor, TrueColor using Mesa. Mono
  72  * is not officially supported for both OpenGL and Mesa, but seems to not crash
  73  * Mesa.
  74  *
  75  * In real OpenGL, PseudoColor DO NOT support texture map (as far as I know).
  76  */
  77
  78 #ifdef STANDALONE
  79 # define MODE_cage
  80 # define DEFAULTS                       "*delay:                25000   \n"                     \
  81                                                         "*showFPS:      False   \n"                     \
  82                                                         "*wireframe:    False   \n"
  83
  84 # define refresh_cage 0
  85 # define reshape_cage 0
  86 # define cage_handle_event 0
  87 # include "xlockmore.h"         /* from the xscreensaver distribution */
  88 #else /* !STANDALONE */
  89 # include "xlock.h"             /* from the xlockmore distribution */
  90 #endif /* !STANDALONE */
  91
  92 #ifdef MODE_cage
  93
  94 #include "e_textures.h"
  95
  96 ENTRYPOINT ModeSpecOpt cage_opts =
  97 {0, (XrmOptionDescRec *) NULL, 0, (argtype *) NULL, (OptionStruct *) NULL};
  98
  99 #ifdef USE_MODULES
 100 ModStruct   cage_description =
 101 {"cage", "init_cage", "draw_cage", "release_cage",
 102  "draw_cage", "change_cage", (char *) NULL, &cage_opts,
 103  25000, 1, 1, 1, 1.0, 4, "",
 104  "Shows the Impossible Cage, an Escher-like GL scene", 0, NULL};
 105
 106 #endif
 107
 108 #define Scale4Window               0.3
 109 #define Scale4Iconic               0.4
 110
 111 #define sqr(A)                     ((A)*(A))
 112
 113 #ifndef Pi
 114 #define Pi                         M_PI
 115 #endif
 116
 117 #define ObjWoodPlank    0
 118 #define MaxObj          1
 119
 120 /*************************************************************************/
 121
 122 typedef struct {
 123         GLint       WindH, WindW;
 124         GLfloat     step;
 125         GLXContext *glx_context;
 126 } cagestruct;
 127
 128 static const float front_shininess[] = {60.0};
 129 static const float front_specular[] = {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};
 130 static const float ambient[] = {0.0, 0.0, 0.0, 1.0};
 131 static const float diffuse[] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
 132 static const float position0[] = {1.0, 1.0, 1.0, 0.0};
 133 static const float position1[] = {-1.0, -1.0, 1.0, 0.0};
 134 static const float lmodel_ambient[] = {0.5, 0.5, 0.5, 1.0};
 135 static const float lmodel_twoside[] = {GL_TRUE};
 136
 137 static const float MaterialWhite[] = {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};
 138
 139 static cagestruct *cage = (cagestruct *) NULL;
 140
 141 #define PlankWidth      3.0
 142 #define PlankHeight     0.35
 143 #define PlankThickness  0.15
 144
 145 static Bool
 146 draw_woodplank(ModeInfo *mi, cagestruct * cp, int wire)
 147 {
 148         glBegin(wire ? GL_LINES : GL_QUADS);
 149         glNormal3f(0, 0, 1);
 150         glTexCoord2f(0, 0);
 151         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 152         glTexCoord2f(1, 0);
 153         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 154         glTexCoord2f(1, 1);
 155         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 156         glTexCoord2f(0, 1);
 157         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 158     mi->polygon_count++;
 159         glNormal3f(0, 0, -1);
 160         glTexCoord2f(0, 0);
 161         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 162         glTexCoord2f(1, 0);
 163         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 164         glTexCoord2f(1, 1);
 165         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 166         glTexCoord2f(0, 1);
 167         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 168     mi->polygon_count++;
 169         glNormal3f(0, 1, 0);
 170         glTexCoord2f(0, 0);
 171         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 172         glTexCoord2f(1, 0);
 173         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 174         glTexCoord2f(1, 1);
 175         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 176         glTexCoord2f(0, 1);
 177         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 178     mi->polygon_count++;
 179         glNormal3f(0, -1, 0);
 180         glTexCoord2f(0, 0);
 181         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 182         glTexCoord2f(1, 0);
 183         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 184         glTexCoord2f(1, 1);
 185         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 186         glTexCoord2f(0, 1);
 187         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 188     mi->polygon_count++;
 189         glNormal3f(1, 0, 0);
 190         glTexCoord2f(0, 0);
 191         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 192         glTexCoord2f(1, 0);
 193         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 194         glTexCoord2f(1, 1);
 195         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 196         glTexCoord2f(0, 1);
 197         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 198     mi->polygon_count++;
 199         glNormal3f(-1, 0, 0);
 200         glTexCoord2f(0, 0);
 201         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 202         glTexCoord2f(1, 0);
 203         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 204         glTexCoord2f(1, 1);
 205         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 206         glTexCoord2f(0, 1);
 207         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 208     mi->polygon_count++;
 209         glEnd();
 210
 211         return True;
 212 }
 213
 214 static Bool
 215 draw_impossiblecage(ModeInfo *mi, cagestruct * cp, int wire)
 216 {
 217         glPushMatrix();
 218         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 219         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, -PlankThickness - PlankWidth);
 220         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 221                 return False;
 222         glPopMatrix();
 223         glPushMatrix();
 224         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 225         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth - PlankThickness);
 226         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 227                 return False;
 228         glPopMatrix();
 229         glPushMatrix();
 230         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 231         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, -PlankThickness - PlankWidth);
 232         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 233                 return False;
 234         glPopMatrix();
 235         glPushMatrix();
 236         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, 3 * PlankThickness - PlankWidth);
 237         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 238                 return False;
 239         glPopMatrix();
 240         glPushMatrix();
 241         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 242         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth - PlankThickness);
 243         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 244                 return False;
 245         glPopMatrix();
 246         glPushMatrix();
 247         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth - 3 * PlankThickness);
 248         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 249                 return False;
 250         glPopMatrix();
 251         glPushMatrix();
 252         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, 3 * PlankThickness - PlankWidth);
 253         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 254                 return False;
 255         glPopMatrix();
 256         glPushMatrix();
 257         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 258         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankThickness - PlankWidth);
 259         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 260                 return False;
 261         glPopMatrix();
 262         glPushMatrix();
 263         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth - 3 * PlankThickness);
 264         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 265                 return False;
 266         glPopMatrix();
 267         glPushMatrix();
 268         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 269         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth + PlankThickness);
 270         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 271                 return False;
 272         glPopMatrix();
 273         glPushMatrix();
 274         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 275         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankThickness - PlankWidth);
 276         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 277                 return False;
 278         glPopMatrix();
 279         glPushMatrix();
 280         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 281         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth + PlankThickness);
 282         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 283                 return False;
 284         glPopMatrix();
 285         return True;
 286 }
 287
 288 static void
 289 reshape(ModeInfo * mi, int width, int height)
 290 {
 291         cagestruct *cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 292         int i;
 293
 294         glViewport(0, 0, cp->WindW = (GLint) width, cp->WindH = (GLint) height);
 295         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 296         glLoadIdentity();
 297         glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 5.0, 15.0);
 298         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 299         i = width / 512 + 1;
 300         glLineWidth(i);
 301         glPointSize(i);
 302 }
 303
 304 static void
 305 pinit(ModeInfo *mi)
 306 {
 307         int status;
 308
 309         glClearDepth(1.0);
 310
 311     if (MI_IS_WIREFRAME(mi))
 312       return;
 313
 314         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambient);
 315         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuse);
 316         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position0);
 317         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, ambient);
 318         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, diffuse);
 319         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, position1);
 320         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, lmodel_ambient);
 321         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, lmodel_twoside);
 322         glEnable(GL_LIGHTING);
 323         glEnable(GL_LIGHT0);
 324         glEnable(GL_LIGHT1);
 325         glEnable(GL_NORMALIZE);
 326         glFrontFace(GL_CCW);
 327         glCullFace(GL_BACK);
 328
 329         /* cage */
 330         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE, MaterialWhite);
 331         glShadeModel(GL_FLAT);
 332         glDisable(GL_DEPTH_TEST);
 333         glEnable(GL_TEXTURE_2D);
 334         glEnable(GL_CULL_FACE);
 335
 336         glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 337
 338         clear_gl_error();
 339         if (MI_IS_MONO(mi))
 340       status = 0;
 341     else
 342       status = gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D, 3,
 343                                  WoodTextureWidth, WoodTextureHeight,
 344                                  GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, WoodTextureData);
 345         if (status)
 346           {
 347                 const char *s = (char *) gluErrorString (status);
 348                 fprintf (stderr, "%s: error mipmapping texture: %s\n",
 349                                  progname, (s ? s : "(unknown)"));
 350                 exit (1);
 351           }
 352         check_gl_error("mipmapping");
 353
 354         glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 355         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
 356         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
 357         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
 358         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
 359
 360         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, front_shininess);
 361         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, front_specular);
 362 }
 363
 364 ENTRYPOINT void
 365 release_cage (ModeInfo * mi)
 366 {
 367         if (cage != NULL) {
 368                 int screen;
 369
 370                 for (screen = 0; screen < MI_NUM_SCREENS(mi); screen++) {
 371                         cagestruct *cp = &cage[screen];
 372
 373                         if (cp->glx_context) {
 374                                 cp->glx_context = (GLXContext *) NULL;
 375                         }
 376                 }
 377                 (void) free((void *) cage);
 378                 cage = (cagestruct *) NULL;
 379         }
 380         FreeAllGL(mi);
 381 }
 382
 383 ENTRYPOINT void
 384 init_cage (ModeInfo * mi)
 385 {
 386         cagestruct *cp;
 387
 388         if (cage == NULL) {
 389                 if ((cage = (cagestruct *) calloc(MI_NUM_SCREENS(mi),
 390                                                sizeof (cagestruct))) == NULL)
 391                         return;
 392         }
 393         cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 394
 395         cp->step = NRAND(90);
 396         if ((cp->glx_context = init_GL(mi)) != NULL) {
 397
 398                 reshape(mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 399                 glDrawBuffer(GL_BACK);
 400                 pinit(mi);
 401         } else {
 402                 MI_CLEARWINDOW(mi);
 403         }
 404 }
 405
 406 ENTRYPOINT void
 407 draw_cage (ModeInfo * mi)
 408 {
 409         Display    *display = MI_DISPLAY(mi);
 410         Window      window = MI_WINDOW(mi);
 411         cagestruct *cp;
 412
 413         if (cage == NULL)
 414                 return;
 415         cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 416
 417         MI_IS_DRAWN(mi) = True;
 418         if (!cp->glx_context)
 419                 return;
 420
 421     mi->polygon_count = 0;
 422         glXMakeCurrent(display, window, *(cp->glx_context));
 423
 424         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 425
 426         glPushMatrix();
 427
 428         glTranslatef(0.0, 0.0, -10.0);
 429
 430         if (!MI_IS_ICONIC(mi)) {
 431                 glScalef(Scale4Window * cp->WindH / cp->WindW, Scale4Window, Scale4Window);
 432         } else {
 433                 glScalef(Scale4Iconic * cp->WindH / cp->WindW, Scale4Iconic, Scale4Iconic);
 434         }
 435
 436         /* cage */
 437         glRotatef(cp->step * 100, 0, 0, 1);
 438         glRotatef(25 + cos(cp->step * 5) * 6, 1, 0, 0);
 439         glRotatef(204.5 - sin(cp->step * 5) * 8, 0, 1, 0);
 440         if (!draw_impossiblecage(mi, cp, MI_IS_WIREFRAME(mi))) {
 441                 release_cage(mi);
 442                 return;
 443         }
 444
 445         glPopMatrix();
 446         if (MI_IS_FPS(mi)) do_fps (mi);
 447         glFlush();
 448
 449         glXSwapBuffers(display, window);
 450
 451         cp->step += 0.025;
 452 }
 453
 454 #ifndef STANDALONE
 455 ENTRYPOINT void
 456 change_cage (ModeInfo * mi)
 457 {
 458         cagestruct *cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 459
 460         if (!cp->glx_context)
 461                 return;
 462
 463         glXMakeCurrent(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), *(cp->glx_context));
 464         pinit(mi);
 465 }
 466 #endif /* !STANDALONE */
 467
 468 XSCREENSAVER_MODULE ("Cage", cage)
 469
 470 #endif