git.hungrycats.org Git - xscreensaver/blob - hacks/glx/cityflow.c

   1 /* cityflow, Copyright (c) 2014 Jamie Zawinski <jwz@jwz.org>
   2  *
   3  * Permission to use, copy, modify, distribute, and sell this software and its
   4  * documentation for any purpose is hereby granted without fee, provided that
   5  * the above copyright notice appear in all copies and that both that
   6  * copyright notice and this permission notice appear in supporting
   7  * documentation.  No representations are made about the suitability of this
   8  * software for any purpose.  It is provided "as is" without express or
   9  * implied warranty.
  10  */
  11
  12 #define DEFAULTS        "*delay:        20000       \n" \
  13                         "*count:        800         \n" \
  14                         "*showFPS:      False       \n" \
  15                         "*wireframe:    False       \n" \
  16
  17 # define refresh_cube 0
  18 # define release_cube 0
  19 #undef countof
  20 #define countof(x) (sizeof((x))/sizeof((*x)))
  21
  22 #include "xlockmore.h"
  23 #include "colors.h"
  24 #include "gltrackball.h"
  25 #include <ctype.h>
  26
  27 #ifdef USE_GL /* whole file */
  28
  29
  30 #define DEF_SKEW        "12"
  31
  32 #define DEF_WAVES        "6"
  33 #define DEF_WAVE_SPEED   "25"
  34 #define DEF_WAVE_RADIUS  "256"
  35 static int texture_size = 512;
  36
  37 typedef struct {
  38   GLfloat x, y, z;
  39   GLfloat w, h, d;
  40   GLfloat cth, sth;
  41 } cube;
  42
  43 typedef struct {
  44   int x, y;
  45   double xth, yth;
  46 } wave_src;
  47
  48 typedef struct {
  49   int nwaves;
  50   int radius;
  51   int speed;
  52   wave_src *srcs;
  53   int *heights;
  54 } waves;
  55
  56
  57 typedef struct {
  58   GLXContext *glx_context;
  59   trackball_state *trackball;
  60   Bool button_down_p;
  61   GLuint cube_list;
  62   int cube_polys;
  63   int ncubes;
  64   cube *cubes;
  65   waves *waves;
  66   GLfloat min_x, max_x, min_y, max_y;
  67   int texture_width, texture_height;
  68   int ncolors;
  69   XColor *colors;
  70
  71 } cube_configuration;
  72
  73 static cube_configuration *ccs = NULL;
  74
  75 static int wave_count;
  76 static int wave_speed;
  77 static int wave_radius;
  78 static int skew;
  79
  80 static XrmOptionDescRec opts[] = {
  81   {"-waves",       ".waves",      XrmoptionSepArg, 0 },
  82   {"-wave-speed",  ".waveSpeed",  XrmoptionSepArg, 0 },
  83   {"-wave-radius", ".waveRadius", XrmoptionSepArg, 0 },
  84   {"-skew",        ".skew",       XrmoptionSepArg, 0 },
  85 };
  86
  87 static argtype vars[] = {
  88   {&wave_count, "waves",     "Waves",      DEF_WAVES, t_Int},
  89   {&wave_speed, "waveSpeed", "WaveSpeed",  DEF_WAVE_SPEED, t_Int},
  90   {&wave_radius,"waveRadius","WaveRadius", DEF_WAVE_RADIUS,t_Int},
  91   {&skew,       "skew",      "Skew",       DEF_SKEW,t_Int},
  92 };
  93
  94 ENTRYPOINT ModeSpecOpt cube_opts = {
  95   countof(opts), opts, countof(vars), vars, NULL};
  96
  97
  98 ENTRYPOINT void
  99 reshape_cube (ModeInfo *mi, int width, int height)
 100 {
 101   GLfloat h = (GLfloat) height / (GLfloat) width;
 102
 103   glViewport (0, 0, (GLint) width, (GLint) height);
 104
 105   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 106   glLoadIdentity();
 107
 108   /* For this one it's really important to minimize the distance between
 109      near and far. */
 110   gluPerspective (30, 1/h, 10, 50);
 111   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 112   glLoadIdentity();
 113   gluLookAt( 0.0, 0.0, 30.0,
 114              0.0, 0.0, 0.0,
 115              0.0, 1.0, 0.0);
 116
 117   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
 118 }
 119
 120
 121 static void
 122 reset_colors (ModeInfo *mi)
 123 {
 124   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 125   make_smooth_colormap (0, 0, 0,
 126                         cc->colors, &cc->ncolors,
 127                         False, 0, False);
 128   if (! MI_IS_WIREFRAME(mi))
 129     glClearColor (cc->colors[0].red   / 65536.0,
 130                   cc->colors[0].green / 65536.0,
 131                   cc->colors[0].blue  / 65536.0,
 132                   1);
 133 }
 134
 135
 136 static void
 137 tweak_cubes (ModeInfo *mi)
 138 {
 139   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 140   int i;
 141   for (i = 0; i < cc->ncubes; i++)
 142     {
 143       cube *cube = &cc->cubes[i];
 144       cube->x += (frand(2)-1)*0.01;
 145       cube->y += (frand(2)-1)*0.01;
 146       cube->z += (frand(2)-1)*0.01;
 147     }
 148 }
 149
 150
 151 ENTRYPOINT Bool
 152 cube_handle_event (ModeInfo *mi, XEvent *event)
 153 {
 154   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 155
 156   /* Neutralize any vertical motion */
 157   GLfloat rot = current_device_rotation();
 158   Bool rotp = ((rot >  45 && rot <  135) ||
 159                (rot < -45 && rot > -135));
 160
 161   if (event->xany.type == ButtonPress ||
 162       event->xany.type == ButtonRelease)
 163     {
 164       if (rotp)
 165         event->xbutton.x = MI_WIDTH(mi) / 2;
 166       else
 167         event->xbutton.y = MI_HEIGHT(mi) / 2;
 168     }
 169   else if (event->xany.type == MotionNotify)
 170     {
 171       if (rotp)
 172         event->xmotion.x = MI_WIDTH(mi) / 2;
 173       else
 174         event->xmotion.y = MI_HEIGHT(mi) / 2;
 175     }
 176
 177   if (gltrackball_event_handler (event, cc->trackball,
 178                                  MI_WIDTH (mi), MI_HEIGHT (mi),
 179                                  &cc->button_down_p))
 180     return True;
 181   else if (screenhack_event_helper (MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), event))
 182     {
 183       reset_colors (mi);
 184       tweak_cubes (mi);
 185       gltrackball_reset (cc->trackball);
 186       return True;
 187     }
 188
 189   return False;
 190 }
 191
 192
 193 /* Waves.
 194    Adapted from ../hacks/interference.c by Hannu Mallat.
 195  */
 196
 197 static void
 198 init_wave (ModeInfo *mi)
 199 {
 200   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 201   waves *ww;
 202   int i;
 203   cc->waves = ww = (waves *) calloc (sizeof(*cc->waves), 1);
 204   ww->nwaves = wave_count;
 205   ww->radius = wave_radius;
 206   ww->speed  = wave_speed;
 207   ww->heights = (int *) calloc (sizeof(*ww->heights), ww->radius);
 208   ww->srcs = (wave_src *) calloc (sizeof(*ww->srcs), ww->nwaves);
 209
 210   for (i = 0; i < ww->radius; i++)
 211     {
 212       float max = (cc->ncolors * (ww->radius - i) / (float) ww->radius);
 213       ww->heights[i] = ((max + max * cos(i / 50.0)) / 2.0);
 214     }
 215
 216   for (i = 0; i < ww->nwaves; i++)
 217     {
 218       ww->srcs[i].xth = frand(2.0) * M_PI;
 219       ww->srcs[i].yth = frand(2.0) * M_PI;
 220     }
 221
 222   cc->texture_width  = texture_size;
 223   cc->texture_height = texture_size;
 224 }
 225
 226
 227 static int
 228 interference_point (cube_configuration *cc, int x, int y)
 229 {
 230   /* Compute the effect of the waves on a pixel. */
 231
 232   waves *ww = cc->waves;
 233   int result = 0;
 234   int i;
 235   for (i = 0; i < ww->nwaves; i++)
 236     {
 237       int dx = x - ww->srcs[i].x;
 238       int dy = y - ww->srcs[i].y;
 239       int dist = sqrt (dx*dx + dy*dy);
 240       result += (dist >= ww->radius ? 0 : ww->heights[dist]);
 241     }
 242   result *= 0.4;
 243   if (result > 255) result = 255;
 244   return result;
 245 }
 246
 247
 248 static void
 249 interference (ModeInfo *mi)
 250 {
 251   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 252   waves *ww = cc->waves;
 253   int i;
 254
 255   /* Move the wave origins around
 256    */
 257   for (i = 0; i < ww->nwaves; i++)
 258     {
 259       ww->srcs[i].xth += (ww->speed / 1000.0);
 260       if (ww->srcs[i].xth > 2*M_PI)
 261         ww->srcs[i].xth -= 2*M_PI;
 262       ww->srcs[i].yth += (ww->speed / 1000.0);
 263       if (ww->srcs[i].yth > 2*M_PI)
 264         ww->srcs[i].yth -= 2*M_PI;
 265
 266       ww->srcs[i].x = (cc->texture_width/2 +
 267                        (cos (ww->srcs[i].xth) *
 268                         cc->texture_width / 2));
 269       ww->srcs[i].y = (cc->texture_height/2 +
 270                        (cos (ww->srcs[i].yth) *
 271                         cc->texture_height / 2));
 272     }
 273 }
 274
 275
 276 /* qsort comparator for sorting cubes by y position */
 277 static int
 278 cmp_cubes (const void *aa, const void *bb)
 279 {
 280   const cube *a = (cube *) aa;
 281   const cube *b = (cube *) bb;
 282   return ((int) (b->y * 10000) -
 283           (int) (a->y * 10000));
 284 }
 285
 286
 287 ENTRYPOINT void
 288 init_cube (ModeInfo *mi)
 289 {
 290   int i;
 291   cube_configuration *cc;
 292
 293   if (!ccs) {
 294     ccs = (cube_configuration *)
 295       calloc (MI_NUM_SCREENS(mi), sizeof (cube_configuration));
 296     if (!ccs) {
 297       fprintf(stderr, "%s: out of memory\n", progname);
 298       exit(1);
 299     }
 300   }
 301
 302   cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 303
 304   if ((cc->glx_context = init_GL(mi)) != NULL) {
 305     reshape_cube (mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 306   }
 307
 308   cc->trackball = gltrackball_init (True);
 309
 310   cc->ncolors = 256;
 311   cc->colors = (XColor *) calloc(cc->ncolors, sizeof(XColor));
 312
 313   reset_colors (mi);
 314   init_wave (mi);
 315
 316   cc->ncubes = MI_COUNT (mi);
 317
 318   if (cc->ncubes < 1) cc->ncubes = 1;
 319
 320   cc->cubes = (cube *) calloc (sizeof(cube), cc->ncubes);
 321   for (i = 0; i < cc->ncubes; i++)
 322     {
 323       /* Set the size to roughly cover a 2x2 square on average. */
 324       GLfloat scale = 1.8 / sqrt (cc->ncubes);
 325       cube *cube = &cc->cubes[i];
 326       cube->x = (frand(1)-0.5);
 327       cube->y = (frand(1)-0.5);
 328
 329       cube->z = frand(0.12);
 330       double th = -(skew ? frand(skew) : 0) * M_PI / 180;
 331       cube->cth = cos(th);
 332       cube->sth = sin(th);
 333
 334       cube->w = scale * (frand(1) + 0.2);
 335       cube->d = scale * (frand(1) + 0.2);
 336
 337       if (cube->x < cc->min_x) cc->min_x = cube->x;
 338       if (cube->y < cc->min_y) cc->min_y = cube->y;
 339       if (cube->x > cc->max_x) cc->max_x = cube->x;
 340       if (cube->y > cc->max_y) cc->max_y = cube->y;
 341     }
 342
 343   /* Sorting by depth improves frame rate slightly. With 6000 polygons we get:
 344      3.9 FPS unsorted;
 345      3.1 FPS back to front;
 346      4.3 FPS front to back.
 347    */
 348   qsort (cc->cubes, cc->ncubes, sizeof(*cc->cubes), cmp_cubes);
 349 }
 350
 351
 352 static void
 353 animate_cubes (ModeInfo *mi)
 354 {
 355   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 356   int i;
 357   for (i = 0; i < cc->ncubes; i++)
 358     {
 359       cube *cube = &cc->cubes[i];
 360       GLfloat fx = (cube->x - cc->min_x) / (cc->max_x - cc->min_x);
 361       GLfloat fy = (cube->y - cc->min_y) / (cc->max_y - cc->min_y);
 362       int x = (int) (cc->texture_width  * fx) % cc->texture_width;
 363       int y = (int) (cc->texture_height * fy) % cc->texture_height;
 364       unsigned char v = interference_point (cc, x, y);
 365       cube->h = cube->z + (v / 256.0 / 2.5) + 0.1;
 366     }
 367 }
 368
 369
 370 ENTRYPOINT void
 371 draw_cube (ModeInfo *mi)
 372 {
 373   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 374   int wire = MI_IS_WIREFRAME(mi);
 375   Display *dpy = MI_DISPLAY(mi);
 376   Window window = MI_WINDOW(mi);
 377   int i;
 378
 379   if (!cc->glx_context)
 380     return;
 381
 382   mi->polygon_count = 0;
 383   glXMakeCurrent(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), *(cc->glx_context));
 384
 385   interference (mi);
 386   animate_cubes (mi);
 387
 388   glShadeModel(GL_FLAT);
 389
 390   glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 391   glEnable(GL_NORMALIZE);
 392   glEnable(GL_CULL_FACE);
 393   /* glEnable (GL_POLYGON_OFFSET_FILL); */
 394
 395   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 396
 397   glPushMatrix ();
 398
 399   gltrackball_rotate (cc->trackball);
 400   glRotatef (-180, 1, 0, 0);
 401
 402   {
 403     GLfloat s = 15;
 404     glScalef (s, s, s);
 405   }
 406   glRotatef (-90, 1, 0, 0);
 407   glRotatef(current_device_rotation(), 0, 1, 0);
 408
 409   glTranslatef (-0.18, 0, -0.18);
 410   glRotatef (37, 1, 0, 0);
 411   glRotatef (20, 0, 0, 1);
 412
 413   glScalef (2.1, 2.1, 2.1);
 414
 415   /* Position lights after device rotation. */
 416   if (!wire)
 417     {
 418       static const GLfloat pos[4] = {0.0, 0.25, -1.0, 0.0};
 419       static const GLfloat amb[4] = {0.2, 0.2, 0.2, 1.0};
 420       static const GLfloat dif[4] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
 421
 422       glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, pos);
 423       glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT,  amb);
 424       glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE,  dif);
 425
 426       glEnable(GL_LIGHTING);
 427       glEnable(GL_LIGHT0);
 428       glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 429       glEnable(GL_CULL_FACE);
 430     }
 431
 432   glBegin (wire ? GL_LINES : GL_QUADS);
 433
 434   for (i = 0; i < cc->ncubes; i++)
 435     {
 436       cube *cube = &cc->cubes[i];
 437       GLfloat cth = cube->cth;
 438       GLfloat sth = cube->sth;
 439       GLfloat x =  cth*cube->x + sth*cube->y;
 440       GLfloat y = -sth*cube->x + cth*cube->y;
 441       GLfloat w = cube->w/2;
 442       GLfloat h = cube->h/2;
 443       GLfloat d = cube->d/2;
 444       GLfloat bottom = 5;
 445
 446       GLfloat xw =  cth*w, xd = sth*d;
 447       GLfloat yw = -sth*w, yd = cth*d;
 448
 449       GLfloat color[4];
 450       int c = cube->h * cc->ncolors * 0.7;
 451       c %= cc->ncolors;
 452
 453       color[0] = cc->colors[c].red   / 65536.0;
 454       color[1] = cc->colors[c].green / 65536.0;
 455       color[2] = cc->colors[c].blue  / 65536.0;
 456       color[3] = 1.0;
 457       glMaterialfv (GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, color);
 458
 459       /* Putting this in a display list makes no performance difference. */
 460
 461       if (! wire)
 462         {
 463           glNormal3f (0, 0, -1);                                /* top */
 464           glVertex3f (x+xw+xd, y+yw+yd, -h);
 465           glVertex3f (x+xw-xd, y+yw-yd, -h);
 466           glVertex3f (x-xw-xd, y-yw-yd, -h);
 467           glVertex3f (x-xw+xd, y-yw+yd, -h);
 468           mi->polygon_count++;
 469
 470           glNormal3f (sth, cth, 0);                             /* front */
 471           glVertex3f (x+xw+xd, y+yw+yd, bottom);
 472           glVertex3f (x+xw+xd, y+yw+yd, -h);
 473           glVertex3f (x-xw+xd, y-yw+yd, -h);
 474           glVertex3f (x-xw+xd, y-yw+yd, bottom);
 475           mi->polygon_count++;
 476
 477           glNormal3f (cth, -sth, 0);                            /* right */
 478           glVertex3f (x+xw-xd, y+yw-yd, -h);
 479           glVertex3f (x+xw+xd, y+yw+yd, -h);
 480           glVertex3f (x+xw+xd, y+yw+yd, bottom);
 481           glVertex3f (x+xw-xd, y+yw-yd, bottom);
 482           mi->polygon_count++;
 483
 484 # if 0    /* Omitting these makes no performance difference. */
 485
 486           glNormal3f (-cth, sth, 0);                    /* left */
 487           glVertex3f (x-xw+xd, y-yw+yd, -h);
 488           glVertex3f (x-xw-xd, y-yw-yd, -h);
 489           glVertex3f (x-xw-xd, y-yw-yd, bottom);
 490           glVertex3f (x-xw+xd, y-yw+yd, bottom);
 491           mi->polygon_count++;
 492
 493           glNormal3f (-sth, -cth, 0);                   /* back */
 494           glVertex3f (x-xw-xd, y-yw-yd, bottom);
 495           glVertex3f (x-xw-xd, y-yw-yd, -h);
 496           glVertex3f (x+xw-xd, y+yw-yd, -h);
 497           glVertex3f (x+xw-xd, y+yw-yd, bottom);
 498           mi->polygon_count++;
 499 # endif
 500         }
 501       else
 502         {
 503           glNormal3f (0, 0, -1);                                /* top */
 504           glVertex3f (x+xw+xd, y+yw+yd, -h);
 505           glVertex3f (x+xw-xd, y+yw-yd, -h);
 506
 507           glVertex3f (x+xw-xd, y+yw-yd, -h);
 508           glVertex3f (x-xw-xd, y-yw-yd, -h);
 509
 510           glVertex3f (x-xw-xd, y-yw-yd, -h);
 511           glVertex3f (x-xw+xd, y-yw+yd, -h);
 512
 513           glVertex3f (x-xw+xd, y-yw+yd, -h);
 514           glVertex3f (x+xw+xd, y+yw+yd, -h);
 515           mi->polygon_count++;
 516         }
 517     }
 518   glEnd();
 519
 520   glPolygonOffset (0, 0);
 521
 522 # if 0
 523   glDisable(GL_DEPTH_TEST);     /* Outline the playfield */
 524   glColor3f(1,1,1);
 525   glBegin(GL_LINE_LOOP);
 526   glVertex3f (-0.5, -0.5, 0);
 527   glVertex3f (-0.5,  0.5, 0);
 528   glVertex3f ( 0.5,  0.5, 0);
 529   glVertex3f ( 0.5, -0.5, 0);
 530   glEnd();
 531 # endif
 532
 533   glPopMatrix();
 534
 535   if (mi->fps_p) do_fps (mi);
 536   glFinish();
 537
 538   glXSwapBuffers(dpy, window);
 539 }
 540
 541
 542 XSCREENSAVER_MODULE_2 ("Cityflow", cityflow, cube)
 543
 544 #endif /* USE_GL */