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

   1 /* cubenetic, Copyright (c) 2002-2008 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:        5           \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 "rotator.h"
  25 #include "gltrackball.h"
  26 #include <ctype.h>
  27
  28 #ifdef USE_GL /* whole file */
  29
  30
  31 #define DEF_SPIN        "XYZ"
  32 #define DEF_WANDER      "True"
  33 #define DEF_TEXTURE     "True"
  34
  35 #define DEF_WAVE_COUNT  "3"
  36 #define DEF_WAVE_SPEED  "80"
  37 #define DEF_WAVE_RADIUS "512"
  38
  39 typedef struct {
  40   int color;
  41   GLfloat x, y, z;
  42   GLfloat w, h, d;
  43   int frame;
  44   GLfloat dx, dy, dz;
  45   GLfloat dw, dh, dd;
  46 } cube;
  47
  48 typedef struct {
  49   int x, y;
  50   double xth, yth;
  51 } wave_src;
  52
  53 typedef struct {
  54   int nwaves;
  55   int radius;
  56   int speed;
  57   wave_src *srcs;
  58   int *heights;
  59 } waves;
  60
  61
  62 typedef struct {
  63   GLXContext *glx_context;
  64   rotator *rot;
  65   trackball_state *trackball;
  66   Bool button_down_p;
  67
  68   GLuint cube_list;
  69   GLuint texture_id;
  70   int ncubes;
  71   cube *cubes;
  72   waves *waves;
  73
  74   int texture_width, texture_height;
  75   unsigned char *texture;
  76
  77   int ncolors;
  78   XColor *cube_colors;
  79   XColor *texture_colors;
  80
  81 } cube_configuration;
  82
  83 static cube_configuration *ccs = NULL;
  84
  85 static char *do_spin;
  86 static Bool do_wander;
  87 static Bool do_texture;
  88
  89 static int wave_count;
  90 static int wave_speed;
  91 static int wave_radius;
  92 static int texture_size = 256;
  93
  94 static XrmOptionDescRec opts[] = {
  95   { "-spin",   ".spin",   XrmoptionSepArg, 0 },
  96   { "+spin",   ".spin",   XrmoptionNoArg, "" },
  97   { "-wander", ".wander", XrmoptionNoArg, "True" },
  98   { "+wander", ".wander", XrmoptionNoArg, "False" },
  99   {"-texture", ".texture", XrmoptionNoArg, "true" },
 100   {"+texture", ".texture", XrmoptionNoArg, "false" },
 101   {"-waves",       ".waves",      XrmoptionSepArg, 0 },
 102   {"-wave-speed",  ".waveSpeed",  XrmoptionSepArg, 0 },
 103   {"-wave-radius", ".waveRadius", XrmoptionSepArg, 0 },
 104 };
 105
 106 static argtype vars[] = {
 107   {&do_spin,   "spin",   "Spin",   DEF_SPIN,   t_String},
 108   {&do_wander, "wander", "Wander", DEF_WANDER, t_Bool},
 109   {&do_texture, "texture", "Texture", DEF_TEXTURE, t_Bool},
 110   {&wave_count, "waves",     "Waves",      DEF_WAVE_COUNT, t_Int},
 111   {&wave_speed, "waveSpeed", "WaveSpeed",  DEF_WAVE_SPEED, t_Int},
 112   {&wave_radius,"waveRadius","WaveRadius", DEF_WAVE_RADIUS,t_Int},
 113 };
 114
 115 ENTRYPOINT ModeSpecOpt cube_opts = {countof(opts), opts, countof(vars), vars, NULL};
 116
 117
 118 static void
 119 unit_cube (Bool wire)
 120 {
 121   glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);     /* front */
 122   glNormal3f (0, 0, 1);
 123   glTexCoord2f(1, 0); glVertex3f ( 0.5, -0.5,  0.5);
 124   glTexCoord2f(0, 0); glVertex3f ( 0.5,  0.5,  0.5);
 125   glTexCoord2f(0, 1); glVertex3f (-0.5,  0.5,  0.5);
 126   glTexCoord2f(1, 1); glVertex3f (-0.5, -0.5,  0.5);
 127   glEnd();
 128
 129   glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);     /* back */
 130   glNormal3f (0, 0, -1);
 131   glTexCoord2f(0, 0); glVertex3f (-0.5, -0.5, -0.5);
 132   glTexCoord2f(0, 1); glVertex3f (-0.5,  0.5, -0.5);
 133   glTexCoord2f(1, 1); glVertex3f ( 0.5,  0.5, -0.5);
 134   glTexCoord2f(1, 0); glVertex3f ( 0.5, -0.5, -0.5);
 135   glEnd();
 136
 137   glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);     /* left */
 138   glNormal3f (-1, 0, 0);
 139   glTexCoord2f(1, 1); glVertex3f (-0.5,  0.5,  0.5);
 140   glTexCoord2f(1, 0); glVertex3f (-0.5,  0.5, -0.5);
 141   glTexCoord2f(0, 0); glVertex3f (-0.5, -0.5, -0.5);
 142   glTexCoord2f(0, 1); glVertex3f (-0.5, -0.5,  0.5);
 143   glEnd();
 144
 145   glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);     /* right */
 146   glNormal3f (1, 0, 0);
 147   glTexCoord2f(1, 1); glVertex3f ( 0.5, -0.5, -0.5);
 148   glTexCoord2f(1, 0); glVertex3f ( 0.5,  0.5, -0.5);
 149   glTexCoord2f(0, 0); glVertex3f ( 0.5,  0.5,  0.5);
 150   glTexCoord2f(0, 1); glVertex3f ( 0.5, -0.5,  0.5);
 151   glEnd();
 152
 153   if (wire) return;
 154
 155   glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);     /* top */
 156   glNormal3f (0, 1, 0);
 157   glTexCoord2f(0, 0); glVertex3f ( 0.5,  0.5,  0.5);
 158   glTexCoord2f(0, 1); glVertex3f ( 0.5,  0.5, -0.5);
 159   glTexCoord2f(1, 1); glVertex3f (-0.5,  0.5, -0.5);
 160   glTexCoord2f(1, 0); glVertex3f (-0.5,  0.5,  0.5);
 161   glEnd();
 162
 163   glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);     /* bottom */
 164   glNormal3f (0, -1, 0);
 165   glTexCoord2f(1, 0); glVertex3f (-0.5, -0.5,  0.5);
 166   glTexCoord2f(0, 0); glVertex3f (-0.5, -0.5, -0.5);
 167   glTexCoord2f(0, 1); glVertex3f ( 0.5, -0.5, -0.5);
 168   glTexCoord2f(1, 1); glVertex3f ( 0.5, -0.5,  0.5);
 169   glEnd();
 170 }
 171
 172
 173
 174 /* Window management, etc
 175  */
 176 ENTRYPOINT void
 177 reshape_cube (ModeInfo *mi, int width, int height)
 178 {
 179   GLfloat h = (GLfloat) height / (GLfloat) width;
 180
 181   glViewport (0, 0, (GLint) width, (GLint) height);
 182
 183   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 184   glLoadIdentity();
 185
 186   gluPerspective (30.0, 1/h, 1.0, 100.0);
 187   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 188   glLoadIdentity();
 189   gluLookAt( 0.0, 0.0, 30.0,
 190              0.0, 0.0, 0.0,
 191              0.0, 1.0, 0.0);
 192
 193   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
 194 }
 195
 196
 197 \f
 198 /* Waves.
 199    Adapted from ../hacks/interference.c by Hannu Mallat.
 200  */
 201
 202 static void
 203 init_wave (ModeInfo *mi)
 204 {
 205   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 206   waves *ww;
 207   int i;
 208   cc->waves = ww = (waves *) calloc (sizeof(*cc->waves), 1);
 209   ww->nwaves = wave_count;
 210   ww->radius = wave_radius;
 211   ww->speed  = wave_speed;
 212   ww->heights = (int *) calloc (sizeof(*ww->heights), ww->radius);
 213   ww->srcs = (wave_src *) calloc (sizeof(*ww->srcs), ww->nwaves);
 214
 215   for (i = 0; i < ww->radius; i++)
 216     {
 217       float max = (cc->ncolors * (ww->radius - i) / (float) ww->radius);
 218       ww->heights[i] = ((max + max * cos(i / 50.0)) / 2.0);
 219     }
 220
 221   for (i = 0; i < ww->nwaves; i++)
 222     {
 223       ww->srcs[i].xth = frand(2.0) * M_PI;
 224       ww->srcs[i].yth = frand(2.0) * M_PI;
 225     }
 226 }
 227
 228 static void
 229 interference (ModeInfo *mi)
 230 {
 231   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 232   waves *ww = cc->waves;
 233   int x, y, i;
 234
 235   /* Move the wave origins around
 236    */
 237   for (i = 0; i < ww->nwaves; i++)
 238     {
 239       ww->srcs[i].xth += (ww->speed / 1000.0);
 240       if (ww->srcs[i].xth > 2*M_PI)
 241         ww->srcs[i].xth -= 2*M_PI;
 242       ww->srcs[i].yth += (ww->speed / 1000.0);
 243       if (ww->srcs[i].yth > 2*M_PI)
 244         ww->srcs[i].yth -= 2*M_PI;
 245
 246       ww->srcs[i].x = (cc->texture_width/2 +
 247                        (cos (ww->srcs[i].xth) *
 248                         cc->texture_width / 2));
 249       ww->srcs[i].y = (cc->texture_height/2 +
 250                        (cos (ww->srcs[i].yth) *
 251                         cc->texture_height / 2));
 252     }
 253
 254   /* Compute the effect of the waves on each pixel,
 255      and generate the output map.
 256    */
 257   for (y = 0; y < cc->texture_height; y++)
 258     for (x = 0; x < cc->texture_width; x++)
 259       {
 260         int result = 0;
 261         unsigned char *o;
 262         for (i = 0; i < ww->nwaves; i++)
 263           {
 264             int dx = x - ww->srcs[i].x;
 265             int dy = y - ww->srcs[i].y;
 266             int dist = sqrt (dx*dx + dy*dy);
 267             result += (dist > ww->radius ? 0 : ww->heights[dist]);
 268           }
 269         result %= cc->ncolors;
 270
 271         o = cc->texture + (((y * cc->texture_width) + x) << 2);
 272         o[0] = (cc->texture_colors[result].red   >> 8);
 273         o[1] = (cc->texture_colors[result].green >> 8);
 274         o[2] = (cc->texture_colors[result].blue  >> 8);
 275      /* o[3] = 0xFF; */
 276       }
 277 }
 278
 279 \f
 280 /* Textures
 281  */
 282
 283 static void
 284 init_texture (ModeInfo *mi)
 285 {
 286   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 287   int i;
 288
 289   glEnable(GL_TEXTURE_2D);
 290
 291   clear_gl_error();
 292   glPixelStorei (GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 293   glGenTextures (1, &cc->texture_id);
 294   glBindTexture (GL_TEXTURE_2D, cc->texture_id);
 295   check_gl_error("texture binding");
 296
 297   glTexParameteri (GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
 298   glTexParameteri (GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
 299   glTexParameteri (GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
 300   glTexParameteri (GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
 301   glTexGeni (GL_S, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_OBJECT_LINEAR);
 302   glTexGeni (GL_T, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_OBJECT_LINEAR);
 303   glTexEnvf (GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 304   check_gl_error("texture initialization");
 305
 306   cc->texture_width  = texture_size;
 307   cc->texture_height = texture_size;
 308
 309   i = texture_size * texture_size * 4;
 310   cc->texture = (unsigned char *) malloc (i);
 311   memset (cc->texture, 0xFF, i);
 312 }
 313
 314
 315 static void
 316 shuffle_texture (ModeInfo *mi)
 317 {
 318   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 319   interference (mi);
 320   clear_gl_error();
 321   glTexImage2D (GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA,
 322                 cc->texture_width, cc->texture_height, 0,
 323                 GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE,
 324                 cc->texture);
 325   check_gl_error("texture");
 326 }
 327
 328
 329 ENTRYPOINT Bool
 330 cube_handle_event (ModeInfo *mi, XEvent *event)
 331 {
 332   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 333
 334   if (event->xany.type == ButtonPress &&
 335       event->xbutton.button == Button1)
 336     {
 337       cc->button_down_p = True;
 338       gltrackball_start (cc->trackball,
 339                          event->xbutton.x, event->xbutton.y,
 340                          MI_WIDTH (mi), MI_HEIGHT (mi));
 341       return True;
 342     }
 343   else if (event->xany.type == ButtonRelease &&
 344            event->xbutton.button == Button1)
 345     {
 346       cc->button_down_p = False;
 347       return True;
 348     }
 349   else if (event->xany.type == ButtonPress &&
 350            (event->xbutton.button == Button4 ||
 351             event->xbutton.button == Button5 ||
 352             event->xbutton.button == Button6 ||
 353             event->xbutton.button == Button7))
 354     {
 355       gltrackball_mousewheel (cc->trackball, event->xbutton.button, 10,
 356                               !!event->xbutton.state);
 357       return True;
 358     }
 359   else if (event->xany.type == MotionNotify &&
 360            cc->button_down_p)
 361     {
 362       gltrackball_track (cc->trackball,
 363                          event->xmotion.x, event->xmotion.y,
 364                          MI_WIDTH (mi), MI_HEIGHT (mi));
 365       return True;
 366     }
 367
 368   return False;
 369 }
 370
 371
 372 ENTRYPOINT void
 373 init_cube (ModeInfo *mi)
 374 {
 375   int i;
 376   cube_configuration *cc;
 377   int wire = MI_IS_WIREFRAME(mi);
 378
 379   if (!ccs) {
 380     ccs = (cube_configuration *)
 381       calloc (MI_NUM_SCREENS(mi), sizeof (cube_configuration));
 382     if (!ccs) {
 383       fprintf(stderr, "%s: out of memory\n", progname);
 384       exit(1);
 385     }
 386   }
 387
 388   cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 389
 390   if ((cc->glx_context = init_GL(mi)) != NULL) {
 391     reshape_cube (mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 392   }
 393
 394   if (!wire)
 395     {
 396       static const GLfloat pos[4] = {1.0, 0.5, 1.0, 0.0};
 397       static const GLfloat amb[4] = {0.2, 0.2, 0.2, 1.0};
 398       static const GLfloat dif[4] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
 399
 400       glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, pos);
 401       glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT,  amb);
 402       glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE,  dif);
 403
 404       glEnable(GL_LIGHTING);
 405       glEnable(GL_LIGHT0);
 406       glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 407       glEnable(GL_CULL_FACE);
 408     }
 409
 410
 411   {
 412     Bool spinx=False, spiny=False, spinz=False;
 413     double spin_speed   = 1.0;
 414     double wander_speed = 0.05;
 415
 416     char *s = do_spin;
 417     while (*s)
 418       {
 419         if      (*s == 'x' || *s == 'X') spinx = True;
 420         else if (*s == 'y' || *s == 'Y') spiny = True;
 421         else if (*s == 'z' || *s == 'Z') spinz = True;
 422         else if (*s == '0') ;
 423         else
 424           {
 425             fprintf (stderr,
 426          "%s: spin must contain only the characters X, Y, or Z (not \"%s\")\n",
 427                      progname, do_spin);
 428             exit (1);
 429           }
 430         s++;
 431       }
 432
 433     cc->rot = make_rotator (spinx ? spin_speed : 0,
 434                             spiny ? spin_speed : 0,
 435                             spinz ? spin_speed : 0,
 436                             1.0,
 437                             do_wander ? wander_speed : 0,
 438                             (spinx && spiny && spinz));
 439     cc->trackball = gltrackball_init ();
 440   }
 441
 442   cc->ncolors = 256;
 443   cc->texture_colors = (XColor *) calloc(cc->ncolors, sizeof(XColor));
 444   cc->cube_colors    = (XColor *) calloc(cc->ncolors, sizeof(XColor));
 445
 446   {
 447     double H[3], S[3], V[3];
 448     int shift = 60;
 449     H[0] = frand(360.0);
 450     H[1] = ((H[0] + shift) < 360) ? (H[0]+shift) : (H[0] + shift - 360);
 451     H[2] = ((H[1] + shift) < 360) ? (H[1]+shift) : (H[1] + shift - 360);
 452     S[0] = S[1] = S[2] = 1.0;
 453     V[0] = V[1] = V[2] = 1.0;
 454     make_color_loop(0, 0,
 455                     H[0], S[0], V[0],
 456                     H[1], S[1], V[1],
 457                     H[2], S[2], V[2],
 458                     cc->texture_colors, &cc->ncolors,
 459                     False, False);
 460
 461     make_smooth_colormap (0, 0, 0,
 462                           cc->cube_colors, &cc->ncolors,
 463                           False, 0, False);
 464   }
 465
 466   cc->ncubes = MI_COUNT (mi);
 467   cc->cubes = (cube *) calloc (sizeof(cube), cc->ncubes);
 468   for (i = 0; i < cc->ncubes; i++)
 469     {
 470       cube *cube = &cc->cubes[i];
 471       cube->color = random() % cc->ncolors;
 472       cube->w = 1.0;
 473       cube->h = 1.0;
 474       cube->d = 1.0;
 475       cube->dx = frand(0.1);
 476       cube->dy = frand(0.1);
 477       cube->dz = frand(0.1);
 478       cube->dw = frand(0.1);
 479       cube->dh = frand(0.1);
 480       cube->dd = frand(0.1);
 481     }
 482
 483   if (wire)
 484     do_texture = False;
 485
 486   if (do_texture)
 487     {
 488       init_texture (mi);
 489       init_wave (mi);
 490       shuffle_texture (mi);
 491     }
 492
 493   cc->cube_list = glGenLists (1);
 494   glNewList (cc->cube_list, GL_COMPILE);
 495   unit_cube (wire);
 496   glEndList ();
 497 }
 498
 499
 500 static void
 501 shuffle_cubes (ModeInfo *mi)
 502 {
 503   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 504   int i;
 505   for (i = 0; i < cc->ncubes; i++)
 506     {
 507 #     define SINOID(SCALE,FRAME,SIZE) \
 508         ((((1 + sin((FRAME * (SCALE)) / 2 * M_PI)) / 2.0) * (SIZE)) - (SIZE)/2)
 509
 510       cube *cube = &cc->cubes[i];
 511       cube->x = SINOID(cube->dx, cube->frame, 0.5);
 512       cube->y = SINOID(cube->dy, cube->frame, 0.5);
 513       cube->z = SINOID(cube->dz, cube->frame, 0.5);
 514       cube->w = SINOID(cube->dw, cube->frame, 0.9) + 1.0;
 515       cube->h = SINOID(cube->dh, cube->frame, 0.9) + 1.0;
 516       cube->d = SINOID(cube->dd, cube->frame, 0.9) + 1.0;
 517       cube->frame++;
 518 #     undef SINOID
 519     }
 520 }
 521
 522
 523 ENTRYPOINT void
 524 draw_cube (ModeInfo *mi)
 525 {
 526   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 527   Display *dpy = MI_DISPLAY(mi);
 528   Window window = MI_WINDOW(mi);
 529   int i;
 530
 531   if (!cc->glx_context)
 532     return;
 533
 534   glXMakeCurrent(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), *(cc->glx_context));
 535
 536   glShadeModel(GL_FLAT);
 537
 538   glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 539   glEnable(GL_NORMALIZE);
 540   glEnable(GL_CULL_FACE);
 541
 542   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 543
 544   glPushMatrix ();
 545
 546   glScalef(1.1, 1.1, 1.1);
 547
 548   {
 549     double x, y, z;
 550     get_position (cc->rot, &x, &y, &z, !cc->button_down_p);
 551     glTranslatef((x - 0.5) * 8,
 552                  (y - 0.5) * 6,
 553                  (z - 0.5) * 15);
 554
 555     gltrackball_rotate (cc->trackball);
 556
 557     get_rotation (cc->rot, &x, &y, &z, !cc->button_down_p);
 558     glRotatef (x * 360, 1.0, 0.0, 0.0);
 559     glRotatef (y * 360, 0.0, 1.0, 0.0);
 560     glRotatef (z * 360, 0.0, 0.0, 1.0);
 561   }
 562
 563   glScalef (2.5, 2.5, 2.5);
 564
 565   for (i = 0; i < cc->ncubes; i++)
 566     {
 567       cube *cube = &cc->cubes[i];
 568       GLfloat color[4];
 569       color[0] = cc->cube_colors[cube->color].red   / 65536.0;
 570       color[1] = cc->cube_colors[cube->color].green / 65536.0;
 571       color[2] = cc->cube_colors[cube->color].blue  / 65536.0;
 572       color[3] = 1.0;
 573       cube->color++;
 574       if (cube->color >= cc->ncolors) cube->color = 0;
 575
 576       glPushMatrix ();
 577       glTranslatef (cube->x, cube->y, cube->z);
 578       glScalef (cube->w, cube->h, cube->d);
 579       glMaterialfv (GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, color);
 580       glCallList (cc->cube_list);
 581       glPopMatrix ();
 582     }
 583
 584   shuffle_cubes (mi);
 585   if (do_texture)
 586     shuffle_texture (mi);
 587
 588   glPopMatrix();
 589
 590   if (mi->fps_p) do_fps (mi);
 591   glFinish();
 592
 593   glXSwapBuffers(dpy, window);
 594 }
 595
 596 XSCREENSAVER_MODULE_2 ("Cubenetic", cubenetic, cube)
 597
 598 #endif /* USE_GL */