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 PROGCLASS                      "Cage"
  81 # define HACK_INIT                      init_cage
  82 # define HACK_DRAW                      draw_cage
  83 # define HACK_RESHAPE           reshape
  84 # define cage_opts                      xlockmore_opts
  85 # define DEFAULTS                       "*delay:                25000   \n"                     \
  86                                                         "*showFPS:      False   \n"                     \
  87                                                         "*wireframe:    False   \n"
  88 # include "xlockmore.h"         /* from the xscreensaver distribution */
  89 #else /* !STANDALONE */
  90 # include "xlock.h"             /* from the xlockmore distribution */
  91
  92 #endif /* !STANDALONE */
  93
  94 #ifdef MODE_cage
  95
  96
  97 #include <GL/glu.h>
  98 #include "e_textures.h"
  99
 100 ModeSpecOpt cage_opts =
 101 {0, (XrmOptionDescRec *) NULL, 0, (argtype *) NULL, (OptionStruct *) NULL};
 102
 103 #ifdef USE_MODULES
 104 ModStruct   cage_description =
 105 {"cage", "init_cage", "draw_cage", "release_cage",
 106  "draw_cage", "change_cage", (char *) NULL, &cage_opts,
 107  25000, 1, 1, 1, 1.0, 4, "",
 108  "Shows the Impossible Cage, an Escher-like GL scene", 0, NULL};
 109
 110 #endif
 111
 112 #define Scale4Window               0.3
 113 #define Scale4Iconic               0.4
 114
 115 #define sqr(A)                     ((A)*(A))
 116
 117 #ifndef Pi
 118 #define Pi                         M_PI
 119 #endif
 120
 121 #define ObjWoodPlank    0
 122 #define MaxObj          1
 123
 124 /*************************************************************************/
 125
 126 typedef struct {
 127         GLint       WindH, WindW;
 128         GLfloat     step;
 129         GLXContext *glx_context;
 130 } cagestruct;
 131
 132 static float front_shininess[] =
 133 {60.0};
 134 static float front_specular[] =
 135 {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};
 136 static float ambient[] =
 137 {0.0, 0.0, 0.0, 1.0};
 138 static float diffuse[] =
 139 {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
 140 static float position0[] =
 141 {1.0, 1.0, 1.0, 0.0};
 142 static float position1[] =
 143 {-1.0, -1.0, 1.0, 0.0};
 144 static float lmodel_ambient[] =
 145 {0.5, 0.5, 0.5, 1.0};
 146 static float lmodel_twoside[] =
 147 {GL_TRUE};
 148
 149 static float MaterialWhite[] =
 150 {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};
 151
 152 static cagestruct *cage = (cagestruct *) NULL;
 153
 154 #define PlankWidth      3.0
 155 #define PlankHeight     0.35
 156 #define PlankThickness  0.15
 157
 158 static Bool
 159 draw_woodplank(cagestruct * cp, int wire)
 160 {
 161         glBegin(wire ? GL_LINES : GL_QUADS);
 162         glNormal3f(0, 0, 1);
 163         glTexCoord2f(0, 0);
 164         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 165         glTexCoord2f(1, 0);
 166         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 167         glTexCoord2f(1, 1);
 168         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 169         glTexCoord2f(0, 1);
 170         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 171         glNormal3f(0, 0, -1);
 172         glTexCoord2f(0, 0);
 173         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 174         glTexCoord2f(1, 0);
 175         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 176         glTexCoord2f(1, 1);
 177         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 178         glTexCoord2f(0, 1);
 179         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 180         glNormal3f(0, 1, 0);
 181         glTexCoord2f(0, 0);
 182         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 183         glTexCoord2f(1, 0);
 184         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 185         glTexCoord2f(1, 1);
 186         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 187         glTexCoord2f(0, 1);
 188         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 189         glNormal3f(0, -1, 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         glNormal3f(1, 0, 0);
 199         glTexCoord2f(0, 0);
 200         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 201         glTexCoord2f(1, 0);
 202         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 203         glTexCoord2f(1, 1);
 204         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 205         glTexCoord2f(0, 1);
 206         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 207         glNormal3f(-1, 0, 0);
 208         glTexCoord2f(0, 0);
 209         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 210         glTexCoord2f(1, 0);
 211         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 212         glTexCoord2f(1, 1);
 213         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 214         glTexCoord2f(0, 1);
 215         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 216         glEnd();
 217
 218         return True;
 219 }
 220
 221 static Bool
 222 draw_impossiblecage(cagestruct * cp, int wire)
 223 {
 224         glPushMatrix();
 225         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 226         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, -PlankThickness - PlankWidth);
 227         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 228                 return False;
 229         glPopMatrix();
 230         glPushMatrix();
 231         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 232         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth - PlankThickness);
 233         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 234                 return False;
 235         glPopMatrix();
 236         glPushMatrix();
 237         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 238         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, -PlankThickness - PlankWidth);
 239         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 240                 return False;
 241         glPopMatrix();
 242         glPushMatrix();
 243         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, 3 * PlankThickness - PlankWidth);
 244         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 245                 return False;
 246         glPopMatrix();
 247         glPushMatrix();
 248         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 249         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth - PlankThickness);
 250         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 251                 return False;
 252         glPopMatrix();
 253         glPushMatrix();
 254         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth - 3 * PlankThickness);
 255         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 256                 return False;
 257         glPopMatrix();
 258         glPushMatrix();
 259         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, 3 * PlankThickness - PlankWidth);
 260         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 261                 return False;
 262         glPopMatrix();
 263         glPushMatrix();
 264         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 265         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankThickness - PlankWidth);
 266         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 267                 return False;
 268         glPopMatrix();
 269         glPushMatrix();
 270         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth - 3 * PlankThickness);
 271         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 272                 return False;
 273         glPopMatrix();
 274         glPushMatrix();
 275         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 276         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth + PlankThickness);
 277         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 278                 return False;
 279         glPopMatrix();
 280         glPushMatrix();
 281         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 282         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankThickness - PlankWidth);
 283         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 284                 return False;
 285         glPopMatrix();
 286         glPushMatrix();
 287         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 288         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth + PlankThickness);
 289         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 290                 return False;
 291         glPopMatrix();
 292         return True;
 293 }
 294
 295 void
 296 reshape(ModeInfo * mi, int width, int height)
 297 {
 298         cagestruct *cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 299         int i;
 300
 301         glViewport(0, 0, cp->WindW = (GLint) width, cp->WindH = (GLint) height);
 302         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 303         glLoadIdentity();
 304         glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 5.0, 15.0);
 305         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 306         i = width / 512 + 1;
 307         glLineWidth(i);
 308         glPointSize(i);
 309 }
 310
 311 static void
 312 pinit(ModeInfo *mi)
 313 {
 314         int status;
 315
 316         glClearDepth(1.0);
 317         glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
 318
 319     if (MI_IS_WIREFRAME(mi))
 320       return;
 321
 322         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambient);
 323         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuse);
 324         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position0);
 325         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, ambient);
 326         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, diffuse);
 327         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, position1);
 328         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, lmodel_ambient);
 329         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, lmodel_twoside);
 330         glEnable(GL_LIGHTING);
 331         glEnable(GL_LIGHT0);
 332         glEnable(GL_LIGHT1);
 333         glEnable(GL_NORMALIZE);
 334         glFrontFace(GL_CCW);
 335         glCullFace(GL_BACK);
 336
 337         /* cage */
 338         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE, MaterialWhite);
 339         glShadeModel(GL_FLAT);
 340         glDisable(GL_DEPTH_TEST);
 341         glEnable(GL_TEXTURE_2D);
 342         glEnable(GL_CULL_FACE);
 343
 344         glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 345
 346         clear_gl_error();
 347         if (MI_IS_MONO(mi))
 348       status = 0;
 349     else
 350       status = gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D, 3,
 351                                  WoodTextureWidth, WoodTextureHeight,
 352                                  GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, WoodTextureData);
 353         if (status)
 354           {
 355                 const char *s = (char *) gluErrorString (status);
 356                 fprintf (stderr, "%s: error mipmapping texture: %s\n",
 357                                  progname, (s ? s : "(unknown)"));
 358                 exit (1);
 359           }
 360         check_gl_error("mipmapping");
 361
 362         glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 363         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
 364         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
 365         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
 366         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
 367
 368         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, front_shininess);
 369         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, front_specular);
 370 }
 371
 372 void
 373 release_cage(ModeInfo * mi)
 374 {
 375         if (cage != NULL) {
 376                 int screen;
 377
 378                 for (screen = 0; screen < MI_NUM_SCREENS(mi); screen++) {
 379                         cagestruct *cp = &cage[screen];
 380
 381                         if (cp->glx_context) {
 382                                 cp->glx_context = (GLXContext *) NULL;
 383                         }
 384                 }
 385                 (void) free((void *) cage);
 386                 cage = (cagestruct *) NULL;
 387         }
 388         FreeAllGL(mi);
 389 }
 390
 391 void
 392 init_cage(ModeInfo * mi)
 393 {
 394         cagestruct *cp;
 395
 396         if (cage == NULL) {
 397                 if ((cage = (cagestruct *) calloc(MI_NUM_SCREENS(mi),
 398                                                sizeof (cagestruct))) == NULL)
 399                         return;
 400         }
 401         cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 402
 403         cp->step = NRAND(90);
 404         if ((cp->glx_context = init_GL(mi)) != NULL) {
 405
 406                 reshape(mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 407                 glDrawBuffer(GL_BACK);
 408                 pinit(mi);
 409         } else {
 410                 MI_CLEARWINDOW(mi);
 411         }
 412 }
 413
 414 void
 415 draw_cage(ModeInfo * mi)
 416 {
 417         Display    *display = MI_DISPLAY(mi);
 418         Window      window = MI_WINDOW(mi);
 419         cagestruct *cp;
 420
 421         if (cage == NULL)
 422                 return;
 423         cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 424
 425         MI_IS_DRAWN(mi) = True;
 426         if (!cp->glx_context)
 427                 return;
 428
 429         glXMakeCurrent(display, window, *(cp->glx_context));
 430
 431         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 432
 433         glPushMatrix();
 434
 435         glTranslatef(0.0, 0.0, -10.0);
 436
 437         if (!MI_IS_ICONIC(mi)) {
 438                 glScalef(Scale4Window * cp->WindH / cp->WindW, Scale4Window, Scale4Window);
 439         } else {
 440                 glScalef(Scale4Iconic * cp->WindH / cp->WindW, Scale4Iconic, Scale4Iconic);
 441         }
 442
 443         /* cage */
 444         glRotatef(cp->step * 100, 0, 0, 1);
 445         glRotatef(25 + cos(cp->step * 5) * 6, 1, 0, 0);
 446         glRotatef(204.5 - sin(cp->step * 5) * 8, 0, 1, 0);
 447         if (!draw_impossiblecage(cp, MI_IS_WIREFRAME(mi))) {
 448                 release_cage(mi);
 449                 return;
 450         }
 451
 452         glPopMatrix();
 453         if (MI_IS_FPS(mi)) do_fps (mi);
 454         glFlush();
 455
 456         glXSwapBuffers(display, window);
 457
 458         cp->step += 0.025;
 459 }
 460
 461 void
 462 change_cage(ModeInfo * mi)
 463 {
 464         cagestruct *cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 465
 466         if (!cp->glx_context)
 467                 return;
 468
 469         glXMakeCurrent(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), *(cp->glx_context));
 470         pinit(mi);
 471 }
 472
 473 #endif