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 VMS
  79 /*-
  80  * due to a Bug/feature in VMS X11/Intrinsic.h has to be placed before xlock.
  81  * otherwise caddr_t is not defined correctly
  82  */
  83 #include <X11/Intrinsic.h>
  84 #endif
  85
  86 #ifdef STANDALONE
  87 # define MODE_cage
  88 # define PROGCLASS                      "Cage"
  89 # define HACK_INIT                      init_cage
  90 # define HACK_DRAW                      draw_cage
  91 # define HACK_RESHAPE           reshape
  92 # define cage_opts                      xlockmore_opts
  93 # define DEFAULTS                       "*delay:                25000   \n"                     \
  94                                                         "*showFPS:      False   \n"                     \
  95                                                         "*wireframe:    False   \n"
  96 # include "xlockmore.h"         /* from the xscreensaver distribution */
  97 #else /* !STANDALONE */
  98 # include "xlock.h"             /* from the xlockmore distribution */
  99
 100 #endif /* !STANDALONE */
 101
 102 #ifdef MODE_cage
 103
 104
 105 #include <GL/glu.h>
 106 #include "e_textures.h"
 107
 108 ModeSpecOpt cage_opts =
 109 {0, (XrmOptionDescRec *) NULL, 0, (argtype *) NULL, (OptionStruct *) NULL};
 110
 111 #ifdef USE_MODULES
 112 ModStruct   cage_description =
 113 {"cage", "init_cage", "draw_cage", "release_cage",
 114  "draw_cage", "change_cage", (char *) NULL, &cage_opts,
 115  25000, 1, 1, 1, 1.0, 4, "",
 116  "Shows the Impossible Cage, an Escher-like GL scene", 0, NULL};
 117
 118 #endif
 119
 120 #define Scale4Window               0.3
 121 #define Scale4Iconic               0.4
 122
 123 #define sqr(A)                     ((A)*(A))
 124
 125 #ifndef Pi
 126 #define Pi                         M_PI
 127 #endif
 128
 129 #define ObjWoodPlank    0
 130 #define MaxObj          1
 131
 132 /*************************************************************************/
 133
 134 typedef struct {
 135         GLint       WindH, WindW;
 136         GLfloat     step;
 137         GLXContext *glx_context;
 138 } cagestruct;
 139
 140 static float front_shininess[] =
 141 {60.0};
 142 static float front_specular[] =
 143 {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};
 144 static float ambient[] =
 145 {0.0, 0.0, 0.0, 1.0};
 146 static float diffuse[] =
 147 {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
 148 static float position0[] =
 149 {1.0, 1.0, 1.0, 0.0};
 150 static float position1[] =
 151 {-1.0, -1.0, 1.0, 0.0};
 152 static float lmodel_ambient[] =
 153 {0.5, 0.5, 0.5, 1.0};
 154 static float lmodel_twoside[] =
 155 {GL_TRUE};
 156
 157 static float MaterialWhite[] =
 158 {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};
 159
 160 static cagestruct *cage = (cagestruct *) NULL;
 161
 162 #define PlankWidth      3.0
 163 #define PlankHeight     0.35
 164 #define PlankThickness  0.15
 165
 166 static Bool
 167 draw_woodplank(cagestruct * cp)
 168 {
 169         glBegin(GL_QUADS);
 170         glNormal3f(0, 0, 1);
 171         glTexCoord2f(0, 0);
 172         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 173         glTexCoord2f(1, 0);
 174         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 175         glTexCoord2f(1, 1);
 176         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 177         glTexCoord2f(0, 1);
 178         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 179         glNormal3f(0, 0, -1);
 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         glNormal3f(0, 1, 0);
 189         glTexCoord2f(0, 0);
 190         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 191         glTexCoord2f(1, 0);
 192         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 193         glTexCoord2f(1, 1);
 194         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 195         glTexCoord2f(0, 1);
 196         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 197         glNormal3f(0, -1, 0);
 198         glTexCoord2f(0, 0);
 199         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 200         glTexCoord2f(1, 0);
 201         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 202         glTexCoord2f(1, 1);
 203         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 204         glTexCoord2f(0, 1);
 205         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 206         glNormal3f(1, 0, 0);
 207         glTexCoord2f(0, 0);
 208         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 209         glTexCoord2f(1, 0);
 210         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 211         glTexCoord2f(1, 1);
 212         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 213         glTexCoord2f(0, 1);
 214         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 215         glNormal3f(-1, 0, 0);
 216         glTexCoord2f(0, 0);
 217         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 218         glTexCoord2f(1, 0);
 219         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 220         glTexCoord2f(1, 1);
 221         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 222         glTexCoord2f(0, 1);
 223         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 224         glEnd();
 225
 226         return True;
 227 }
 228
 229 static Bool
 230 draw_impossiblecage(cagestruct * cp)
 231 {
 232         glPushMatrix();
 233         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 234         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, -PlankThickness - PlankWidth);
 235         if (!draw_woodplank(cp))
 236                 return False;
 237         glPopMatrix();
 238         glPushMatrix();
 239         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 240         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth - PlankThickness);
 241         if (!draw_woodplank(cp))
 242                 return False;
 243         glPopMatrix();
 244         glPushMatrix();
 245         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 246         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, -PlankThickness - PlankWidth);
 247         if (!draw_woodplank(cp))
 248                 return False;
 249         glPopMatrix();
 250         glPushMatrix();
 251         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, 3 * PlankThickness - PlankWidth);
 252         if (!draw_woodplank(cp))
 253                 return False;
 254         glPopMatrix();
 255         glPushMatrix();
 256         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 257         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth - PlankThickness);
 258         if (!draw_woodplank(cp))
 259                 return False;
 260         glPopMatrix();
 261         glPushMatrix();
 262         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth - 3 * PlankThickness);
 263         if (!draw_woodplank(cp))
 264                 return False;
 265         glPopMatrix();
 266         glPushMatrix();
 267         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, 3 * PlankThickness - PlankWidth);
 268         if (!draw_woodplank(cp))
 269                 return False;
 270         glPopMatrix();
 271         glPushMatrix();
 272         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 273         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankThickness - PlankWidth);
 274         if (!draw_woodplank(cp))
 275                 return False;
 276         glPopMatrix();
 277         glPushMatrix();
 278         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth - 3 * PlankThickness);
 279         if (!draw_woodplank(cp))
 280                 return False;
 281         glPopMatrix();
 282         glPushMatrix();
 283         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 284         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth + PlankThickness);
 285         if (!draw_woodplank(cp))
 286                 return False;
 287         glPopMatrix();
 288         glPushMatrix();
 289         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 290         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankThickness - PlankWidth);
 291         if (!draw_woodplank(cp))
 292                 return False;
 293         glPopMatrix();
 294         glPushMatrix();
 295         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 296         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth + PlankThickness);
 297         if (!draw_woodplank(cp))
 298                 return False;
 299         glPopMatrix();
 300         return True;
 301 }
 302
 303 void
 304 reshape(ModeInfo * mi, int width, int height)
 305 {
 306         cagestruct *cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 307         int i;
 308
 309         glViewport(0, 0, cp->WindW = (GLint) width, cp->WindH = (GLint) height);
 310         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 311         glLoadIdentity();
 312         glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 5.0, 15.0);
 313         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 314         i = width / 512 + 1;
 315         glLineWidth(i);
 316         glPointSize(i);
 317 }
 318
 319 static void
 320 pinit(ModeInfo *mi)
 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         if (MI_IS_MONO(mi))
 352       status = 0;
 353     else
 354       status = gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D, 3,
 355                                  WoodTextureWidth, WoodTextureHeight,
 356                                  GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, WoodTextureData);
 357         if (status)
 358           {
 359                 const char *s = (char *) gluErrorString (status);
 360                 fprintf (stderr, "%s: error mipmapping texture: %s\n",
 361                                  progname, (s ? s : "(unknown)"));
 362                 exit (1);
 363           }
 364         check_gl_error("mipmapping");
 365
 366         glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 367         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
 368         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
 369         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
 370         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
 371
 372         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, front_shininess);
 373         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, front_specular);
 374 }
 375
 376 void
 377 release_cage(ModeInfo * mi)
 378 {
 379         if (cage != NULL) {
 380                 int screen;
 381
 382                 for (screen = 0; screen < MI_NUM_SCREENS(mi); screen++) {
 383                         cagestruct *cp = &cage[screen];
 384
 385                         if (cp->glx_context) {
 386                                 cp->glx_context = (GLXContext *) NULL;
 387                         }
 388                 }
 389                 (void) free((void *) cage);
 390                 cage = (cagestruct *) NULL;
 391         }
 392         FreeAllGL(mi);
 393 }
 394
 395 void
 396 init_cage(ModeInfo * mi)
 397 {
 398         cagestruct *cp;
 399
 400         if (cage == NULL) {
 401                 if ((cage = (cagestruct *) calloc(MI_NUM_SCREENS(mi),
 402                                                sizeof (cagestruct))) == NULL)
 403                         return;
 404         }
 405         cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 406
 407         cp->step = NRAND(90);
 408         if ((cp->glx_context = init_GL(mi)) != NULL) {
 409
 410                 reshape(mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 411                 glDrawBuffer(GL_BACK);
 412                 pinit(mi);
 413         } else {
 414                 MI_CLEARWINDOW(mi);
 415         }
 416 }
 417
 418 void
 419 draw_cage(ModeInfo * mi)
 420 {
 421         Display    *display = MI_DISPLAY(mi);
 422         Window      window = MI_WINDOW(mi);
 423         cagestruct *cp;
 424
 425         if (cage == NULL)
 426                 return;
 427         cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 428
 429         MI_IS_DRAWN(mi) = True;
 430         if (!cp->glx_context)
 431                 return;
 432
 433         glXMakeCurrent(display, window, *(cp->glx_context));
 434
 435         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 436
 437         glPushMatrix();
 438
 439         glTranslatef(0.0, 0.0, -10.0);
 440
 441         if (!MI_IS_ICONIC(mi)) {
 442                 glScalef(Scale4Window * cp->WindH / cp->WindW, Scale4Window, Scale4Window);
 443         } else {
 444                 glScalef(Scale4Iconic * cp->WindH / cp->WindW, Scale4Iconic, Scale4Iconic);
 445         }
 446
 447         /* cage */
 448         glRotatef(cp->step * 100, 0, 0, 1);
 449         glRotatef(25 + cos(cp->step * 5) * 6, 1, 0, 0);
 450         glRotatef(204.5 - sin(cp->step * 5) * 8, 0, 1, 0);
 451         if (!draw_impossiblecage(cp)) {
 452                 release_cage(mi);
 453                 return;
 454         }
 455
 456         glPopMatrix();
 457         if (MI_IS_FPS(mi)) do_fps (mi);
 458         glFlush();
 459
 460         glXSwapBuffers(display, window);
 461
 462         cp->step += 0.025;
 463 }
 464
 465 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
 477 #endif