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

   1 /*
   2  * engine.c - GL representation of a 4 stroke engine
   3  *
   4  * version 2.00
   5  *
   6  * Copyright (C) 2001 Ben Buxton (bb@cactii.net)
   7  * modified by Ed Beroset (beroset@mindspring.com)
   8  *  new to 2.0 version is:
   9  *  - command line argument to specify number of cylinders
  10  *  - command line argument to specify included angle of engine
  11  *  - removed broken command line argument to specify rotation speed
  12  *  - included crankshaft shapes and firing orders for real engines
  13  *    verified using the Bosch _Automotive Handbook_, 5th edition, pp 402,403
  14  *
  15  * Permission to use, copy, modify, distribute, and sell this software and its
  16  * documentation for any purpose is hereby granted without fee, provided that
  17  * the above copyright notice appear in all copies and that both that
  18  * copyright notice and this permission notice appear in supporting
  19  * documentation.  No representations are made about the suitability of this
  20  * software for any purpose.  It is provided "as is" without express or
  21  * implied warranty.
  22  */
  23
  24
  25 #include <X11/Intrinsic.h>
  26
  27 #ifdef STANDALONE
  28 # define PROGCLASS                                      "Engine"
  29 # define HACK_INIT                                      init_engine
  30 # define HACK_DRAW                                      draw_engine
  31 # define HACK_HANDLE_EVENT                              engine_handle_event
  32 # define HACK_RESHAPE                                   reshape_engine
  33 # define EVENT_MASK                                     PointerMotionMask
  34 # define engine_opts                                    xlockmore_opts
  35 /* insert defaults here */
  36
  37 #define DEF_ENGINE "(none)"
  38 #define DEF_TITLES "False"
  39 #define DEF_SPIN   "True"
  40 #define DEF_WANDER "True"
  41
  42 #define DEFAULTS        "*delay:           30000        \n" \
  43                         "*showFPS:         False        \n" \
  44                         "*move:            True         \n" \
  45                         "*spin:            True         \n" \
  46                         "*engine:        " DEF_ENGINE  "\n" \
  47                         "*titles:        " DEF_TITLES  "\n" \
  48                         "*titleFont:  -*-times-bold-r-normal-*-180-*\n" \
  49
  50 # include "xlockmore.h"              /* from the xscreensaver distribution */
  51 #else  /* !STANDALONE */
  52 # include "xlock.h"                  /* from the xlockmore distribution */
  53 #endif /* !STANDALONE */
  54
  55 #include "glxfonts.h"
  56 #include "rotator.h"
  57 #include "gltrackball.h"
  58
  59 /* lifted from lament.c */
  60 #define RAND(n) ((long) ((random() & 0x7fffffff) % ((long) (n))))
  61 #define RANDSIGN() ((random() & 1) ? 1 : -1)
  62
  63
  64 #ifdef USE_GL
  65
  66 #include <GL/glu.h>
  67
  68
  69
  70
  71 #undef countof
  72 #define countof(x) (sizeof((x))/sizeof((*x)))
  73
  74 static int engineType;
  75 static char *which_engine;
  76 static int move;
  77 static int movepaused = 0;
  78 static int spin;
  79 static Bool do_titles;
  80
  81 static XrmOptionDescRec opts[] = {
  82   {"-engine",  ".engine.engine", XrmoptionSepArg, DEF_ENGINE },
  83   {"-move",    ".engine.move",   XrmoptionNoArg, "True"  },
  84   {"+move",    ".engine.move",   XrmoptionNoArg, "False" },
  85   {"-spin",    ".engine.spin",   XrmoptionNoArg, "True"  },
  86   {"+spin",    ".engine.spin",   XrmoptionNoArg, "False" },
  87   { "-titles", ".engine.titles", XrmoptionNoArg, "True"  },
  88   { "+titles", ".engine.titles", XrmoptionNoArg, "False" },
  89 };
  90
  91 static argtype vars[] = {
  92   {&which_engine, "engine", "Engine", DEF_ENGINE, t_String},
  93   {&move,         "move",   "Move",   DEF_WANDER, t_Bool},
  94   {&spin,         "spin",   "Spin",   DEF_SPIN,   t_Bool},
  95   {&do_titles,    "titles", "Titles", DEF_TITLES, t_Bool},
  96 };
  97
  98 ModeSpecOpt engine_opts = {countof(opts), opts, countof(vars), vars, NULL};
  99
 100 #ifdef USE_MODULES
 101 ModStruct   engine_description =
 102 {"engine", "init_engine", "draw_engine", "release_engine",
 103  "draw_engine", "init_engine", NULL, &engine_opts,
 104  1000, 1, 2, 1, 4, 1.0, "",
 105  "A four stroke engine", 0, NULL};
 106
 107 #endif
 108
 109 typedef struct {
 110   GLXContext *glx_context;
 111   Window window;
 112   GLfloat x, y, z; /* position */
 113   GLfloat dx, dy, dz; /* position */
 114   GLfloat an1, an2, an3; /* internal angle */
 115   GLfloat nx, ny, nz; /* spin vector */
 116   GLfloat a; /* spin angle */
 117   GLfloat da; /* spin speed */
 118   rotator *rot;
 119   trackball_state *trackball;
 120   Bool button_down_p;
 121   XFontStruct *xfont;
 122   GLuint font_dlist;
 123   char *engine_name;
 124 } Engine;
 125
 126 static Engine *engine = NULL;
 127
 128 #include <math.h>
 129 #include <sys/time.h>
 130 #include <stdio.h>
 131 #include <stdlib.h>
 132
 133 #ifndef M_PI
 134 #define M_PI 3.14159265
 135 #endif
 136
 137 /* these defines are used to provide symbolic means
 138  * by which to refer to various portions or multiples
 139  * of a cyle in degrees
 140  */
 141 #define HALFREV 180
 142 #define ONEREV 360
 143 #define TWOREV 720
 144
 145 #define MOVE_MULT 0.05
 146
 147 #define RAND_RANGE(min, max) ((min) + (max - min) * f_rand())
 148
 149 float crankOffset;
 150 float crankWidth = 1.5;
 151
 152 int win_w, win_h;
 153
 154 static GLfloat viewer[] = {0.0, 0.0, 30.0};
 155 static GLfloat lookat[] = {0.0, 0.0, 0.0};
 156 static GLfloat lightpos[] = {7.0, 7.0, 12, 1.0};
 157 GLfloat light_sp[] = {0.8, 0.8, 0.8, 0.5};
 158 static GLfloat red[] = {1.0, 0, 0, 1.0};
 159 static GLfloat green[] = {0.0, 1, 0, 1.0};
 160 static GLfloat blue[] = {0, 0, 1, 1.0};
 161 static GLfloat white[] = {1.0, 1, 1, 1.0};
 162 static GLfloat yellow_t[] = {1, 1, 0, 0.4};
 163
 164 GLvoid normal(GLfloat [], GLfloat [], GLfloat [],
 165                   GLfloat *, GLfloat *, GLfloat *);
 166
 167 float sin_table[TWOREV];
 168 float cos_table[TWOREV];
 169 float tan_table[TWOREV];
 170
 171 /*
 172  * this table represents both the firing order and included angle of engine.
 173  * To simplify things, we always number from 0 starting at the flywheel and
 174  * moving down the crankshaft toward the back of the engine.  This doesn't
 175  * always match manufacturer's schemes.  For example, the Porsche 911 engine
 176  * is a flat six with the following configuration (Porsche's numbering):
 177  *
 178  *    3  2  1
 179  *  |=            firing order is 1-6-2-4-3-5 in this diagram
 180  *     6  5  4
 181  *
 182  * We renumber these using our scheme but preserve the effective firing order:
 183  *
 184  *   0  2  4
 185  * |=             firing order is 4-1-2-5-0-3 in this diagram
 186  *    1  3  5
 187  *
 188  * To avoid going completely insane, we also reorder these so the newly
 189  * renumbered cylinder 0 is always first: 0-3-4-1-2-5
 190  *
 191  * For a flat 6, the included angle is 180 degrees (0 would be a inline
 192  * engine).  Because these are all four-stroke engines, each piston goes
 193  * through 720 degrees of rotation for each time the spark plug sparks,
 194  * so in this case, we would use the following angles:
 195  *
 196  * cylinder     firing order     angle
 197  * --------     ------------     -----
 198  *    0               0             0
 199  *    1               3           360
 200  *    2               4           240
 201  *    3               1           600
 202  *    4               2           480
 203  *    5               5           120
 204  *
 205  */
 206
 207 typedef struct
 208 {
 209     int cylinders;
 210     int includedAngle;
 211     int pistonAngle[12];  /* twelve cylinders should suffice... */
 212     int speed;          /*  step size in degrees for engine speed */
 213     const char *engineName;  /* currently unused */
 214 } engine_type;
 215
 216 engine_type engines[] = {
 217     { 3,   0, { 0, 240, 480,   0,   0,   0,
 218                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 219      "Honda Insight" },
 220     { 4,   0, { 0, 180, 540, 360,   0,   0,
 221                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 222      "BMW M3" },
 223     { 4, 180, { 0, 360, 180, 540,   0,   0,
 224                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 225      "VW Beetle" },
 226     { 5,   0, { 0, 576, 144, 432, 288,   0,
 227                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 228      "Audi Quattro" },
 229     { 6,   0, { 0, 240, 480, 120, 600, 360,
 230                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 231      "BMW M5" },
 232     { 6,  90, { 0, 360, 480, 120, 240, 600,
 233                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 234      "Subaru XT" },
 235     { 6, 180, { 0, 360, 240, 600, 480, 120,
 236                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 237      "Porsche 911" },
 238     { 8,  90, { 0, 450,  90, 180, 270, 360,
 239               540, 630,   0,   0,   0,   0 }, 15,
 240      "Corvette Z06" },
 241     {10,  90, { 0,  72, 432, 504, 288, 360,
 242               144, 216, 576, 648,   0,   0 }, 12,
 243      "Dodge Viper" },
 244     {12,  60, { 0, 300, 240, 540, 480,  60,
 245               120, 420, 600, 180, 360, 660 }, 12,
 246      "Jaguar XKE" },
 247 };
 248
 249 /* this define is just a little shorter way of referring to members of the
 250  * table above
 251  */
 252 #define ENG engines[engineType]
 253
 254 /* given a number of cylinders and an included angle, finds matching engine */
 255 int
 256 find_engine(char *name)
 257 {
 258   unsigned int i;
 259   char *s;
 260
 261   if (!name || !*name || !strcasecmp (name, "(none)"))
 262     return (random() % countof(engines));
 263
 264   for (s = name; *s; s++)
 265     if (*s == '-' || *s == '_') *s = ' ';
 266
 267   for (i = 0; i < countof(engines); i++) {
 268     if (!strcasecmp(name, engines[i].engineName))
 269       return i;
 270   }
 271
 272   fprintf (stderr, "%s: unknown engine type \"%s\"\n", progname, name);
 273   fprintf (stderr, "%s: available models are:\n", progname);
 274   for (i = 0; i < countof(engines); i++) {
 275     fprintf (stderr, "\t %-13s (%d cylinders",
 276              engines[i].engineName, engines[i].cylinders);
 277     if (engines[i].includedAngle == 0)
 278       fprintf (stderr, ")\n");
 279     else if (engines[i].includedAngle == 180)
 280       fprintf (stderr, ", flat)\n");
 281     else
 282       fprintf (stderr, ", V)\n");
 283   }
 284   exit(1);
 285 }
 286
 287 /* we use trig tables to speed things up - 200 calls to sin()
 288  in one frame can be a bit harsh..
 289 */
 290
 291 void make_tables(void)
 292 {
 293   int i;
 294   float f;
 295
 296   f = ONEREV / (M_PI * 2);
 297   for (i = 0 ; i <= TWOREV ; i++) {
 298     sin_table[i] = sin(i/f);
 299   }
 300   for (i = 0 ; i <= TWOREV ; i++) {
 301     cos_table[i] = cos(i/f);
 302   }
 303   for (i = 0 ; i <= TWOREV ; i++) {
 304     tan_table[i] = tan(i/f);
 305   }
 306 }
 307
 308 /* if inner and outer are the same, we draw a cylinder, not a tube */
 309 /* for a tube, endcaps is 0 (none), 1 (left), 2 (right) or 3(both) */
 310 /* angle is how far around the axis to go (up to 360) */
 311
 312 void cylinder (GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z,
 313     float length, float outer, float inner, int endcaps, int sang, int eang)
 314 {
 315   int a; /* current angle around cylinder */
 316   int b = 0; /* previous */
 317   int angle, norm, step, sangle;
 318   float z1, y1, z2, y2, ex=0;
 319   float y3, z3;
 320   float Z1, Y1, Z2, Y2, xl, Y3, Z3;
 321   GLfloat y2c[TWOREV], z2c[TWOREV];
 322   GLfloat ony, onz; /* previous normals */
 323   int nsegs, tube = 0;
 324
 325   glPushMatrix();
 326   nsegs = outer*(MAX(win_w, win_h)/200);
 327   nsegs = MAX(nsegs, 6);
 328   nsegs = MAX(nsegs, 40);
 329   if (nsegs % 2)
 330      nsegs += 1;
 331   sangle = sang;
 332   angle = eang;
 333   ony = onz = 0;
 334   z1 = cos_table[sangle]*outer+z; y1 = sin_table[sangle] * outer+y;
 335   Z1 = cos_table[sangle] * inner+z; Y1 = sin_table[sangle]*inner+y ;
 336   Z2 = z;
 337   Y2 = y;
 338   xl = x + length;
 339   if (inner < outer && endcaps < 3) tube = 1;
 340   step = ONEREV/nsegs;
 341
 342   glBegin(GL_QUADS);
 343   for (a = sangle ; a <= angle || b <= angle ; a+= step) {
 344     y2=outer*(float)sin_table[a]+y;
 345     z2=outer*(float)cos_table[a]+z;
 346     y3=outer*(float)sin_table[a+step]+y;
 347     z3=outer*(float)cos_table[a+step]+z;
 348     if (endcaps)
 349        y2c[a] = y2; z2c[a] = z2; /* cache for later */
 350     if (tube) {
 351       Y2=inner*(float)sin_table[a]+y;
 352       Z2=inner*(float)cos_table[a]+z;
 353       Y3=inner*(float)sin_table[a+step]+y;
 354       Z3=inner*(float)cos_table[a+step]+z;
 355     }
 356     glNormal3f(0, y1, z1);
 357     glVertex3f(x,y1,z1);
 358     glVertex3f(xl,y1,z1);
 359     glNormal3f(0, y2, z2);
 360     glVertex3f(xl,y2,z2);
 361     glVertex3f(x,y2,z2);
 362     if (a == sangle && angle - sangle < ONEREV) {
 363       if (tube)
 364         glVertex3f(x, Y1, Z1);
 365       else
 366         glVertex3f(x, y, z);
 367       glVertex3f(x, y1, z1);
 368       glVertex3f(xl, y1, z1);
 369       if (tube)
 370         glVertex3f(xl, Z1, Z1);
 371       else
 372         glVertex3f(xl, y, z);
 373     }
 374     if (tube) {
 375       if (endcaps != 1) {
 376         glNormal3f(-1, 0, 0); /* left end */
 377         glVertex3f(x, y1, z1);
 378         glVertex3f(x, y2, z2);
 379         glVertex3f(x, Y2, Z2);
 380         glVertex3f(x, Y1, Z1);
 381       }
 382
 383       glNormal3f(0, -Y1, -Z1); /* inner surface */
 384       glVertex3f(x, Y1, Z1);
 385       glVertex3f(xl, Y1, Z1);
 386       glNormal3f(0, -Y2, -Z2);
 387       glVertex3f(xl, Y2, Z2);
 388       glVertex3f(x, Y2, Z2);
 389
 390       if (endcaps != 2) {
 391         glNormal3f(1, 0, 0); /* right end */
 392         glVertex3f(xl, y1, z1);
 393         glVertex3f(xl, y2, z2);
 394         glVertex3f(xl, Y2, Z2);
 395         glVertex3f(xl, Y1, Z1);
 396       }
 397     }
 398
 399     z1=z2; y1=y2;
 400     Z1=Z2; Y1=Y2;
 401     b = a;
 402   }
 403   glEnd();
 404
 405   if (angle - sangle < ONEREV) {
 406     GLfloat nx, ny, nz;
 407     GLfloat v1[3], v2[3], v3[3];
 408     v1[0] = x; v1[1] = y; v1[2] = z;
 409     v2[0] = x; v2[1] = y1; v2[2] = z1;
 410     v3[0] = xl; v3[1] = y1; v3[2] = z1;
 411     normal(&v2[0], &v1[0], &v3[0], &nx, &ny, &nz);
 412     glBegin(GL_QUADS);
 413     glNormal3f(nx, ny, nz);
 414     glVertex3f(x, y, z);
 415     glVertex3f(x, y1, z1);
 416     glVertex3f(xl, y1, z1);
 417     glVertex3f(xl, y, z);
 418     glEnd();
 419   }
 420   if (endcaps) {
 421     GLfloat end, start;
 422     if (tube) {
 423       if (endcaps == 1) {
 424         end = 0;
 425         start = 0;
 426       } else if (endcaps == 2) {
 427         start = end = length+0.01;
 428       } else {
 429         end = length+0.02; start = -0.01;
 430       }
 431       norm = (ex == length+0.01) ? -1 : 1;
 432     } else  {
 433       end = length;
 434       start = 0;
 435       norm = -1;
 436     }
 437
 438     for(ex = start ; ex <= end ; ex += length) {
 439       z1 = outer*cos_table[sangle]+z;
 440       y1 = y+sin_table[sangle]*outer;
 441       step = ONEREV/nsegs;
 442       glBegin(GL_TRIANGLES);
 443       b = 0;
 444       for (a = sangle ; a <= angle || b <= angle; a+= step) {
 445           glNormal3f(norm, 0, 0);
 446           glVertex3f(x+ex,y, z);
 447           glVertex3f(x+ex,y1,z1);
 448           glVertex3f(x+ex,y2c[a],z2c[a]);
 449         y1 = y2c[a]; z1 = z2c[a];
 450         b = a;
 451       }
 452       if (!tube) norm = 1;
 453       glEnd();
 454     }
 455   }
 456   glPopMatrix();
 457 }
 458
 459 /* this is just a convenience function to make a solid rod */
 460 void rod (GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z, float length, float diameter)
 461 {
 462     cylinder(x, y, z, length, diameter, diameter, 3, 0, ONEREV);
 463 }
 464
 465 GLvoid normal(GLfloat v1[], GLfloat v2[], GLfloat v3[],
 466                   GLfloat *nx, GLfloat *ny, GLfloat *nz)
 467 {
 468    GLfloat x, y, z, X, Y, Z;
 469
 470    x = v2[0]-v1[0];
 471    y = v2[1]-v1[1];
 472    z = v2[2]-v1[2];
 473    X = v3[0]-v1[0];
 474    Y = v3[1]-v1[1];
 475    Z = v3[2]-v1[2];
 476
 477    *nx = Y*z - Z*y;
 478    *ny = Z*x - X*z;
 479    *nz = X*y - Y*x;
 480
 481 }
 482
 483
 484
 485 void Rect(GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z, GLfloat w, GLfloat h,
 486             GLfloat t)
 487 {
 488   GLfloat yh;
 489   GLfloat xw;
 490   GLfloat zt;
 491
 492   yh = y+h; xw = x+w; zt = z - t;
 493
 494   glBegin(GL_QUADS); /* front */
 495     glNormal3f(0, 0, 1);
 496     glVertex3f(x, y, z);
 497     glVertex3f(x, yh, z);
 498     glVertex3f(xw, yh, z);
 499     glVertex3f(xw, y, z);
 500   /* back */
 501     glNormal3f(0, 0, -1);
 502     glVertex3f(x, y, zt);
 503     glVertex3f(x, yh, zt);
 504     glVertex3f(xw, yh, zt);
 505     glVertex3f(xw, y, zt);
 506   /* top */
 507     glNormal3f(0, 1, 0);
 508     glVertex3f(x, yh, z);
 509     glVertex3f(x, yh, zt);
 510     glVertex3f(xw, yh, zt);
 511     glVertex3f(xw, yh, z);
 512   /* bottom */
 513     glNormal3f(0, -1, 0);
 514     glVertex3f(x, y, z);
 515     glVertex3f(x, y, zt);
 516     glVertex3f(xw, y, zt);
 517     glVertex3f(xw, y, z);
 518   /* left */
 519     glNormal3f(-1, 0, 0);
 520     glVertex3f(x, y, z);
 521     glVertex3f(x, y, zt);
 522     glVertex3f(x, yh, zt);
 523     glVertex3f(x, yh, z);
 524   /* right */
 525     glNormal3f(1, 0, 0);
 526     glVertex3f(xw, y, z);
 527     glVertex3f(xw, y, zt);
 528     glVertex3f(xw, yh, zt);
 529     glVertex3f(xw, yh, z);
 530   glEnd();
 531 }
 532
 533 void makepiston(void)
 534 {
 535   GLfloat colour[] = {0.6, 0.6, 0.6, 1.0};
 536   int i;
 537
 538   i = glGenLists(1);
 539   glNewList(i, GL_COMPILE);
 540   glRotatef(90, 0, 0, 1);
 541   glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, colour);
 542   glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, colour);
 543   glMateriali(GL_FRONT, GL_SHININESS, 20);
 544   cylinder(0, 0, 0, 2, 1, 0.7, 2, 0, ONEREV); /* body */
 545   colour[0] = colour[1] = colour[2] = 0.2;
 546   glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, colour);
 547   cylinder(1.6, 0, 0, 0.1, 1.05, 1.05, 0, 0, ONEREV); /* ring */
 548   cylinder(1.8, 0, 0, 0.1, 1.05, 1.05, 0, 0, ONEREV); /* ring */
 549   glEndList();
 550 }
 551
 552 void CrankBit(GLfloat x)
 553 {
 554   Rect(x, -1.4, 0.5, 0.2, 1.8, 1);
 555   cylinder(x, -0.5, 0, 0.2, 2, 2, 1, 60, 120);
 556 }
 557
 558 void boom(GLfloat x, GLfloat y, int s)
 559 {
 560   static GLfloat red[] = {0, 0, 0, 0.9};
 561   static GLfloat lpos[] = {0, 0, 0, 1};
 562   static GLfloat d = 0, wd;
 563   int flameOut = 720/ENG.speed/ENG.cylinders;
 564   static int time = 0;
 565
 566   if (time == 0 && s) {
 567     red[0] = red[1] = 0;
 568     d = 0.05;
 569     time++;
 570     glEnable(GL_LIGHT1);
 571   } else if (time == 0 && !s) {
 572     return;
 573   } else if (time >= 8 && time < flameOut && !s) {
 574     time++;
 575     red[0] -= 0.2; red[1] -= 0.1;
 576     d-= 0.04;
 577   } else if (time >= flameOut) {
 578     time = 0;
 579     glDisable(GL_LIGHT1);
 580     return;
 581   } else {
 582     red[0] += 0.2; red[1] += 0.1;
 583     d+= 0.04;
 584     time++;
 585   }
 586   lpos[0] = x-d; lpos[1] = y;
 587   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, lpos);
 588   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, red);
 589   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_SPECULAR, red);
 590   glLighti(GL_LIGHT1, GL_LINEAR_ATTENUATION, 1.3);
 591   glLighti(GL_LIGHT1, GL_CONSTANT_ATTENUATION, 0);
 592
 593   glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, red);
 594   wd = d*3;
 595   if (wd > 0.7) wd = 0.7;
 596   glEnable(GL_BLEND);
 597   glDepthMask(GL_FALSE);
 598   glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 599   rod(x, y, 0, d, wd);
 600   glDepthMask(GL_TRUE);
 601   glDisable(GL_BLEND);
 602 }
 603
 604 void display(Engine *e)
 605 {
 606   static int a = 0;
 607   GLfloat zb, yb;
 608   static GLfloat ln[730], yp[730], ang[730];
 609   static int ln_init = 0;
 610   static int lastPlug = 0;
 611   int half;
 612   int sides;
 613   int j, b;
 614   static float rightSide;
 615
 616   glEnable(GL_LIGHTING);
 617   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 618   glLoadIdentity();
 619   gluLookAt(viewer[0], viewer[1], viewer[2], lookat[0], lookat[1], lookat[2],
 620         0.0, 1.0, 0.0);
 621   glPushMatrix();
 622   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, lightpos);
 623   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, light_sp);
 624   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, light_sp);
 625
 626   if (move) {
 627     double x, y, z;
 628     get_position (e->rot, &x, &y, &z, !e->button_down_p);
 629     glTranslatef(x*16-9, y*14-7, z*16-10);
 630   }
 631   if (spin) {
 632     double x, y, z;
 633     gltrackball_rotate (e->trackball);
 634     get_rotation(e->rot, &x, &y, &z, !e->button_down_p);
 635     glRotatef(x*ONEREV, 1.0, 0.0, 0.0);
 636     glRotatef(y*ONEREV, 0.0, 1.0, 0.0);
 637     glRotatef(x*ONEREV, 0.0, 0.0, 1.0);
 638   }
 639
 640 /* So the rotation appears around the centre of the engine */
 641   glTranslatef(-5, 0, 0);
 642
 643 /* crankshaft */
 644   glPushMatrix();
 645   glRotatef(a, 1, 0, 0);
 646   glCallList(1);
 647   glPopMatrix();
 648
 649   /* init the ln[] matrix for speed */
 650   if (ln_init == 0) {
 651     for (ln_init = 0 ; ln_init < 730 ; ln_init++) {
 652       zb = sin_table[ln_init];
 653       yb = cos_table[ln_init];
 654       /* y ordinate of piston */
 655       yp[ln_init] = yb + sqrt(25 - (zb*zb));
 656       /* length of rod */
 657       ln[ln_init] = sqrt(zb*zb + (yb-yp[ln_init])*(yb-yp[ln_init]));
 658       /* angle of connecting rod */
 659       ang[ln_init] = asin(zb/5)*57;
 660       ang[ln_init] *= -1;
 661     }
 662   }
 663
 664   glPushMatrix();
 665   sides = (ENG.includedAngle == 0) ? 1 : 2;
 666   for (half = 0; half < sides; half++, glRotatef(ENG.includedAngle,1,0,0))
 667   {
 668     /* pistons */
 669       /* glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, white); */
 670       for (j = 0; j < ENG.cylinders; j += sides)
 671       {
 672         b = (a + ENG.pistonAngle[j+half]) % ONEREV;
 673         glPushMatrix();
 674         glTranslatef(crankWidth/2 + crankOffset*(j+half), yp[b]-0.3, 0);
 675         glCallList(2);
 676         glPopMatrix();
 677       }
 678     /* spark plugs */
 679       glPushMatrix();
 680       glRotatef(90, 0, 0, 1);
 681       glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, red);
 682       for (j = 0; j < ENG.cylinders; j += sides)
 683       {
 684         cylinder(8.5, -crankWidth/2-crankOffset*(j+half), 0,
 685             0.5, 0.4, 0.3, 1, 0, ONEREV);
 686       }
 687       glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, white);
 688       for (j = 0; j < ENG.cylinders; j += sides)
 689       {
 690         rod(8, -crankWidth/2-crankOffset*(j+half), 0, 0.5, 0.2);
 691         rod(9, -crankWidth/2-crankOffset*(j+half), 0, 1, 0.15);
 692       }
 693
 694      /* rod */
 695       glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, blue);
 696       for (j = 0; j < ENG.cylinders; j += sides)
 697       {
 698           b = (a+HALFREV+ENG.pistonAngle[j+half]) % TWOREV;
 699           glPushMatrix();
 700           glRotatef(ang[b], 0, 1, 0);
 701           rod(-cos_table[b],
 702               -crankWidth/2-crankOffset*(j+half),
 703               -sin_table[b],
 704               ln[b], 0.2);
 705           glPopMatrix();
 706       }
 707       glPopMatrix();
 708
 709         /* engine block */
 710       glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, yellow_t);
 711       glEnable(GL_BLEND);
 712       glDepthMask(GL_FALSE);
 713       glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 714       rightSide = (sides > 1) ? 0 : 1.6;
 715     /* left plate */
 716       Rect(-crankWidth/2, -0.5,  1, 0.2, 9, 2);
 717     /* right plate */
 718       Rect(0.3+crankOffset*ENG.cylinders-rightSide, -0.5, 1, 0.2, 9, 2);
 719     /* head plate */
 720       Rect(-crankWidth/2+0.2, 8.3, 1,
 721             crankWidth/2+0.1+crankOffset*ENG.cylinders-rightSide, 0.2, 2);
 722     /* front rail */
 723       Rect(-crankWidth/2+0.2, 3, 1,
 724             crankWidth/2+0.1+crankOffset*ENG.cylinders-rightSide, 0.2, 0.2);
 725     /* back rail */
 726       Rect(-crankWidth/2+0.2, 3, -1+0.2,
 727             crankWidth/2+0.1+crankOffset*ENG.cylinders-rightSide, 0.2, 0.2);
 728     /* plates between cylinders */
 729       for (j=0; j < ENG.cylinders - (sides == 1); j += sides)
 730         Rect(0.4+crankWidth+crankOffset*(j-half), 3, 1, 1, 5.3, 2);
 731       glDepthMask(GL_TRUE);
 732   }
 733   glPopMatrix();
 734
 735         /* see which of our plugs should fire now, if any */
 736   for (j = 0; j < ENG.cylinders; j++)
 737   {
 738     if (0 == ((a + ENG.pistonAngle[j]) % TWOREV))
 739     {
 740         glPushMatrix();
 741         if (j & 1)
 742             glRotatef(ENG.includedAngle,1,0,0);
 743         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 744         boom(8, -crankWidth/2-crankOffset*j, 1);
 745         lastPlug = j;
 746         glPopMatrix();
 747     }
 748   }
 749
 750   if (lastPlug != j)
 751   {
 752     /* this code causes the last plug explosion to dim gradually */
 753     if (lastPlug & 1)
 754       glRotatef(ENG.includedAngle, 1, 0, 0);
 755     glRotatef(90, 0, 0, 1);
 756     boom(8, -crankWidth/2-crankOffset*lastPlug, 0);
 757   }
 758   glDisable(GL_BLEND);
 759
 760   a += ENG.speed;
 761   if (a >= TWOREV)
 762     a = 0;
 763   glPopMatrix();
 764   glFlush();
 765 }
 766
 767 void makeshaft (void)
 768 {
 769   int i;
 770   int j;
 771   static const float crankThick = 0.2;
 772   static const float crankDiam = 0.3;
 773
 774   i = glGenLists(1);
 775   glNewList(i, GL_COMPILE);
 776
 777   glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, blue);
 778   /* draw the flywheel */
 779   cylinder(-2.5, 0, 0, 1, 3, 2.5, 0, 0, ONEREV);
 780   Rect(-2, -0.3, 2.8, 0.5, 0.6, 5.6);
 781   Rect(-2, -2.8, 0.3, 0.5, 5.6, 0.6);
 782
 783   /* now make each of the shaft bits between the cranks,
 784    * starting from the flywheel end which is at X-coord 0.
 785    * the first cranskhaft bit is always 2 units long
 786    */
 787   rod(-2, 0, 0, 2, crankDiam);
 788
 789   /* Each crank is crankWidth units wide and the total width of a
 790    * cylinder assembly is 3.3 units. For inline engines, there is just
 791    * a single crank per cylinder width.  For other engine
 792    * configurations, there is a crank between each pair of adjacent
 793    * cylinders on one side of the engine, so the crankOffset length is
 794    * halved.
 795    */
 796   crankOffset = 3.3;
 797   if (ENG.includedAngle != 0)
 798     crankOffset /= 2;
 799   for (j = 0; j < ENG.cylinders - 1; j++)
 800     rod(crankWidth - crankThick + crankOffset*j, 0, 0,
 801         crankOffset - crankWidth + 2 * crankThick, crankDiam);
 802   /* the last bit connects to the engine wall on the non-flywheel end */
 803   rod(crankWidth - crankThick + crankOffset*j, 0, 0, 0.9, crankDiam);
 804
 805
 806   for (j = 0; j < ENG.cylinders; j++)
 807   {
 808     glPushMatrix();
 809     if (j & 1)
 810         glRotatef(HALFREV+ENG.pistonAngle[j]+ENG.includedAngle,1,0,0);
 811     else
 812         glRotatef(HALFREV+ENG.pistonAngle[j],1,0,0);
 813     /* draw wrist pin */
 814     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, blue);
 815     rod(crankOffset*j, -1.0, 0.0, crankWidth, crankDiam);
 816     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, green);
 817     /* draw right part of crank */
 818     CrankBit(crankOffset*j);
 819     /* draw left part of crank */
 820     CrankBit(crankWidth-crankThick+crankOffset*j);
 821     glPopMatrix();
 822   }
 823   glEndList();
 824 }
 825
 826
 827 void reshape_engine(ModeInfo *mi, int width, int height)
 828 {
 829  glViewport(0,0,(GLint)width, (GLint) height);
 830  glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 831  glLoadIdentity();
 832  glFrustum(-1.0,1.0,-1.0,1.0,1.5,70.0);
 833  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 834  win_h = height; win_w = width;
 835 }
 836
 837
 838 void init_engine(ModeInfo *mi)
 839 {
 840   int screen = MI_SCREEN(mi);
 841   Engine *e;
 842
 843  if (engine == NULL) {
 844    if ((engine = (Engine *) calloc(MI_NUM_SCREENS(mi),
 845                                         sizeof(Engine))) == NULL)
 846           return;
 847  }
 848  e = &engine[screen];
 849  e->window = MI_WINDOW(mi);
 850
 851  e->x = e->y = e->z = e->a = e->an1 = e->nx = e->ny = e->nz =
 852  e->dx = e->dy = e->dz = e->da = 0;
 853
 854  if (move) {
 855    e->dx = (float)(random() % 1000)/30000;
 856    e->dy = (float)(random() % 1000)/30000;
 857    e->dz = (float)(random() % 1000)/30000;
 858  } else {
 859   viewer[0] = 0; viewer[1] = 2; viewer[2] = 18;
 860   lookat[0] = 0; lookat[1] = 0; lookat[2] = 0;
 861
 862  }
 863  if (spin) {
 864    e->da = (float)(random() % 1000)/125 - 4;
 865    e->nx = (float)(random() % 100) / 100;
 866    e->ny = (float)(random() % 100) / 100;
 867    e->nz = (float)(random() % 100) / 100;
 868  }
 869
 870  {
 871    double spin_speed = 0.5;
 872    double wander_speed = 0.01;
 873
 874  e->rot = make_rotator (spin ? spin_speed : 0,
 875                         spin ? spin_speed : 0,
 876                         spin ? spin_speed : 0,
 877                         1.0,
 878                         move ? wander_speed : 0,
 879                         True);
 880
 881     e->trackball = gltrackball_init ();
 882  }
 883
 884  if ((e->glx_context = init_GL(mi)) != NULL) {
 885       reshape_engine(mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 886  } else {
 887      MI_CLEARWINDOW(mi);
 888  }
 889  glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);
 890  glShadeModel(GL_SMOOTH);
 891  glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_FILL);
 892  glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 893  glEnable(GL_LIGHTING);
 894  glEnable(GL_LIGHT0);
 895  glEnable(GL_NORMALIZE);
 896  make_tables();
 897  engineType = find_engine(which_engine);
 898
 899  e->engine_name = malloc(200);
 900  sprintf (e->engine_name,
 901           "%s\n%s%d%s",
 902           engines[engineType].engineName,
 903           (engines[engineType].includedAngle == 0 ? "" :
 904            engines[engineType].includedAngle == 180 ? "Flat " : "V"),
 905           engines[engineType].cylinders,
 906           (engines[engineType].includedAngle == 0 ? " Cylinder" : "")
 907           );
 908
 909  makeshaft();
 910  makepiston();
 911  load_font (mi->dpy, "titleFont", &e->xfont, &e->font_dlist);
 912 }
 913
 914 Bool engine_handle_event (ModeInfo *mi, XEvent *event)
 915 {
 916    Engine *e = &engine[MI_SCREEN(mi)];
 917
 918    if (event->xany.type == ButtonPress &&
 919        event->xbutton.button == Button1)
 920    {
 921        e->button_down_p = True;
 922        gltrackball_start (e->trackball,
 923                           event->xbutton.x, event->xbutton.y,
 924                           MI_WIDTH (mi), MI_HEIGHT (mi));
 925        movepaused = 1;
 926        return True;
 927    }
 928    else if (event->xany.type == ButtonRelease &&
 929             event->xbutton.button == Button1) {
 930        e->button_down_p = False;
 931        movepaused = 0;
 932        return True;
 933    }
 934   else if (event->xany.type == ButtonPress &&
 935            (event->xbutton.button == Button4 ||
 936             event->xbutton.button == Button5))
 937     {
 938       gltrackball_mousewheel (e->trackball, event->xbutton.button, 10,
 939                               !!event->xbutton.state);
 940       return True;
 941     }
 942    else if (event->xany.type == MotionNotify &&
 943             e->button_down_p) {
 944       gltrackball_track (e->trackball,
 945                          event->xmotion.x, event->xmotion.y,
 946                          MI_WIDTH (mi), MI_HEIGHT (mi));
 947       return True;
 948    }
 949   return False;
 950 }
 951
 952 void draw_engine(ModeInfo *mi)
 953 {
 954   Engine *e = &engine[MI_SCREEN(mi)];
 955   Window w = MI_WINDOW(mi);
 956   Display *disp = MI_DISPLAY(mi);
 957
 958   if (!e->glx_context)
 959     return;
 960
 961   glXMakeCurrent(disp, w, *(e->glx_context));
 962
 963
 964   display(e);
 965
 966   if (do_titles)
 967       print_gl_string (mi->dpy, e->xfont, e->font_dlist,
 968                        mi->xgwa.width, mi->xgwa.height,
 969                        10, mi->xgwa.height - 10,
 970                        e->engine_name);
 971
 972   if(mi->fps_p) do_fps(mi);
 973   glFinish();
 974   glXSwapBuffers(disp, w);
 975 }
 976
 977 void release_engine(ModeInfo *mi)
 978 {
 979   if (engine != NULL) {
 980    (void) free((void *) engine);
 981    engine = NULL;
 982   }
 983   FreeAllGL(MI);
 984 }
 985
 986 #endif