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

   1 /* cubenetic, Copyright (c) 2002-2014 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:        5           \n" \
  14                         "*showFPS:      False       \n" \
  15                         "*wireframe:    False       \n" \
  16                         "*suppressRotationAnimation: True\n" \
  17
  18 # define refresh_cube 0
  19 # define release_cube 0
  20 #undef countof
  21 #define countof(x) (sizeof((x))/sizeof((*x)))
  22
  23 #include "xlockmore.h"
  24 #include "colors.h"
  25 #include "rotator.h"
  26 #include "gltrackball.h"
  27 #include <ctype.h>
  28
  29 #ifdef USE_GL /* whole file */
  30
  31
  32 #define DEF_SPIN        "XYZ"
  33 #define DEF_WANDER      "True"
  34 #define DEF_TEXTURE     "True"
  35
  36 #define DEF_WAVES       "3"
  37 #define DEF_WAVE_SPEED  "80"
  38 #define DEF_WAVE_RADIUS "512"
  39
  40 typedef struct {
  41   int color;
  42   GLfloat x, y, z;
  43   GLfloat w, h, d;
  44   int frame;
  45   GLfloat dx, dy, dz;
  46   GLfloat dw, dh, dd;
  47 } cube;
  48
  49 typedef struct {
  50   int x, y;
  51   double xth, yth;
  52 } wave_src;
  53
  54 typedef struct {
  55   int nwaves;
  56   int radius;
  57   int speed;
  58   wave_src *srcs;
  59   int *heights;
  60 } waves;
  61
  62
  63 typedef struct {
  64   GLXContext *glx_context;
  65   rotator *rot;
  66   trackball_state *trackball;
  67   Bool button_down_p;
  68
  69   GLuint cube_list;
  70   GLuint texture_id;
  71   int cube_polys;
  72   int ncubes;
  73   cube *cubes;
  74   waves *waves;
  75
  76   int texture_width, texture_height;
  77   unsigned char *texture;
  78
  79   int ncolors;
  80   XColor *cube_colors;
  81   XColor *texture_colors;
  82
  83 } cube_configuration;
  84
  85 static cube_configuration *ccs = NULL;
  86
  87 static char *do_spin;
  88 static Bool do_wander;
  89 static Bool do_texture;
  90
  91 static int wave_count;
  92 static int wave_speed;
  93 static int wave_radius;
  94 static int texture_size = 256;
  95
  96 static XrmOptionDescRec opts[] = {
  97   { "-spin",   ".spin",   XrmoptionSepArg, 0 },
  98   { "+spin",   ".spin",   XrmoptionNoArg, "" },
  99   { "-wander", ".wander", XrmoptionNoArg, "True" },
 100   { "+wander", ".wander", XrmoptionNoArg, "False" },
 101   {"-texture", ".texture", XrmoptionNoArg, "true" },
 102   {"+texture", ".texture", XrmoptionNoArg, "false" },
 103   {"-waves",       ".waves",      XrmoptionSepArg, 0 },
 104   {"-wave-speed",  ".waveSpeed",  XrmoptionSepArg, 0 },
 105   {"-wave-radius", ".waveRadius", XrmoptionSepArg, 0 },
 106 };
 107
 108 static argtype vars[] = {
 109   {&do_spin,   "spin",   "Spin",   DEF_SPIN,   t_String},
 110   {&do_wander, "wander", "Wander", DEF_WANDER, t_Bool},
 111   {&do_texture, "texture", "Texture", DEF_TEXTURE, t_Bool},
 112   {&wave_count, "waves",     "Waves",      DEF_WAVES, t_Int},
 113   {&wave_speed, "waveSpeed", "WaveSpeed",  DEF_WAVE_SPEED, t_Int},
 114   {&wave_radius,"waveRadius","WaveRadius", DEF_WAVE_RADIUS,t_Int},
 115 };
 116
 117 ENTRYPOINT ModeSpecOpt cube_opts = {countof(opts), opts, countof(vars), vars, NULL};
 118
 119
 120 static int
 121 unit_cube (Bool wire)
 122 {
 123   int polys = 0;
 124   glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);     /* front */
 125   glNormal3f (0, 0, 1);
 126   glTexCoord2f(1, 0); glVertex3f ( 0.5, -0.5,  0.5);
 127   glTexCoord2f(0, 0); glVertex3f ( 0.5,  0.5,  0.5);
 128   glTexCoord2f(0, 1); glVertex3f (-0.5,  0.5,  0.5);
 129   glTexCoord2f(1, 1); glVertex3f (-0.5, -0.5,  0.5);
 130   polys++;
 131   glEnd();
 132
 133   glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);     /* back */
 134   glNormal3f (0, 0, -1);
 135   glTexCoord2f(0, 0); glVertex3f (-0.5, -0.5, -0.5);
 136   glTexCoord2f(0, 1); glVertex3f (-0.5,  0.5, -0.5);
 137   glTexCoord2f(1, 1); glVertex3f ( 0.5,  0.5, -0.5);
 138   glTexCoord2f(1, 0); glVertex3f ( 0.5, -0.5, -0.5);
 139   polys++;
 140   glEnd();
 141
 142   glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);     /* left */
 143   glNormal3f (-1, 0, 0);
 144   glTexCoord2f(1, 1); glVertex3f (-0.5,  0.5,  0.5);
 145   glTexCoord2f(1, 0); glVertex3f (-0.5,  0.5, -0.5);
 146   glTexCoord2f(0, 0); glVertex3f (-0.5, -0.5, -0.5);
 147   glTexCoord2f(0, 1); glVertex3f (-0.5, -0.5,  0.5);
 148   polys++;
 149   glEnd();
 150
 151   glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);     /* right */
 152   glNormal3f (1, 0, 0);
 153   glTexCoord2f(1, 1); glVertex3f ( 0.5, -0.5, -0.5);
 154   glTexCoord2f(1, 0); glVertex3f ( 0.5,  0.5, -0.5);
 155   glTexCoord2f(0, 0); glVertex3f ( 0.5,  0.5,  0.5);
 156   glTexCoord2f(0, 1); glVertex3f ( 0.5, -0.5,  0.5);
 157   polys++;
 158   glEnd();
 159
 160   if (wire) return polys;
 161
 162   glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);     /* top */
 163   glNormal3f (0, 1, 0);
 164   glTexCoord2f(0, 0); glVertex3f ( 0.5,  0.5,  0.5);
 165   glTexCoord2f(0, 1); glVertex3f ( 0.5,  0.5, -0.5);
 166   glTexCoord2f(1, 1); glVertex3f (-0.5,  0.5, -0.5);
 167   glTexCoord2f(1, 0); glVertex3f (-0.5,  0.5,  0.5);
 168   polys++;
 169   glEnd();
 170
 171   glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);     /* bottom */
 172   glNormal3f (0, -1, 0);
 173   glTexCoord2f(1, 0); glVertex3f (-0.5, -0.5,  0.5);
 174   glTexCoord2f(0, 0); glVertex3f (-0.5, -0.5, -0.5);
 175   glTexCoord2f(0, 1); glVertex3f ( 0.5, -0.5, -0.5);
 176   glTexCoord2f(1, 1); glVertex3f ( 0.5, -0.5,  0.5);
 177   polys++;
 178   glEnd();
 179   return polys;
 180 }
 181
 182
 183
 184 /* Window management, etc
 185  */
 186 ENTRYPOINT void
 187 reshape_cube (ModeInfo *mi, int width, int height)
 188 {
 189   GLfloat h = (GLfloat) height / (GLfloat) width;
 190
 191   glViewport (0, 0, (GLint) width, (GLint) height);
 192
 193   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 194   glLoadIdentity();
 195
 196   gluPerspective (30.0, 1/h, 1.0, 100.0);
 197   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 198   glLoadIdentity();
 199   gluLookAt( 0.0, 0.0, 30.0,
 200              0.0, 0.0, 0.0,
 201              0.0, 1.0, 0.0);
 202
 203 # ifdef HAVE_MOBILE     /* Keep it the same relative size when rotated. */
 204   {
 205     int o = (int) current_device_rotation();
 206     if (o != 0 && o != 180 && o != -180)
 207       glScalef (1/h, 1/h, 1/h);
 208   }
 209 # endif
 210
 211   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
 212 }
 213
 214
 215 \f
 216 /* Waves.
 217    Adapted from ../hacks/interference.c by Hannu Mallat.
 218  */
 219
 220 static void
 221 init_wave (ModeInfo *mi)
 222 {
 223   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 224   waves *ww;
 225   int i;
 226   cc->waves = ww = (waves *) calloc (sizeof(*cc->waves), 1);
 227   ww->nwaves = wave_count;
 228   ww->radius = wave_radius;
 229   ww->speed  = wave_speed;
 230   ww->heights = (int *) calloc (sizeof(*ww->heights), ww->radius);
 231   ww->srcs = (wave_src *) calloc (sizeof(*ww->srcs), ww->nwaves);
 232
 233   for (i = 0; i < ww->radius; i++)
 234     {
 235       float max = (cc->ncolors * (ww->radius - i) / (float) ww->radius);
 236       ww->heights[i] = ((max + max * cos(i / 50.0)) / 2.0);
 237     }
 238
 239   for (i = 0; i < ww->nwaves; i++)
 240     {
 241       ww->srcs[i].xth = frand(2.0) * M_PI;
 242       ww->srcs[i].yth = frand(2.0) * M_PI;
 243     }
 244 }
 245
 246 static void
 247 interference (ModeInfo *mi)
 248 {
 249   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 250   waves *ww = cc->waves;
 251   int x, y, i;
 252
 253   /* Move the wave origins around
 254    */
 255   for (i = 0; i < ww->nwaves; i++)
 256     {
 257       ww->srcs[i].xth += (ww->speed / 1000.0);
 258       if (ww->srcs[i].xth > 2*M_PI)
 259         ww->srcs[i].xth -= 2*M_PI;
 260       ww->srcs[i].yth += (ww->speed / 1000.0);
 261       if (ww->srcs[i].yth > 2*M_PI)
 262         ww->srcs[i].yth -= 2*M_PI;
 263
 264       ww->srcs[i].x = (cc->texture_width/2 +
 265                        (cos (ww->srcs[i].xth) *
 266                         cc->texture_width / 2));
 267       ww->srcs[i].y = (cc->texture_height/2 +
 268                        (cos (ww->srcs[i].yth) *
 269                         cc->texture_height / 2));
 270     }
 271
 272   /* Compute the effect of the waves on each pixel,
 273      and generate the output map.
 274    */
 275   for (y = 0; y < cc->texture_height; y++)
 276     for (x = 0; x < cc->texture_width; x++)
 277       {
 278         int result = 0;
 279         unsigned char *o;
 280         for (i = 0; i < ww->nwaves; i++)
 281           {
 282             int dx = x - ww->srcs[i].x;
 283             int dy = y - ww->srcs[i].y;
 284             int dist = sqrt (dx*dx + dy*dy);
 285             result += (dist > ww->radius ? 0 : ww->heights[dist]);
 286           }
 287         result %= cc->ncolors;
 288
 289         o = cc->texture + (((y * cc->texture_width) + x) << 2);
 290         o[0] = (cc->texture_colors[result].red   >> 8);
 291         o[1] = (cc->texture_colors[result].green >> 8);
 292         o[2] = (cc->texture_colors[result].blue  >> 8);
 293      /* o[3] = 0xFF; */
 294       }
 295 }
 296
 297 \f
 298 /* Textures
 299  */
 300
 301 static void
 302 init_texture (ModeInfo *mi)
 303 {
 304   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 305   int i;
 306
 307   glEnable(GL_TEXTURE_2D);
 308
 309   clear_gl_error();
 310   glPixelStorei (GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 311   glGenTextures (1, &cc->texture_id);
 312   glBindTexture (GL_TEXTURE_2D, cc->texture_id);
 313   check_gl_error("texture binding");
 314
 315   glTexParameteri (GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
 316   glTexParameteri (GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
 317   glTexParameteri (GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
 318   glTexParameteri (GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
 319   glTexEnvf (GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 320   check_gl_error("texture initialization");
 321
 322   cc->texture_width  = texture_size;
 323   cc->texture_height = texture_size;
 324
 325   i = texture_size * texture_size * 4;
 326   cc->texture = (unsigned char *) malloc (i);
 327   memset (cc->texture, 0xFF, i);
 328 }
 329
 330
 331 static void
 332 shuffle_texture (ModeInfo *mi)
 333 {
 334   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 335   interference (mi);
 336   clear_gl_error();
 337   glTexImage2D (GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA,
 338                 cc->texture_width, cc->texture_height, 0,
 339                 GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE,
 340                 cc->texture);
 341   check_gl_error("texture");
 342 }
 343
 344
 345 static void
 346 reset_colors (ModeInfo *mi)
 347 {
 348   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 349   double H[3], S[3], V[3];
 350   int shift = 60;
 351   H[0] = frand(360.0);
 352   H[1] = ((H[0] + shift) < 360) ? (H[0]+shift) : (H[0] + shift - 360);
 353   H[2] = ((H[1] + shift) < 360) ? (H[1]+shift) : (H[1] + shift - 360);
 354   S[0] = S[1] = S[2] = 1.0;
 355   V[0] = V[1] = V[2] = 1.0;
 356   make_color_loop(0, 0, 0,
 357                   H[0], S[0], V[0],
 358                   H[1], S[1], V[1],
 359                   H[2], S[2], V[2],
 360                   cc->texture_colors, &cc->ncolors,
 361                   False, False);
 362
 363   make_smooth_colormap (0, 0, 0,
 364                         cc->cube_colors, &cc->ncolors,
 365                         False, 0, False);
 366 }
 367
 368
 369 ENTRYPOINT Bool
 370 cube_handle_event (ModeInfo *mi, XEvent *event)
 371 {
 372   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 373
 374   if (gltrackball_event_handler (event, cc->trackball,
 375                                  MI_WIDTH (mi), MI_HEIGHT (mi),
 376                                  &cc->button_down_p))
 377     return True;
 378   else if (screenhack_event_helper (MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), event))
 379     {
 380       reset_colors (mi);
 381       return True;
 382     }
 383
 384   return False;
 385 }
 386
 387
 388 ENTRYPOINT void
 389 init_cube (ModeInfo *mi)
 390 {
 391   int i;
 392   cube_configuration *cc;
 393   int wire = MI_IS_WIREFRAME(mi);
 394
 395   MI_INIT (mi, ccs, NULL);
 396
 397   cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 398
 399   if ((cc->glx_context = init_GL(mi)) != NULL) {
 400     reshape_cube (mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 401   }
 402
 403   if (!wire)
 404     {
 405       static const GLfloat pos[4] = {1.0, 0.5, 1.0, 0.0};
 406       static const GLfloat amb[4] = {0.2, 0.2, 0.2, 1.0};
 407       static const GLfloat dif[4] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
 408
 409       glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, pos);
 410       glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT,  amb);
 411       glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE,  dif);
 412
 413       glEnable(GL_LIGHTING);
 414       glEnable(GL_LIGHT0);
 415       glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 416       glEnable(GL_CULL_FACE);
 417     }
 418
 419
 420   {
 421     Bool spinx=False, spiny=False, spinz=False;
 422     double spin_speed   = 1.0;
 423     double wander_speed = 0.05;
 424
 425     char *s = do_spin;
 426     while (*s)
 427       {
 428         if      (*s == 'x' || *s == 'X') spinx = True;
 429         else if (*s == 'y' || *s == 'Y') spiny = True;
 430         else if (*s == 'z' || *s == 'Z') spinz = True;
 431         else if (*s == '0') ;
 432         else
 433           {
 434             fprintf (stderr,
 435          "%s: spin must contain only the characters X, Y, or Z (not \"%s\")\n",
 436                      progname, do_spin);
 437             exit (1);
 438           }
 439         s++;
 440       }
 441
 442     cc->rot = make_rotator (spinx ? spin_speed : 0,
 443                             spiny ? spin_speed : 0,
 444                             spinz ? spin_speed : 0,
 445                             1.0,
 446                             do_wander ? wander_speed : 0,
 447                             (spinx && spiny && spinz));
 448     cc->trackball = gltrackball_init (True);
 449   }
 450
 451   cc->ncolors = 256;
 452   cc->texture_colors = (XColor *) calloc(cc->ncolors, sizeof(XColor));
 453   cc->cube_colors    = (XColor *) calloc(cc->ncolors, sizeof(XColor));
 454
 455   reset_colors (mi);
 456
 457   cc->ncubes = MI_COUNT (mi);
 458   cc->cubes = (cube *) calloc (sizeof(cube), cc->ncubes);
 459   for (i = 0; i < cc->ncubes; i++)
 460     {
 461       cube *cube = &cc->cubes[i];
 462       cube->color = random() % cc->ncolors;
 463       cube->w = 1.0;
 464       cube->h = 1.0;
 465       cube->d = 1.0;
 466       cube->dx = frand(0.1);
 467       cube->dy = frand(0.1);
 468       cube->dz = frand(0.1);
 469       cube->dw = frand(0.1);
 470       cube->dh = frand(0.1);
 471       cube->dd = frand(0.1);
 472     }
 473
 474   if (wire)
 475     do_texture = False;
 476
 477   if (do_texture)
 478     {
 479       init_texture (mi);
 480       init_wave (mi);
 481       shuffle_texture (mi);
 482     }
 483
 484   cc->cube_list = glGenLists (1);
 485   glNewList (cc->cube_list, GL_COMPILE);
 486   cc->cube_polys = unit_cube (wire);
 487   glEndList ();
 488 }
 489
 490
 491 static void
 492 shuffle_cubes (ModeInfo *mi)
 493 {
 494   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 495   int i;
 496   for (i = 0; i < cc->ncubes; i++)
 497     {
 498 #     define SINOID(SCALE,FRAME,SIZE) \
 499         ((((1 + sin((FRAME * (SCALE)) / 2 * M_PI)) / 2.0) * (SIZE)) - (SIZE)/2)
 500
 501       cube *cube = &cc->cubes[i];
 502       cube->x = SINOID(cube->dx, cube->frame, 0.5);
 503       cube->y = SINOID(cube->dy, cube->frame, 0.5);
 504       cube->z = SINOID(cube->dz, cube->frame, 0.5);
 505       cube->w = SINOID(cube->dw, cube->frame, 0.9) + 1.0;
 506       cube->h = SINOID(cube->dh, cube->frame, 0.9) + 1.0;
 507       cube->d = SINOID(cube->dd, cube->frame, 0.9) + 1.0;
 508       cube->frame++;
 509 #     undef SINOID
 510     }
 511 }
 512
 513
 514 ENTRYPOINT void
 515 draw_cube (ModeInfo *mi)
 516 {
 517   cube_configuration *cc = &ccs[MI_SCREEN(mi)];
 518   Display *dpy = MI_DISPLAY(mi);
 519   Window window = MI_WINDOW(mi);
 520   int i;
 521
 522   if (!cc->glx_context)
 523     return;
 524
 525   mi->polygon_count = 0;
 526   glXMakeCurrent(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), *(cc->glx_context));
 527
 528   glShadeModel(GL_FLAT);
 529
 530   glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 531   glEnable(GL_NORMALIZE);
 532   glEnable(GL_CULL_FACE);
 533
 534   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 535
 536   glPushMatrix ();
 537
 538   glScalef(1.1, 1.1, 1.1);
 539
 540   {
 541     double x, y, z;
 542     get_position (cc->rot, &x, &y, &z, !cc->button_down_p);
 543     glTranslatef((x - 0.5) * 8,
 544                  (y - 0.5) * 6,
 545                  (z - 0.5) * 15);
 546
 547     gltrackball_rotate (cc->trackball);
 548
 549     get_rotation (cc->rot, &x, &y, &z, !cc->button_down_p);
 550     glRotatef (x * 360, 1.0, 0.0, 0.0);
 551     glRotatef (y * 360, 0.0, 1.0, 0.0);
 552     glRotatef (z * 360, 0.0, 0.0, 1.0);
 553   }
 554
 555   glScalef (2.5, 2.5, 2.5);
 556
 557   for (i = 0; i < cc->ncubes; i++)
 558     {
 559       cube *cube = &cc->cubes[i];
 560       GLfloat color[4];
 561       color[0] = cc->cube_colors[cube->color].red   / 65536.0;
 562       color[1] = cc->cube_colors[cube->color].green / 65536.0;
 563       color[2] = cc->cube_colors[cube->color].blue  / 65536.0;
 564       color[3] = 1.0;
 565       cube->color++;
 566       if (cube->color >= cc->ncolors) cube->color = 0;
 567
 568       glPushMatrix ();
 569       glTranslatef (cube->x, cube->y, cube->z);
 570       glScalef (cube->w, cube->h, cube->d);
 571       glMaterialfv (GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, color);
 572       glCallList (cc->cube_list);
 573       mi->polygon_count += cc->cube_polys;
 574       glPopMatrix ();
 575     }
 576
 577   shuffle_cubes (mi);
 578   if (do_texture)
 579     shuffle_texture (mi);
 580
 581   glPopMatrix();
 582
 583   if (mi->fps_p) do_fps (mi);
 584   glFinish();
 585
 586   glXSwapBuffers(dpy, window);
 587 }
 588
 589 XSCREENSAVER_MODULE_2 ("Cubenetic", cubenetic, cube)
 590
 591 #endif /* USE_GL */