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