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        5.01 2001/03/01 xlockmore";
   6
   7 #endif
   8
   9 /*-
  10  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software and its
  11  * documentation for any purpose and without fee is hereby granted,
  12  * provided that the above copyright notice appear in all copies and that
  13  * both that copyright notice and this permission notice appear in
  14  * supporting documentation.
  15  *
  16  * This file is provided AS IS with no warranties of any kind.  The author
  17  * shall have no liability with respect to the infringement of copyrights,
  18  * trade secrets or any patents by this file or any part thereof.  In no
  19  * event will the author be liable for any lost revenue or profits or
  20  * other special, indirect and consequential damages.
  21  *
  22  * The RotateAroundU() routine was adapted from the book
  23  *    "Computer Graphics Principles and Practice
  24  *     Foley - vanDam - Feiner - Hughes
  25  *     Second Edition" Pag. 227, exercise 5.15.
  26  *
  27  * This mode shows some interesting scenes that are impossible OR very
  28  * wierd to build in the real universe. Much of the scenes are inspirated
  29  * on Mauritz Cornelis Escher's works which derivated the mode's name.
  30  * M.C. Escher (1898-1972) was a dutch artist and many people prefer to
  31  * say he was a mathematician.
  32  *
  33  * Thanks goes to Brian Paul for making it possible and inexpensive to use
  34  * OpenGL at home.
  35  *
  36  * Since I'm not a native English speaker, my apologies for any grammatical
  37  * mistakes.
  38  *
  39  * My e-mail address is
  40  * mfvianna@centroin.com.br
  41  *
  42  * Marcelo F. Vianna (Jun-01-1997)
  43  *
  44  * Revision History:
  45  * 05-Apr-2002: Removed all gllist uses (fix some bug with nvidia driver)
  46  * 01-Mar-2001: Added FPS stuff E.Lassauge <lassauge@mail.dotcom.fr>
  47  * 01-Nov-2000: Allocation checks
  48  * 01-Jan-1998: Mode separated from escher and renamed
  49  * 08-Jun-1997: New scene implemented: "Impossible Cage" based in a M.C.
  50  *              Escher's painting with the same name (quite similar). The
  51  *              first GL mode to use texture mapping.
  52  *              The "Impossible Cage" scene doesn't use DEPTH BUFFER, the
  53  *              wood planks are drawn consistently using GL_CULL_FACE, and
  54  *              the painter's algorithm is used to sort the planks.
  55  *              Marcelo F. Vianna.
  56  * 07-Jun-1997: Speed ups in Moebius Strip using GL_CULL_FACE.
  57  *              Marcelo F. Vianna.
  58  * 03-Jun-1997: Initial Release (Only one scene: "Moebius Strip")
  59  *              The Moebius Strip scene was inspirated in a M.C. Escher's
  60  *              painting named Moebius Strip II in wich ants walk across a
  61  *              Moebius Strip path, sometimes meeting each other and sometimes
  62  *              being in "opposite faces" (note that the moebius strip has
  63  *              only one face and one edge).
  64  *              Marcelo F. Vianna.
  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 #ifdef VMS
  80 /*-
  81  * due to a Bug/feature in VMS X11/Intrinsic.h has to be placed before xlock.
  82  * otherwise caddr_t is not defined correctly
  83  */
  84 #include <X11/Intrinsic.h>
  85 #endif
  86
  87 #ifdef STANDALONE
  88 # define MODE_cage
  89 # define PROGCLASS                      "Cage"
  90 # define HACK_INIT                      init_cage
  91 # define HACK_DRAW                      draw_cage
  92 # define HACK_RESHAPE           reshape
  93 # define cage_opts                      xlockmore_opts
  94 # define DEFAULTS                       "*delay:                25000   \n"                     \
  95                                                         "*showFPS:      False   \n"                     \
  96                                                         "*wireframe:    False   \n"
  97 # include "xlockmore.h"         /* from the xscreensaver distribution */
  98 #else /* !STANDALONE */
  99 # include "xlock.h"             /* from the xlockmore distribution */
 100
 101 #endif /* !STANDALONE */
 102
 103 #ifdef MODE_cage
 104
 105
 106 #include <GL/glu.h>
 107 #include "e_textures.h"
 108
 109 ModeSpecOpt cage_opts =
 110 {0, (XrmOptionDescRec *) NULL, 0, (argtype *) NULL, (OptionStruct *) NULL};
 111
 112 #ifdef USE_MODULES
 113 ModStruct   cage_description =
 114 {"cage", "init_cage", "draw_cage", "release_cage",
 115  "draw_cage", "change_cage", (char *) NULL, &cage_opts,
 116  25000, 1, 1, 1, 1.0, 4, "",
 117  "Shows the Impossible Cage, an Escher-like GL scene", 0, NULL};
 118
 119 #endif
 120
 121 #define Scale4Window               0.3
 122 #define Scale4Iconic               0.4
 123
 124 #define sqr(A)                     ((A)*(A))
 125
 126 #ifndef Pi
 127 #define Pi                         M_PI
 128 #endif
 129
 130 #define ObjWoodPlank    0
 131 #define MaxObj          1
 132
 133 /*************************************************************************/
 134
 135 typedef struct {
 136         GLint       WindH, WindW;
 137         GLfloat     step;
 138         GLXContext *glx_context;
 139 } cagestruct;
 140
 141 static float front_shininess[] =
 142 {60.0};
 143 static float front_specular[] =
 144 {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};
 145 static float ambient[] =
 146 {0.0, 0.0, 0.0, 1.0};
 147 static float diffuse[] =
 148 {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
 149 static float position0[] =
 150 {1.0, 1.0, 1.0, 0.0};
 151 static float position1[] =
 152 {-1.0, -1.0, 1.0, 0.0};
 153 static float lmodel_ambient[] =
 154 {0.5, 0.5, 0.5, 1.0};
 155 static float lmodel_twoside[] =
 156 {GL_TRUE};
 157
 158 static float MaterialWhite[] =
 159 {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};
 160
 161 static cagestruct *cage = (cagestruct *) NULL;
 162
 163 #define PlankWidth      3.0
 164 #define PlankHeight     0.35
 165 #define PlankThickness  0.15
 166
 167 static Bool
 168 draw_woodplank(cagestruct * cp)
 169 {
 170         glBegin(GL_QUADS);
 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, 0, -1);
 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(0, -1, 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         glNormal3f(-1, 0, 0);
 217         glTexCoord2f(0, 0);
 218         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 219         glTexCoord2f(1, 0);
 220         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 221         glTexCoord2f(1, 1);
 222         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 223         glTexCoord2f(0, 1);
 224         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 225         glEnd();
 226
 227         return True;
 228 }
 229
 230 static Bool
 231 draw_impossiblecage(cagestruct * cp)
 232 {
 233         glPushMatrix();
 234         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 235         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, -PlankThickness - PlankWidth);
 236         if (!draw_woodplank(cp))
 237                 return False;
 238         glPopMatrix();
 239         glPushMatrix();
 240         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 241         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth - PlankThickness);
 242         if (!draw_woodplank(cp))
 243                 return False;
 244         glPopMatrix();
 245         glPushMatrix();
 246         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 247         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, -PlankThickness - PlankWidth);
 248         if (!draw_woodplank(cp))
 249                 return False;
 250         glPopMatrix();
 251         glPushMatrix();
 252         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, 3 * PlankThickness - PlankWidth);
 253         if (!draw_woodplank(cp))
 254                 return False;
 255         glPopMatrix();
 256         glPushMatrix();
 257         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 258         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth - PlankThickness);
 259         if (!draw_woodplank(cp))
 260                 return False;
 261         glPopMatrix();
 262         glPushMatrix();
 263         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth - 3 * PlankThickness);
 264         if (!draw_woodplank(cp))
 265                 return False;
 266         glPopMatrix();
 267         glPushMatrix();
 268         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, 3 * PlankThickness - PlankWidth);
 269         if (!draw_woodplank(cp))
 270                 return False;
 271         glPopMatrix();
 272         glPushMatrix();
 273         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 274         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankThickness - PlankWidth);
 275         if (!draw_woodplank(cp))
 276                 return False;
 277         glPopMatrix();
 278         glPushMatrix();
 279         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth - 3 * PlankThickness);
 280         if (!draw_woodplank(cp))
 281                 return False;
 282         glPopMatrix();
 283         glPushMatrix();
 284         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 285         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth + PlankThickness);
 286         if (!draw_woodplank(cp))
 287                 return False;
 288         glPopMatrix();
 289         glPushMatrix();
 290         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 291         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankThickness - PlankWidth);
 292         if (!draw_woodplank(cp))
 293                 return False;
 294         glPopMatrix();
 295         glPushMatrix();
 296         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 297         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth + PlankThickness);
 298         if (!draw_woodplank(cp))
 299                 return False;
 300         glPopMatrix();
 301         return True;
 302 }
 303
 304 void
 305 reshape(ModeInfo * mi, int width, int height)
 306 {
 307         cagestruct *cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 308         int i;
 309
 310         glViewport(0, 0, cp->WindW = (GLint) width, cp->WindH = (GLint) height);
 311         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 312         glLoadIdentity();
 313         glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 5.0, 15.0);
 314         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 315         i = width / 512 + 1;
 316         glLineWidth(i);
 317         glPointSize(i);
 318 }
 319
 320 static void
 321 pinit(ModeInfo *mi)
 322 {
 323         int status;
 324         glClearDepth(1.0);
 325         glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
 326
 327         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambient);
 328         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuse);
 329         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position0);
 330         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, ambient);
 331         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, diffuse);
 332         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, position1);
 333         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, lmodel_ambient);
 334         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, lmodel_twoside);
 335         glEnable(GL_LIGHTING);
 336         glEnable(GL_LIGHT0);
 337         glEnable(GL_LIGHT1);
 338         glEnable(GL_NORMALIZE);
 339         glFrontFace(GL_CCW);
 340         glCullFace(GL_BACK);
 341
 342         /* cage */
 343         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE, MaterialWhite);
 344         glShadeModel(GL_FLAT);
 345         glDisable(GL_DEPTH_TEST);
 346         glEnable(GL_TEXTURE_2D);
 347         glEnable(GL_CULL_FACE);
 348
 349         glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 350
 351         clear_gl_error();
 352         if (MI_IS_MONO(mi))
 353       status = 0;
 354     else
 355       status = gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D, 3,
 356                                  WoodTextureWidth, WoodTextureHeight,
 357                                  GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, WoodTextureData);
 358         if (status)
 359           {
 360                 const char *s = gluErrorString (status);
 361                 fprintf (stderr, "%s: error mipmapping texture: %s\n",
 362                                  progname, (s ? s : "(unknown)"));
 363                 exit (1);
 364           }
 365         check_gl_error("mipmapping");
 366
 367         glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 368         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
 369         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
 370         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
 371         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
 372
 373         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, front_shininess);
 374         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, front_specular);
 375 }
 376
 377 void
 378 release_cage(ModeInfo * mi)
 379 {
 380         if (cage != NULL) {
 381                 int screen;
 382
 383                 for (screen = 0; screen < MI_NUM_SCREENS(mi); screen++) {
 384                         cagestruct *cp = &cage[screen];
 385
 386                         if (cp->glx_context) {
 387                                 cp->glx_context = (GLXContext *) NULL;
 388                         }
 389                 }
 390                 (void) free((void *) cage);
 391                 cage = (cagestruct *) NULL;
 392         }
 393         FreeAllGL(mi);
 394 }
 395
 396 void
 397 init_cage(ModeInfo * mi)
 398 {
 399         cagestruct *cp;
 400
 401         if (cage == NULL) {
 402                 if ((cage = (cagestruct *) calloc(MI_NUM_SCREENS(mi),
 403                                                sizeof (cagestruct))) == NULL)
 404                         return;
 405         }
 406         cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 407
 408         cp->step = NRAND(90);
 409         if ((cp->glx_context = init_GL(mi)) != NULL) {
 410
 411                 reshape(mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 412                 glDrawBuffer(GL_BACK);
 413                 pinit(mi);
 414         } else {
 415                 MI_CLEARWINDOW(mi);
 416         }
 417 }
 418
 419 void
 420 draw_cage(ModeInfo * mi)
 421 {
 422         Display    *display = MI_DISPLAY(mi);
 423         Window      window = MI_WINDOW(mi);
 424         cagestruct *cp;
 425
 426         if (cage == NULL)
 427                 return;
 428         cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 429
 430         MI_IS_DRAWN(mi) = True;
 431         if (!cp->glx_context)
 432                 return;
 433
 434         glXMakeCurrent(display, window, *(cp->glx_context));
 435
 436         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 437
 438         glPushMatrix();
 439
 440         glTranslatef(0.0, 0.0, -10.0);
 441
 442         if (!MI_IS_ICONIC(mi)) {
 443                 glScalef(Scale4Window * cp->WindH / cp->WindW, Scale4Window, Scale4Window);
 444         } else {
 445                 glScalef(Scale4Iconic * cp->WindH / cp->WindW, Scale4Iconic, Scale4Iconic);
 446         }
 447
 448         /* cage */
 449         glRotatef(cp->step * 100, 0, 0, 1);
 450         glRotatef(25 + cos(cp->step * 5) * 6, 1, 0, 0);
 451         glRotatef(204.5 - sin(cp->step * 5) * 8, 0, 1, 0);
 452         if (!draw_impossiblecage(cp)) {
 453                 release_cage(mi);
 454                 return;
 455         }
 456
 457         glPopMatrix();
 458         if (MI_IS_FPS(mi)) do_fps (mi);
 459         glFlush();
 460
 461         glXSwapBuffers(display, window);
 462
 463         cp->step += 0.025;
 464 }
 465
 466 void
 467 change_cage(ModeInfo * mi)
 468 {
 469         cagestruct *cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 470
 471         if (!cp->glx_context)
 472                 return;
 473
 474         glXMakeCurrent(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), *(cp->glx_context));
 475         pinit(mi);
 476 }
 477
 478 #endif