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                                                         "*suppressRotationAnimation: True\n" \
  84
  85 # define free_cage 0
  86 # define release_cage 0
  87 # define cage_handle_event xlockmore_no_events
  88 # include "xlockmore.h"         /* from the xscreensaver distribution */
  89 #else /* !STANDALONE */
  90 # include "xlock.h"             /* from the xlockmore distribution */
  91 #endif /* !STANDALONE */
  92
  93 #ifdef MODE_cage
  94
  95 #if 0
  96 #include "e_textures.h"
  97 #else
  98 #include "ximage-loader.h"
  99 #include "images/gen/wood_png.h"
 100 #endif
 101
 102 ENTRYPOINT ModeSpecOpt cage_opts =
 103 {0, (XrmOptionDescRec *) NULL, 0, (argtype *) NULL, (OptionStruct *) NULL};
 104
 105 #ifdef USE_MODULES
 106 ModStruct   cage_description =
 107 {"cage", "init_cage", "draw_cage", NULL,
 108  "draw_cage", "change_cage", (char *) NULL, &cage_opts,
 109  25000, 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 #define ObjWoodPlank    0
 124 #define MaxObj          1
 125
 126 /*************************************************************************/
 127
 128 typedef struct {
 129         GLint       WindH, WindW;
 130         GLfloat     step;
 131         GLXContext *glx_context;
 132 } cagestruct;
 133
 134 static const float front_shininess[] = {60.0};
 135 static const float front_specular[] = {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};
 136 static const float ambient[] = {0.0, 0.0, 0.0, 1.0};
 137 static const float diffuse[] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
 138 static const float position0[] = {1.0, 1.0, 1.0, 0.0};
 139 static const float position1[] = {-1.0, -1.0, 1.0, 0.0};
 140 static const float lmodel_ambient[] = {0.5, 0.5, 0.5, 1.0};
 141 static const float lmodel_twoside[] = {GL_TRUE};
 142
 143 static const float MaterialWhite[] = {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};
 144
 145 static cagestruct *cage = (cagestruct *) NULL;
 146
 147 #define PlankWidth      3.0
 148 #define PlankHeight     0.35
 149 #define PlankThickness  0.15
 150
 151 static Bool
 152 draw_woodplank(ModeInfo *mi, cagestruct * cp, int wire)
 153 {
 154         glBegin(wire ? GL_LINES : GL_QUADS);
 155         glNormal3f(0, 0, 1);
 156         glTexCoord2f(0, 0);
 157         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 158         glTexCoord2f(1, 0);
 159         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 160         glTexCoord2f(1, 1);
 161         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 162         glTexCoord2f(0, 1);
 163         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 164     mi->polygon_count++;
 165         glNormal3f(0, 0, -1);
 166         glTexCoord2f(0, 0);
 167         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 168         glTexCoord2f(1, 0);
 169         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 170         glTexCoord2f(1, 1);
 171         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 172         glTexCoord2f(0, 1);
 173         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 174     mi->polygon_count++;
 175         glNormal3f(0, 1, 0);
 176         glTexCoord2f(0, 0);
 177         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 178         glTexCoord2f(1, 0);
 179         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 180         glTexCoord2f(1, 1);
 181         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 182         glTexCoord2f(0, 1);
 183         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 184     mi->polygon_count++;
 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     mi->polygon_count++;
 195         glNormal3f(1, 0, 0);
 196         glTexCoord2f(0, 0);
 197         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 198         glTexCoord2f(1, 0);
 199         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 200         glTexCoord2f(1, 1);
 201         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 202         glTexCoord2f(0, 1);
 203         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 204     mi->polygon_count++;
 205         glNormal3f(-1, 0, 0);
 206         glTexCoord2f(0, 0);
 207         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 208         glTexCoord2f(1, 0);
 209         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 210         glTexCoord2f(1, 1);
 211         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 212         glTexCoord2f(0, 1);
 213         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 214     mi->polygon_count++;
 215         glEnd();
 216
 217         return True;
 218 }
 219
 220 static Bool
 221 draw_impossiblecage(ModeInfo *mi, cagestruct * cp, int wire)
 222 {
 223         glPushMatrix();
 224         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 225         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, -PlankThickness - PlankWidth);
 226         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 227                 return False;
 228         glPopMatrix();
 229         glPushMatrix();
 230         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 231         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth - PlankThickness);
 232         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 233                 return False;
 234         glPopMatrix();
 235         glPushMatrix();
 236         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 237         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, -PlankThickness - PlankWidth);
 238         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 239                 return False;
 240         glPopMatrix();
 241         glPushMatrix();
 242         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, 3 * PlankThickness - PlankWidth);
 243         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 244                 return False;
 245         glPopMatrix();
 246         glPushMatrix();
 247         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 248         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth - PlankThickness);
 249         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 250                 return False;
 251         glPopMatrix();
 252         glPushMatrix();
 253         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth - 3 * PlankThickness);
 254         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 255                 return False;
 256         glPopMatrix();
 257         glPushMatrix();
 258         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, 3 * PlankThickness - PlankWidth);
 259         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 260                 return False;
 261         glPopMatrix();
 262         glPushMatrix();
 263         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 264         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankThickness - PlankWidth);
 265         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 266                 return False;
 267         glPopMatrix();
 268         glPushMatrix();
 269         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth - 3 * PlankThickness);
 270         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 271                 return False;
 272         glPopMatrix();
 273         glPushMatrix();
 274         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 275         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth + PlankThickness);
 276         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 277                 return False;
 278         glPopMatrix();
 279         glPushMatrix();
 280         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 281         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankThickness - PlankWidth);
 282         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 283                 return False;
 284         glPopMatrix();
 285         glPushMatrix();
 286         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 287         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth + PlankThickness);
 288         if (!draw_woodplank(mi, cp, wire))
 289                 return False;
 290         glPopMatrix();
 291         return True;
 292 }
 293
 294 static void
 295 reshape_cage(ModeInfo * mi, int width, int height)
 296 {
 297         cagestruct *cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 298         int i;
 299     int y = 0;
 300
 301     if (width > height * 5) {   /* tiny window: show middle */
 302       height = width * 9/16;
 303       y = -height/2;
 304     }
 305
 306         glViewport(0, y, cp->WindW = (GLint) width, cp->WindH = (GLint) height);
 307         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 308         glLoadIdentity();
 309         glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 5.0, 15.0);
 310         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 311         i = width / 512 + 1;
 312         glLineWidth(i);
 313         glPointSize(i);
 314 }
 315
 316 static void
 317 pinit(ModeInfo *mi)
 318 {
 319   /* int status; */
 320
 321     if (MI_IS_WIREFRAME(mi))
 322       return;
 323
 324         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambient);
 325         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuse);
 326         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position0);
 327         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, ambient);
 328         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, diffuse);
 329         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, position1);
 330         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, lmodel_ambient);
 331         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, lmodel_twoside);
 332         glEnable(GL_LIGHTING);
 333         glEnable(GL_LIGHT0);
 334         glEnable(GL_LIGHT1);
 335         glEnable(GL_NORMALIZE);
 336         glFrontFace(GL_CCW);
 337         glCullFace(GL_BACK);
 338
 339         /* cage */
 340         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE, MaterialWhite);
 341         glShadeModel(GL_FLAT);
 342         glDisable(GL_DEPTH_TEST);
 343         glEnable(GL_TEXTURE_2D);
 344         glEnable(GL_CULL_FACE);
 345
 346         glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 347
 348 #if 0
 349         clear_gl_error();
 350         if (MI_IS_MONO(mi))
 351       status = 0;
 352     else
 353       status = gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D, 3,
 354                                  WoodTextureWidth, WoodTextureHeight,
 355                                  GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, WoodTextureData);
 356         if (status)
 357           {
 358                 const char *s = (char *) gluErrorString (status);
 359                 fprintf (stderr, "%s: error mipmapping texture: %s\n",
 360                                  progname, (s ? s : "(unknown)"));
 361                 exit (1);
 362           }
 363         check_gl_error("mipmapping");
 364 #else
 365     {
 366       XImage *img = image_data_to_ximage (mi->dpy, mi->xgwa.visual,
 367                                           wood_png, sizeof(wood_png));
 368           glTexImage2D (GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA,
 369                     img->width, img->height, 0,
 370                     GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, img->data);
 371       check_gl_error("texture");
 372       XDestroyImage (img);
 373     }
 374 #endif
 375
 376         glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 377         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
 378         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
 379         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
 380         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
 381
 382         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, front_shininess);
 383         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, front_specular);
 384 }
 385
 386 ENTRYPOINT void
 387 init_cage (ModeInfo * mi)
 388 {
 389         cagestruct *cp;
 390
 391         MI_INIT (mi, cage);
 392         cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 393
 394         cp->step = NRAND(90);
 395         if ((cp->glx_context = init_GL(mi)) != NULL) {
 396
 397                 reshape_cage(mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 398                 glDrawBuffer(GL_BACK);
 399                 pinit(mi);
 400         } else {
 401                 MI_CLEARWINDOW(mi);
 402         }
 403 }
 404
 405 ENTRYPOINT void
 406 draw_cage (ModeInfo * mi)
 407 {
 408         Display    *display = MI_DISPLAY(mi);
 409         Window      window = MI_WINDOW(mi);
 410         cagestruct *cp;
 411
 412         if (cage == NULL)
 413                 return;
 414         cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 415
 416         MI_IS_DRAWN(mi) = True;
 417         if (!cp->glx_context)
 418                 return;
 419
 420     mi->polygon_count = 0;
 421         glXMakeCurrent(display, window, *(cp->glx_context));
 422
 423         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 424
 425         glPushMatrix();
 426         glTranslatef(0.0, 0.0, -10.0);
 427
 428         if (!MI_IS_ICONIC(mi)) {
 429                 glScalef(Scale4Window * cp->WindH / cp->WindW, Scale4Window, Scale4Window);
 430         } else {
 431                 glScalef(Scale4Iconic * cp->WindH / cp->WindW, Scale4Iconic, Scale4Iconic);
 432         }
 433
 434 # ifdef HAVE_MOBILE     /* Keep it the same relative size when rotated. */
 435   {
 436     int o = (int) current_device_rotation();
 437     GLfloat h = MI_HEIGHT(mi) / (GLfloat) MI_WIDTH(mi);
 438     if (o != 0 && o != 180 && o != -180) {
 439       glScalef (1/h, h, 1/h);  /* #### not quite right */
 440       h = 1.7;
 441       glScalef (h, h, h);
 442     }
 443   }
 444 # endif
 445
 446         /* cage */
 447         glRotatef(cp->step * 100, 0, 0, 1);
 448         glRotatef(25 + cos(cp->step * 5) * 6, 1, 0, 0);
 449         glRotatef(204.5 - sin(cp->step * 5) * 8, 0, 1, 0);
 450         if (!draw_impossiblecage(mi, cp, MI_IS_WIREFRAME(mi))) {
 451                 MI_ABORT(mi);
 452                 return;
 453         }
 454
 455         glPopMatrix();
 456         if (MI_IS_FPS(mi)) do_fps (mi);
 457         glFlush();
 458
 459         glXSwapBuffers(display, window);
 460
 461         cp->step += 0.025;
 462 }
 463
 464 #ifndef STANDALONE
 465 ENTRYPOINT void
 466 change_cage (ModeInfo * mi)
 467 {
 468         cagestruct *cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 469
 470         if (!cp->glx_context)
 471                 return;
 472
 473         glXMakeCurrent(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), *(cp->glx_context));
 474         pinit(mi);
 475 }
 476 #endif /* !STANDALONE */
 477
 478 XSCREENSAVER_MODULE ("Cage", cage)
 479
 480 #endif