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 !defined( lint ) && !defined( SABER )
   5 static const char sccsid[] = "@(#)cage.c        4.07 98/01/04 xlockmore";
   6
   7 #endif
   8
   9 #undef DEBUG_LISTS
  10
  11 /*-
  12  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software and its
  13  * documentation for any purpose and without fee is hereby granted,
  14  * provided that the above copyright notice appear in all copies and that
  15  * both that copyright notice and this permission notice appear in
  16  * supporting documentation.
  17  *
  18  * This file is provided AS IS with no warranties of any kind.  The author
  19  * shall have no liability with respect to the infringement of copyrights,
  20  * trade secrets or any patents by this file or any part thereof.  In no
  21  * event will the author be liable for any lost revenue or profits or
  22  * other special, indirect and consequential damages.
  23  *
  24  * The RotateAroundU() routine was adapted from the book
  25  *    "Computer Graphics Principles and Practice
  26  *     Foley - vanDam - Feiner - Hughes
  27  *     Second Edition" Pag. 227, exercise 5.15.
  28  *
  29  * This mode shows some interesting scenes that are impossible OR very
  30  * wierd to build in the real universe. Much of the scenes are inspirated
  31  * on Mauritz Cornelis Escher's works which derivated the mode's name.
  32  * M.C. Escher (1898-1972) was a dutch artist and many people prefer to
  33  * say he was a mathematician.
  34  *
  35  * Thanks goes to Brian Paul for making it possible and inexpensive to use
  36  * OpenGL at home.
  37  *
  38  * Since I'm not a native English speaker, my apologies for any grammatical
  39  * mistake.
  40  *
  41  * My e-mail address is
  42  * m-vianna@usa.net
  43  *
  44  * Marcelo F. Vianna (Jun-01-1997)
  45  *
  46  * Revision History:
  47  * 01-Jan-98: Mode separated from escher and renamed
  48  * 08-Jun-97: New scene implemented: "Impossible Cage" based in a M.C. Escher's
  49  *            painting with the same name (quite similar). The first GL mode
  50  *            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-97: Speed ups in Moebius Strip using GL_CULL_FACE.
  56  *            Marcelo F. Vianna.
  57  * 03-Jun-97: 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 /*-
  68  * Texture mapping is only available on RGBA contexts, Mono and color index
  69  * visuals DO NOT support texture mapping in OpenGL.
  70  *
  71  * BUT Mesa do implements RGBA contexts in pseudo color visuals, so texture
  72  * mapping shuld work on PseudoColor, DirectColor, TrueColor using Mesa. Mono
  73  * is not officially supported for both OpenGL and Mesa, but seems to not crash
  74  * Mesa.
  75  *
  76  * In real OpenGL, PseudoColor DO NOT support texture map (as far as I know).
  77  */
  78
  79 #include <X11/Intrinsic.h>
  80
  81 #ifdef STANDALONE
  82 # define PROGCLASS                      "Cage"
  83 # define HACK_INIT                      init_cage
  84 # define HACK_DRAW                      draw_cage
  85 # define HACK_RESHAPE                   reshape_cage
  86 # define cage_opts                      xlockmore_opts
  87 # define DEFAULTS                       "*delay:                25000   \n"                     \
  88                                                         "*showFPS:      False   \n"                     \
  89                                                         "*wireframe:    False   \n"
  90 # include "xlockmore.h"         /* from the xscreensaver distribution */
  91 #else /* !STANDALONE */
  92 # include "xlock.h"             /* from the xlockmore distribution */
  93
  94 #endif /* !STANDALONE */
  95
  96 #ifdef USE_GL
  97
  98
  99 #include <GL/glu.h>
 100 #include "e_textures.h"
 101
 102 ModeSpecOpt cage_opts =
 103 {0, NULL, 0, NULL, NULL};
 104
 105 #ifdef USE_MODULES
 106 ModStruct   cage_description =
 107 {"cage", "init_cage", "draw_cage", "release_cage",
 108  "draw_cage", "change_cage", NULL, &cage_opts,
 109  1000, 1, 1, 1, 1.0, 4, "",
 110  "Shows the Impossible Cage, an Escher-like GL scene", 0, NULL};
 111
 112 #endif
 113
 114 #define Scale4Window               0.3
 115 #define Scale4Iconic               0.4
 116
 117 #define sqr(A)                     ((A)*(A))
 118
 119 #ifndef Pi
 120 #define Pi                         M_PI
 121 #endif
 122
 123 /*************************************************************************/
 124
 125 typedef struct {
 126         GLint       WindH, WindW;
 127         GLfloat     step;
 128         int         AreObjectsDefined[1];
 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 = NULL;
 153 static GLuint objects;
 154
 155 #define ObjWoodPlank    0
 156
 157 #define PlankWidth      3.0
 158 #define PlankHeight     0.35
 159 #define PlankThickness  0.15
 160
 161 static void
 162 draw_woodplank(cagestruct * cp)
 163 {
 164         if (!cp->AreObjectsDefined[ObjWoodPlank]) {
 165                 glNewList(objects + ObjWoodPlank, GL_COMPILE_AND_EXECUTE);
 166                 glBegin(GL_QUADS);
 167                 glNormal3f(0, 0, 1);
 168                 glTexCoord2f(0, 0);
 169                 glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 170                 glTexCoord2f(1, 0);
 171                 glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 172                 glTexCoord2f(1, 1);
 173                 glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 174                 glTexCoord2f(0, 1);
 175                 glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 176                 glNormal3f(0, 0, -1);
 177                 glTexCoord2f(0, 0);
 178                 glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 179                 glTexCoord2f(1, 0);
 180                 glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 181                 glTexCoord2f(1, 1);
 182                 glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 183                 glTexCoord2f(0, 1);
 184                 glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 185                 glNormal3f(0, 1, 0);
 186                 glTexCoord2f(0, 0);
 187                 glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 188                 glTexCoord2f(1, 0);
 189                 glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 190                 glTexCoord2f(1, 1);
 191                 glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 192                 glTexCoord2f(0, 1);
 193                 glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 194                 glNormal3f(0, -1, 0);
 195                 glTexCoord2f(0, 0);
 196                 glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 197                 glTexCoord2f(1, 0);
 198                 glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 199                 glTexCoord2f(1, 1);
 200                 glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 201                 glTexCoord2f(0, 1);
 202                 glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 203                 glNormal3f(1, 0, 0);
 204                 glTexCoord2f(0, 0);
 205                 glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 206                 glTexCoord2f(1, 0);
 207                 glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 208                 glTexCoord2f(1, 1);
 209                 glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 210                 glTexCoord2f(0, 1);
 211                 glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 212                 glNormal3f(-1, 0, 0);
 213                 glTexCoord2f(0, 0);
 214                 glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 215                 glTexCoord2f(1, 0);
 216                 glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 217                 glTexCoord2f(1, 1);
 218                 glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 219                 glTexCoord2f(0, 1);
 220                 glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 221                 glEnd();
 222                 glEndList();
 223                 cp->AreObjectsDefined[ObjWoodPlank] = 1;
 224 #ifdef DEBUG_LISTS
 225                 (void) printf("WoodPlank drawn SLOWLY\n");
 226 #endif
 227         } else {
 228                 glCallList(objects + ObjWoodPlank);
 229 #ifdef DEBUG_LISTS
 230                 (void) printf("WoodPlank drawn quickly\n");
 231 #endif
 232         }
 233 }
 234
 235 static void
 236 draw_impossiblecage(cagestruct * cp)
 237 {
 238         glPushMatrix();
 239         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 240         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, -PlankThickness - PlankWidth);
 241         draw_woodplank(cp);
 242         glPopMatrix();
 243         glPushMatrix();
 244         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 245         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth - PlankThickness);
 246         draw_woodplank(cp);
 247         glPopMatrix();
 248         glPushMatrix();
 249         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 250         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, -PlankThickness - PlankWidth);
 251         draw_woodplank(cp);
 252         glPopMatrix();
 253         glPushMatrix();
 254         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, 3 * PlankThickness - PlankWidth);
 255         draw_woodplank(cp);
 256         glPopMatrix();
 257         glPushMatrix();
 258         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 259         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth - PlankThickness);
 260         draw_woodplank(cp);
 261         glPopMatrix();
 262         glPushMatrix();
 263         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth - 3 * PlankThickness);
 264         draw_woodplank(cp);
 265         glPopMatrix();
 266         glPushMatrix();
 267         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, 3 * PlankThickness - PlankWidth);
 268         draw_woodplank(cp);
 269         glPopMatrix();
 270         glPushMatrix();
 271         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 272         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankThickness - PlankWidth);
 273         draw_woodplank(cp);
 274         glPopMatrix();
 275         glPushMatrix();
 276         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth - 3 * PlankThickness);
 277         draw_woodplank(cp);
 278         glPopMatrix();
 279         glPushMatrix();
 280         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 281         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth + PlankThickness);
 282         draw_woodplank(cp);
 283         glPopMatrix();
 284         glPushMatrix();
 285         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 286         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankThickness - PlankWidth);
 287         draw_woodplank(cp);
 288         glPopMatrix();
 289         glPushMatrix();
 290         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 291         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth + PlankThickness);
 292         draw_woodplank(cp);
 293         glPopMatrix();
 294 }
 295
 296 void
 297 reshape_cage(ModeInfo * mi, int width, int height)
 298 {
 299         cagestruct *cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 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         if (width >= 1024) {
 307                 glLineWidth(3);
 308                 glPointSize(3);
 309         } else if (width >= 512) {
 310                 glLineWidth(2);
 311                 glPointSize(2);
 312         } else {
 313                 glLineWidth(1);
 314                 glPointSize(1);
 315         }
 316         cp->AreObjectsDefined[ObjWoodPlank] = 0;
 317 }
 318
 319 static void
 320 pinit(void)
 321 {
 322     int status;
 323         glClearDepth(1.0);
 324         glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
 325
 326         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambient);
 327         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuse);
 328         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position0);
 329         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, ambient);
 330         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, diffuse);
 331         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, position1);
 332         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, lmodel_ambient);
 333         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, lmodel_twoside);
 334         glEnable(GL_LIGHTING);
 335         glEnable(GL_LIGHT0);
 336         glEnable(GL_LIGHT1);
 337         glEnable(GL_NORMALIZE);
 338         glFrontFace(GL_CCW);
 339         glCullFace(GL_BACK);
 340
 341         /* cage */
 342         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE, MaterialWhite);
 343         glShadeModel(GL_FLAT);
 344         glDisable(GL_DEPTH_TEST);
 345         glEnable(GL_TEXTURE_2D);
 346         glEnable(GL_CULL_FACE);
 347
 348         glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 349
 350     clear_gl_error();
 351         status = gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D, 3,
 352                                WoodTextureWidth, WoodTextureHeight,
 353                                GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, WoodTextureData);
 354     if (status)
 355       {
 356         const char *s = gluErrorString (status);
 357         fprintf (stderr, "%s: error mipmapping texture: %s\n",
 358                  progname, (s ? s : "(unknown)"));
 359         exit (1);
 360       }
 361     check_gl_error("mipmapping");
 362
 363         glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 364         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
 365         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
 366         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
 367         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
 368
 369         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, front_shininess);
 370         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, front_specular);
 371 }
 372
 373 void
 374 init_cage(ModeInfo * mi)
 375 {
 376         int         screen = MI_SCREEN(mi);
 377         cagestruct *cp;
 378
 379         if (cage == NULL) {
 380                 if ((cage = (cagestruct *) calloc(MI_NUM_SCREENS(mi),
 381                                                sizeof (cagestruct))) == NULL)
 382                         return;
 383         }
 384         cp = &cage[screen];
 385         cp->step = NRAND(90);
 386
 387         if ((cp->glx_context = init_GL(mi)) != NULL) {
 388
 389                 reshape_cage(mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 390                 glDrawBuffer(GL_BACK);
 391                 if (!glIsList(objects))
 392                         objects = glGenLists(1);
 393                 pinit();
 394         } else {
 395                 MI_CLEARWINDOW(mi);
 396         }
 397 }
 398
 399 void
 400 draw_cage(ModeInfo * mi)
 401 {
 402         cagestruct *cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 403
 404         Display    *display = MI_DISPLAY(mi);
 405         Window      window = MI_WINDOW(mi);
 406
 407         MI_IS_DRAWN(mi) = True;
 408
 409         if (!cp->glx_context)
 410                 return;
 411
 412         glXMakeCurrent(display, window, *(cp->glx_context));
 413
 414         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 415
 416         glPushMatrix();
 417
 418         glTranslatef(0.0, 0.0, -10.0);
 419
 420         if (!MI_IS_ICONIC(mi)) {
 421                 glScalef(Scale4Window * cp->WindH / cp->WindW, Scale4Window, Scale4Window);
 422         } else {
 423                 glScalef(Scale4Iconic * cp->WindH / cp->WindW, Scale4Iconic, Scale4Iconic);
 424         }
 425
 426         /* cage */
 427         glRotatef(cp->step * 100, 0, 0, 1);
 428         glRotatef(25 + cos(cp->step * 5) * 6, 1, 0, 0);
 429         glRotatef(204.5 - sin(cp->step * 5) * 8, 0, 1, 0);
 430         draw_impossiblecage(cp);
 431
 432         glPopMatrix();
 433
 434     if (mi->fps_p) do_fps (mi);
 435         glFlush();
 436
 437         glXSwapBuffers(display, window);
 438
 439         cp->step += 0.025;
 440 }
 441
 442 void
 443 change_cage(ModeInfo * mi)
 444 {
 445         cagestruct *cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 446
 447         if (!cp->glx_context)
 448                 return;
 449
 450         glXMakeCurrent(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), *(cp->glx_context));
 451         pinit();
 452 }
 453
 454 void
 455 release_cage(ModeInfo * mi)
 456 {
 457         if (cage != NULL) {
 458                 (void) free((void *) cage);
 459                 cage = NULL;
 460         }
 461         if (glIsList(objects)) {
 462                 glDeleteLists(objects, 1);
 463         }
 464         FreeAllGL(mi);
 465 }
 466
 467 #endif