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 #ifdef STANDALONE
  25 #define DEFAULTS        "*delay:           30000        \n" \
  26                         "*showFPS:         False        \n" \
  27                         "*titleFont:  -*-helvetica-medium-r-normal-*-180-*\n" \
  28
  29 # define refresh_engine 0
  30 # include "xlockmore.h"              /* from the xscreensaver distribution */
  31 #else  /* !STANDALONE */
  32 # include "xlock.h"                  /* from the xlockmore distribution */
  33 #endif /* !STANDALONE */
  34
  35 #include "glxfonts.h"
  36 #include "rotator.h"
  37 #include "gltrackball.h"
  38
  39 /* lifted from lament.c */
  40 #define RAND(n) ((long) ((random() & 0x7fffffff) % ((long) (n))))
  41 #define RANDSIGN() ((random() & 1) ? 1 : -1)
  42
  43
  44 #ifdef USE_GL
  45
  46 #define DEF_ENGINE "(none)"
  47 #define DEF_TITLES "False"
  48 #define DEF_SPIN   "True"
  49 #define DEF_MOVE   "True"
  50
  51 #undef countof
  52 #define countof(x) (sizeof((x))/sizeof((*x)))
  53
  54 static char *which_engine;
  55 static int move;
  56 static int spin;
  57 static Bool do_titles;
  58
  59 static XrmOptionDescRec opts[] = {
  60   {"-engine",  ".engine.engine", XrmoptionSepArg, DEF_ENGINE },
  61   {"-move",    ".engine.move",   XrmoptionNoArg, "True"  },
  62   {"+move",    ".engine.move",   XrmoptionNoArg, "False" },
  63   {"-spin",    ".engine.spin",   XrmoptionNoArg, "True"  },
  64   {"+spin",    ".engine.spin",   XrmoptionNoArg, "False" },
  65   { "-titles", ".engine.titles", XrmoptionNoArg, "True"  },
  66   { "+titles", ".engine.titles", XrmoptionNoArg, "False" },
  67 };
  68
  69 static argtype vars[] = {
  70   {&which_engine, "engine", "Engine", DEF_ENGINE, t_String},
  71   {&move,         "move",   "Move",   DEF_MOVE,   t_Bool},
  72   {&spin,         "spin",   "Spin",   DEF_SPIN,   t_Bool},
  73   {&do_titles,    "titles", "Titles", DEF_TITLES, t_Bool},
  74 };
  75
  76 ENTRYPOINT ModeSpecOpt engine_opts = {countof(opts), opts, countof(vars), vars, NULL};
  77
  78 #ifdef USE_MODULES
  79 ModStruct   engine_description =
  80 {"engine", "init_engine", "draw_engine", "release_engine",
  81  "draw_engine", "init_engine", NULL, &engine_opts,
  82  1000, 1, 2, 1, 4, 1.0, "",
  83  "A four stroke engine", 0, NULL};
  84
  85 #endif
  86
  87 /* these defines are used to provide symbolic means
  88  * by which to refer to various portions or multiples
  89  * of a cyle in degrees
  90  */
  91 #define HALFREV 180
  92 #define ONEREV 360
  93 #define TWOREV 720
  94
  95 #define MOVE_MULT 0.05
  96
  97 #define RAND_RANGE(min, max) ((min) + (max - min) * f_rand())
  98
  99
 100 typedef struct {
 101   GLXContext *glx_context;
 102   Window window;
 103   GLfloat x, y, z; /* position */
 104   GLfloat dx, dy, dz; /* position */
 105   GLfloat an1, an2, an3; /* internal angle */
 106   GLfloat nx, ny, nz; /* spin vector */
 107   GLfloat a; /* spin angle */
 108   GLfloat da; /* spin speed */
 109   rotator *rot;
 110   trackball_state *trackball;
 111   Bool button_down_p;
 112 # ifdef HAVE_GLBITMAP
 113   XFontStruct *xfont;
 114   GLuint font_dlist;
 115 # else
 116   texture_font_data *font_data;
 117 # endif
 118   char *engine_name;
 119   int engineType;
 120   int movepaused;
 121
 122   float crankOffset;
 123   float crankWidth;
 124
 125   int win_w, win_h;
 126
 127   float sin_table[TWOREV];
 128   float cos_table[TWOREV];
 129   float tan_table[TWOREV];
 130
 131   GLfloat boom_red[4];
 132   GLfloat boom_lpos[4];
 133   GLfloat boom_d, boom_wd;
 134   int boom_time;
 135
 136   GLfloat viewer[3], lookat[3];
 137
 138   int display_a;
 139   GLfloat ln[730], yp[730], ang[730];
 140   int ln_init;
 141   int lastPlug;
 142
 143   GLuint shaft_list, piston_list;
 144   int shaft_polys, piston_polys;
 145
 146 } Engine;
 147
 148 static Engine *engine = NULL;
 149
 150 static const GLfloat lightpos[] = {7.0, 7.0, 12, 1.0};
 151 static const GLfloat light_sp[] = {0.8, 0.8, 0.8, 0.5};
 152 static const GLfloat red[] = {1.0, 0, 0, 1.0};
 153 static const GLfloat green[] = {0.0, 1, 0, 1.0};
 154 static const GLfloat blue[] = {0, 0, 1, 1.0};
 155 static const GLfloat white[] = {1.0, 1, 1, 1.0};
 156 static const GLfloat yellow_t[] = {1, 1, 0, 0.4};
 157
 158 static GLvoid normal(GLfloat [], GLfloat [], GLfloat [],
 159                   GLfloat *, GLfloat *, GLfloat *);
 160
 161 /*
 162  * this table represents both the firing order and included angle of engine.
 163  * To simplify things, we always number from 0 starting at the flywheel and
 164  * moving down the crankshaft toward the back of the engine.  This doesn't
 165  * always match manufacturer's schemes.  For example, the Porsche 911 engine
 166  * is a flat six with the following configuration (Porsche's numbering):
 167  *
 168  *    3  2  1
 169  *  |=            firing order is 1-6-2-4-3-5 in this diagram
 170  *     6  5  4
 171  *
 172  * We renumber these using our scheme but preserve the effective firing order:
 173  *
 174  *   0  2  4
 175  * |=             firing order is 4-1-2-5-0-3 in this diagram
 176  *    1  3  5
 177  *
 178  * To avoid going completely insane, we also reorder these so the newly
 179  * renumbered cylinder 0 is always first: 0-3-4-1-2-5
 180  *
 181  * For a flat 6, the included angle is 180 degrees (0 would be a inline
 182  * engine).  Because these are all four-stroke engines, each piston goes
 183  * through 720 degrees of rotation for each time the spark plug sparks,
 184  * so in this case, we would use the following angles:
 185  *
 186  * cylinder     firing order     angle
 187  * --------     ------------     -----
 188  *    0               0             0
 189  *    1               3           360
 190  *    2               4           240
 191  *    3               1           600
 192  *    4               2           480
 193  *    5               5           120
 194  *
 195  */
 196
 197 typedef struct
 198 {
 199     int cylinders;
 200     int includedAngle;
 201     int pistonAngle[12];  /* twelve cylinders should suffice... */
 202     int speed;          /*  step size in degrees for engine speed */
 203     const char *engineName;  /* currently unused */
 204 } engine_type;
 205
 206 static const engine_type engines[] = {
 207     { 3,   0, { 0, 240, 480,   0,   0,   0,
 208                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 209      "Honda Insight" },
 210     { 4,   0, { 0, 180, 540, 360,   0,   0,
 211                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 212      "BMW M3" },
 213     { 4, 180, { 0, 360, 180, 540,   0,   0,
 214                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 215      "VW Beetle" },
 216     { 5,   0, { 0, 576, 144, 432, 288,   0,
 217                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 218      "Audi Quattro" },
 219     { 6,   0, { 0, 240, 480, 120, 600, 360,
 220                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 221      "BMW M5" },
 222     { 6,  90, { 0, 360, 480, 120, 240, 600,
 223                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 224      "Subaru XT" },
 225     { 6, 180, { 0, 360, 240, 600, 480, 120,
 226                 0,   0,   0,   0,   0,   0 }, 12,
 227      "Porsche 911" },
 228     { 8,  90, { 0, 450,  90, 180, 270, 360,
 229               540, 630,   0,   0,   0,   0 }, 15,
 230      "Corvette Z06" },
 231     {10,  90, { 0,  72, 432, 504, 288, 360,
 232               144, 216, 576, 648,   0,   0 }, 12,
 233      "Dodge Viper" },
 234     {12,  60, { 0, 300, 240, 540, 480,  60,
 235               120, 420, 600, 180, 360, 660 }, 12,
 236      "Jaguar XKE" },
 237 };
 238
 239 /* this define is just a little shorter way of referring to members of the
 240  * table above
 241  */
 242 #define ENG engines[e->engineType]
 243
 244 /* given a number of cylinders and an included angle, finds matching engine */
 245 static int
 246 find_engine(char *name)
 247 {
 248   unsigned int i;
 249   char *s;
 250
 251   if (!name || !*name || !strcasecmp (name, "(none)"))
 252     return (random() % countof(engines));
 253
 254   for (s = name; *s; s++)
 255     if (*s == '-' || *s == '_') *s = ' ';
 256
 257   for (i = 0; i < countof(engines); i++) {
 258     if (!strcasecmp(name, engines[i].engineName))
 259       return i;
 260   }
 261
 262   fprintf (stderr, "%s: unknown engine type \"%s\"\n", progname, name);
 263   fprintf (stderr, "%s: available models are:\n", progname);
 264   for (i = 0; i < countof(engines); i++) {
 265     fprintf (stderr, "\t %-13s (%d cylinders",
 266              engines[i].engineName, engines[i].cylinders);
 267     if (engines[i].includedAngle == 0)
 268       fprintf (stderr, ")\n");
 269     else if (engines[i].includedAngle == 180)
 270       fprintf (stderr, ", flat)\n");
 271     else
 272       fprintf (stderr, ", V)\n");
 273   }
 274   exit(1);
 275 }
 276
 277 /* we use trig tables to speed things up - 200 calls to sin()
 278  in one frame can be a bit harsh..
 279 */
 280
 281 static void make_tables(Engine *e)
 282 {
 283   int i;
 284   float f;
 285
 286   f = ONEREV / (M_PI * 2);
 287   for (i = 0 ; i < TWOREV ; i++) {
 288     e->sin_table[i] = sin(i/f);
 289   }
 290   for (i = 0 ; i < TWOREV ; i++) {
 291     e->cos_table[i] = cos(i/f);
 292   }
 293   for (i = 0 ; i < TWOREV ; i++) {
 294     e->tan_table[i] = tan(i/f);
 295   }
 296 }
 297
 298 /* if inner and outer are the same, we draw a cylinder, not a tube */
 299 /* for a tube, endcaps is 0 (none), 1 (left), 2 (right) or 3(both) */
 300 /* angle is how far around the axis to go (up to 360) */
 301
 302 static int cylinder (Engine *e, GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z,
 303     float length, float outer, float inner, int endcaps, int sang, int eang)
 304 {
 305   int polys = 0;
 306   int a; /* current angle around cylinder */
 307   int b = 0; /* previous */
 308   int angle, norm, step, sangle;
 309   float z1, y1, z2, y2, ex=0;
 310   float Z1, Y1, Z2, Y2, xl;
 311   GLfloat y2c[TWOREV], z2c[TWOREV];
 312   int nsegs, tube = 0;
 313
 314   glPushMatrix();
 315   nsegs = outer*(MAX(e->win_w, e->win_h)/200);
 316   nsegs = MAX(nsegs, 6);
 317   nsegs = MAX(nsegs, 40);
 318   if (nsegs % 2)
 319      nsegs += 1;
 320   sangle = sang;
 321   angle = eang;
 322   z1 = e->cos_table[sangle]*outer+z; y1 = e->sin_table[sangle] * outer+y;
 323   Z1 = e->cos_table[sangle] * inner+z; Y1 = e->sin_table[sangle]*inner+y ;
 324   Z2 = z;
 325   Y2 = y;
 326   xl = x + length;
 327   if (inner < outer && endcaps < 3) tube = 1;
 328   step = ONEREV/nsegs;
 329
 330   glBegin(GL_QUADS);
 331   for (a = sangle ; a <= angle || b <= angle ; a+= step) {
 332     y2=outer*(float)e->sin_table[a]+y;
 333     z2=outer*(float)e->cos_table[a]+z;
 334     if (endcaps)
 335        y2c[a] = y2; z2c[a] = z2; /* cache for later */
 336     if (tube) {
 337       Y2=inner*(float)e->sin_table[a]+y;
 338       Z2=inner*(float)e->cos_table[a]+z;
 339     }
 340     glNormal3f(0, y1, z1);
 341     glVertex3f(x,y1,z1);
 342     glVertex3f(xl,y1,z1);
 343     glNormal3f(0, y2, z2);
 344     glVertex3f(xl,y2,z2);
 345     glVertex3f(x,y2,z2);
 346     polys++;
 347     if (a == sangle && angle - sangle < ONEREV) {
 348       if (tube)
 349         glVertex3f(x, Y1, Z1);
 350       else
 351         glVertex3f(x, y, z);
 352       glVertex3f(x, y1, z1);
 353       glVertex3f(xl, y1, z1);
 354       if (tube)
 355         glVertex3f(xl, Z1, Z1);
 356       else
 357         glVertex3f(xl, y, z);
 358       polys++;
 359     }
 360     if (tube) {
 361       if (endcaps != 1) {
 362         glNormal3f(-1, 0, 0); /* left end */
 363         glVertex3f(x, y1, z1);
 364         glVertex3f(x, y2, z2);
 365         glVertex3f(x, Y2, Z2);
 366         glVertex3f(x, Y1, Z1);
 367         polys++;
 368       }
 369
 370       glNormal3f(0, -Y1, -Z1); /* inner surface */
 371       glVertex3f(x, Y1, Z1);
 372       glVertex3f(xl, Y1, Z1);
 373       glNormal3f(0, -Y2, -Z2);
 374       glVertex3f(xl, Y2, Z2);
 375       glVertex3f(x, Y2, Z2);
 376       polys++;
 377
 378       if (endcaps != 2) {
 379         glNormal3f(1, 0, 0); /* right end */
 380         glVertex3f(xl, y1, z1);
 381         glVertex3f(xl, y2, z2);
 382         glVertex3f(xl, Y2, Z2);
 383         glVertex3f(xl, Y1, Z1);
 384         polys++;
 385       }
 386     }
 387
 388     z1=z2; y1=y2;
 389     Z1=Z2; Y1=Y2;
 390     b = a;
 391   }
 392   glEnd();
 393
 394   if (angle - sangle < ONEREV) {
 395     GLfloat nx, ny, nz;
 396     GLfloat v1[3], v2[3], v3[3];
 397     v1[0] = x; v1[1] = y; v1[2] = z;
 398     v2[0] = x; v2[1] = y1; v2[2] = z1;
 399     v3[0] = xl; v3[1] = y1; v3[2] = z1;
 400     normal(&v2[0], &v1[0], &v3[0], &nx, &ny, &nz);
 401     glBegin(GL_QUADS);
 402     glNormal3f(nx, ny, nz);
 403     glVertex3f(x, y, z);
 404     glVertex3f(x, y1, z1);
 405     glVertex3f(xl, y1, z1);
 406     glVertex3f(xl, y, z);
 407     polys++;
 408     glEnd();
 409   }
 410   if (endcaps) {
 411     GLfloat end, start;
 412     if (tube) {
 413       if (endcaps == 1) {
 414         end = 0;
 415         start = 0;
 416       } else if (endcaps == 2) {
 417         start = end = length+0.01;
 418       } else {
 419         end = length+0.02; start = -0.01;
 420       }
 421       norm = (ex == length+0.01) ? -1 : 1;
 422     } else  {
 423       end = length;
 424       start = 0;
 425       norm = -1;
 426     }
 427
 428     for(ex = start ; ex <= end ; ex += length) {
 429       z1 = outer*e->cos_table[sangle]+z;
 430       y1 = y+e->sin_table[sangle]*outer;
 431       step = ONEREV/nsegs;
 432       glBegin(GL_TRIANGLES);
 433       b = 0;
 434       for (a = sangle ; a <= angle || b <= angle; a+= step) {
 435           glNormal3f(norm, 0, 0);
 436           glVertex3f(x+ex,y, z);
 437           glVertex3f(x+ex,y1,z1);
 438           glVertex3f(x+ex,y2c[a],z2c[a]);
 439           polys++;
 440         y1 = y2c[a]; z1 = z2c[a];
 441         b = a;
 442       }
 443       if (!tube) norm = 1;
 444       glEnd();
 445     }
 446   }
 447   glPopMatrix();
 448   return polys;
 449 }
 450
 451 /* this is just a convenience function to make a solid rod */
 452 static int rod (Engine *e, GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z, float length, float diameter)
 453 {
 454     return cylinder(e, x, y, z, length, diameter, diameter, 3, 0, ONEREV);
 455 }
 456
 457 static GLvoid normal(GLfloat v1[], GLfloat v2[], GLfloat v3[],
 458                   GLfloat *nx, GLfloat *ny, GLfloat *nz)
 459 {
 460    GLfloat x, y, z, X, Y, Z;
 461
 462    x = v2[0]-v1[0];
 463    y = v2[1]-v1[1];
 464    z = v2[2]-v1[2];
 465    X = v3[0]-v1[0];
 466    Y = v3[1]-v1[1];
 467    Z = v3[2]-v1[2];
 468
 469    *nx = Y*z - Z*y;
 470    *ny = Z*x - X*z;
 471    *nz = X*y - Y*x;
 472
 473 }
 474
 475
 476
 477 static int Rect(GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z, GLfloat w, GLfloat h,
 478             GLfloat t)
 479 {
 480   int polys = 0;
 481   GLfloat yh;
 482   GLfloat xw;
 483   GLfloat zt;
 484
 485   yh = y+h; xw = x+w; zt = z - t;
 486
 487   glBegin(GL_QUADS); /* front */
 488     glNormal3f(0, 0, 1);
 489     glVertex3f(x, y, z);
 490     glVertex3f(x, yh, z);
 491     glVertex3f(xw, yh, z);
 492     glVertex3f(xw, y, z);
 493     polys++;
 494   /* back */
 495     glNormal3f(0, 0, -1);
 496     glVertex3f(x, y, zt);
 497     glVertex3f(x, yh, zt);
 498     glVertex3f(xw, yh, zt);
 499     glVertex3f(xw, y, zt);
 500     polys++;
 501   /* top */
 502     glNormal3f(0, 1, 0);
 503     glVertex3f(x, yh, z);
 504     glVertex3f(x, yh, zt);
 505     glVertex3f(xw, yh, zt);
 506     glVertex3f(xw, yh, z);
 507     polys++;
 508   /* bottom */
 509     glNormal3f(0, -1, 0);
 510     glVertex3f(x, y, z);
 511     glVertex3f(x, y, zt);
 512     glVertex3f(xw, y, zt);
 513     glVertex3f(xw, y, z);
 514     polys++;
 515   /* left */
 516     glNormal3f(-1, 0, 0);
 517     glVertex3f(x, y, z);
 518     glVertex3f(x, y, zt);
 519     glVertex3f(x, yh, zt);
 520     glVertex3f(x, yh, z);
 521     polys++;
 522   /* right */
 523     glNormal3f(1, 0, 0);
 524     glVertex3f(xw, y, z);
 525     glVertex3f(xw, y, zt);
 526     glVertex3f(xw, yh, zt);
 527     glVertex3f(xw, yh, z);
 528     polys++;
 529   glEnd();
 530   return polys;
 531 }
 532
 533 static int makepiston(Engine *e)
 534 {
 535   int polys = 0;
 536   GLfloat colour[] = {0.6, 0.6, 0.6, 1.0};
 537
 538   e->piston_list = glGenLists(1);
 539   glNewList(e->piston_list, 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   polys += cylinder(e, 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   polys += cylinder(e, 1.6, 0, 0, 0.1, 1.05, 1.05, 0, 0, ONEREV); /* ring */
 548   polys += cylinder(e, 1.8, 0, 0, 0.1, 1.05, 1.05, 0, 0, ONEREV); /* ring */
 549   glEndList();
 550   return polys;
 551 }
 552
 553 static int CrankBit(Engine *e, GLfloat x)
 554 {
 555   int polys = 0;
 556   polys += Rect(x, -1.4, 0.5, 0.2, 1.8, 1);
 557   polys += cylinder(e, x, -0.5, 0, 0.2, 2, 2, 1, 60, 120);
 558   return polys;
 559 }
 560
 561 static int boom(Engine *e, GLfloat x, GLfloat y, int s)
 562 {
 563   int polys = 0;
 564   int flameOut = 720/ENG.speed/ENG.cylinders;
 565
 566   if (e->boom_time == 0 && s) {
 567     e->boom_red[0] = e->boom_red[1] = 0;
 568     e->boom_d = 0.05;
 569     e->boom_time++;
 570     glEnable(GL_LIGHT1);
 571   } else if (e->boom_time == 0 && !s) {
 572     return polys;
 573   } else if (e->boom_time >= 8 && e->boom_time < flameOut && !s) {
 574     e->boom_time++;
 575     e->boom_red[0] -= 0.2; e->boom_red[1] -= 0.1;
 576     e->boom_d-= 0.04;
 577   } else if (e->boom_time >= flameOut) {
 578     e->boom_time = 0;
 579     glDisable(GL_LIGHT1);
 580     return polys;
 581   } else {
 582     e->boom_red[0] += 0.2; e->boom_red[1] += 0.1;
 583     e->boom_d += 0.04;
 584     e->boom_time++;
 585   }
 586   e->boom_lpos[0] = x-e->boom_d; e->boom_lpos[1] = y;
 587   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, e->boom_lpos);
 588   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, e->boom_red);
 589   glLightfv(GL_LIGHT1, GL_SPECULAR, e->boom_red);
 590   glLightf(GL_LIGHT1, GL_LINEAR_ATTENUATION, 1.3);
 591   glLighti(GL_LIGHT1, GL_CONSTANT_ATTENUATION, 0);
 592
 593   glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, e->boom_red);
 594   e->boom_wd = e->boom_d*3;
 595   if (e->boom_wd > 0.7) e->boom_wd = 0.7;
 596   glEnable(GL_BLEND);
 597   glDepthMask(GL_FALSE);
 598   glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 599   polys += rod(e, x, y, 0, e->boom_d, e->boom_wd);
 600   glDepthMask(GL_TRUE);
 601   glDisable(GL_BLEND);
 602   return polys;
 603 }
 604
 605 static int display(Engine *e)
 606 {
 607   int polys = 0;
 608   GLfloat zb, yb;
 609   float rightSide;
 610   int half;
 611   int sides;
 612   int j, b;
 613
 614   glEnable(GL_LIGHTING);
 615   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 616   glLoadIdentity();
 617   gluLookAt(e->viewer[0], e->viewer[1], e->viewer[2],
 618             e->lookat[0], e->lookat[1], e->lookat[2],
 619             0.0, 1.0, 0.0);
 620   glPushMatrix();
 621
 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
 632   if (spin) {
 633     double x, y, z;
 634
 635     /* Do it twice because we don't track the device's orientation. */
 636     glRotatef( current_device_rotation(), 0, 0, 1);
 637     gltrackball_rotate (e->trackball);
 638     glRotatef(-current_device_rotation(), 0, 0, 1);
 639
 640     get_rotation(e->rot, &x, &y, &z, !e->button_down_p);
 641     glRotatef(x*ONEREV, 1.0, 0.0, 0.0);
 642     glRotatef(y*ONEREV, 0.0, 1.0, 0.0);
 643     glRotatef(x*ONEREV, 0.0, 0.0, 1.0);
 644   }
 645
 646 /* So the rotation appears around the centre of the engine */
 647   glTranslatef(-5, 0, 0);
 648
 649 /* crankshaft */
 650   glPushMatrix();
 651   glRotatef(e->display_a, 1, 0, 0);
 652   glCallList(e->shaft_list);
 653   polys += e->shaft_polys;
 654   glPopMatrix();
 655
 656   /* init the ln[] matrix for speed */
 657   if (e->ln_init == 0) {
 658     for (e->ln_init = 0 ; e->ln_init < 730 ; e->ln_init++) {
 659       zb = e->sin_table[e->ln_init];
 660       yb = e->cos_table[e->ln_init];
 661       /* y ordinate of piston */
 662       e->yp[e->ln_init] = yb + sqrt(25 - (zb*zb));
 663       /* length of rod */
 664       e->ln[e->ln_init] = sqrt(zb*zb + (yb-e->yp[e->ln_init])*(yb-e->yp[e->ln_init]));
 665       /* angle of connecting rod */
 666       e->ang[e->ln_init] = asin(zb/5)*57;
 667       e->ang[e->ln_init] *= -1;
 668     }
 669   }
 670
 671   glPushMatrix();
 672   sides = (ENG.includedAngle == 0) ? 1 : 2;
 673   for (half = 0; half < sides; half++, glRotatef(ENG.includedAngle,1,0,0))
 674   {
 675     /* pistons */
 676       /* glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, white); */
 677       for (j = 0; j < ENG.cylinders; j += sides)
 678       {
 679         b = (e->display_a + ENG.pistonAngle[j+half]) % ONEREV;
 680         glPushMatrix();
 681         glTranslatef(e->crankWidth/2 + e->crankOffset*(j+half), e->yp[b]-0.3, 0);
 682         glCallList(e->piston_list);
 683         polys += e->piston_polys;
 684         glPopMatrix();
 685       }
 686     /* spark plugs */
 687       glPushMatrix();
 688       glRotatef(90, 0, 0, 1);
 689       glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, red);
 690       for (j = 0; j < ENG.cylinders; j += sides)
 691       {
 692         polys += cylinder(e, 8.5, -e->crankWidth/2-e->crankOffset*(j+half), 0,
 693             0.5, 0.4, 0.3, 1, 0, ONEREV);
 694       }
 695       glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, white);
 696       for (j = 0; j < ENG.cylinders; j += sides)
 697       {
 698         polys += rod(e, 8, -e->crankWidth/2-e->crankOffset*(j+half), 0, 0.5, 0.2);
 699         polys += rod(e, 9, -e->crankWidth/2-e->crankOffset*(j+half), 0, 1, 0.15);
 700       }
 701
 702      /* rod */
 703       glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, blue);
 704       for (j = 0; j < ENG.cylinders; j += sides)
 705       {
 706           b = (e->display_a+HALFREV+ENG.pistonAngle[j+half]) % TWOREV;
 707           glPushMatrix();
 708           glRotatef(e->ang[b], 0, 1, 0);
 709           polys += rod(e,
 710               -e->cos_table[b],
 711               -e->crankWidth/2-e->crankOffset*(j+half),
 712               -e->sin_table[b],
 713               e->ln[b], 0.2);
 714           glPopMatrix();
 715       }
 716       glPopMatrix();
 717
 718         /* engine block */
 719       glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, yellow_t);
 720       glEnable(GL_BLEND);
 721       glDepthMask(GL_FALSE);
 722       glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 723       rightSide = (sides > 1) ? 0 : 1.6;
 724     /* left plate */
 725       polys += Rect(-e->crankWidth/2, -0.5,  1, 0.2, 9, 2);
 726     /* right plate */
 727       polys += Rect(0.3+e->crankOffset*ENG.cylinders-rightSide, -0.5, 1, 0.2, 9, 2);
 728     /* head plate */
 729       polys += Rect(-e->crankWidth/2+0.2, 8.3, 1,
 730             e->crankWidth/2+0.1+e->crankOffset*ENG.cylinders-rightSide, 0.2, 2);
 731     /* front rail */
 732       polys += Rect(-e->crankWidth/2+0.2, 3, 1,
 733             e->crankWidth/2+0.1+e->crankOffset*ENG.cylinders-rightSide, 0.2, 0.2);
 734     /* back rail */
 735       polys += Rect(-e->crankWidth/2+0.2, 3, -1+0.2,
 736             e->crankWidth/2+0.1+e->crankOffset*ENG.cylinders-rightSide, 0.2, 0.2);
 737     /* plates between cylinders */
 738       for (j=0; j < ENG.cylinders - (sides == 1); j += sides)
 739         polys += Rect(0.4+e->crankWidth+e->crankOffset*(j-half), 3, 1, 1, 5.3, 2);
 740       glDepthMask(GL_TRUE);
 741   }
 742   glPopMatrix();
 743
 744         /* see which of our plugs should fire now, if any */
 745   for (j = 0; j < ENG.cylinders; j++)
 746   {
 747     if (0 == ((e->display_a + ENG.pistonAngle[j]) % TWOREV))
 748     {
 749         glPushMatrix();
 750         if (j & 1)
 751             glRotatef(ENG.includedAngle,1,0,0);
 752         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 753         polys += boom(e, 8, -e->crankWidth/2-e->crankOffset*j, 1);
 754         e->lastPlug = j;
 755         glPopMatrix();
 756     }
 757   }
 758
 759   if (e->lastPlug != j)
 760   {
 761     /* this code causes the last plug explosion to dim gradually */
 762     if (e->lastPlug & 1)
 763       glRotatef(ENG.includedAngle, 1, 0, 0);
 764     glRotatef(90, 0, 0, 1);
 765     polys += boom(e, 8, -e->crankWidth/2-e->crankOffset*e->lastPlug, 0);
 766   }
 767   glDisable(GL_BLEND);
 768
 769   e->display_a += ENG.speed;
 770   if (e->display_a >= TWOREV)
 771     e->display_a = 0;
 772   glPopMatrix();
 773   glFlush();
 774   return polys;
 775 }
 776
 777 static int makeshaft (Engine *e)
 778 {
 779   int polys = 0;
 780   int j;
 781   float crankThick = 0.2;
 782   float crankDiam = 0.3;
 783
 784   e->shaft_list = glGenLists(1);
 785   glNewList(e->shaft_list, GL_COMPILE);
 786
 787   glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, blue);
 788   /* draw the flywheel */
 789   polys += cylinder(e, -2.5, 0, 0, 1, 3, 2.5, 0, 0, ONEREV);
 790   polys += Rect(-2, -0.3, 2.8, 0.5, 0.6, 5.6);
 791   polys += Rect(-2, -2.8, 0.3, 0.5, 5.6, 0.6);
 792
 793   /* now make each of the shaft bits between the cranks,
 794    * starting from the flywheel end which is at X-coord 0.
 795    * the first cranskhaft bit is always 2 units long
 796    */
 797   polys += rod(e, -2, 0, 0, 2, crankDiam);
 798
 799   /* Each crank is crankWidth units wide and the total width of a
 800    * cylinder assembly is 3.3 units. For inline engines, there is just
 801    * a single crank per cylinder width.  For other engine
 802    * configurations, there is a crank between each pair of adjacent
 803    * cylinders on one side of the engine, so the crankOffset length is
 804    * halved.
 805    */
 806   e->crankOffset = 3.3;
 807   if (ENG.includedAngle != 0)
 808     e->crankOffset /= 2;
 809   for (j = 0; j < ENG.cylinders - 1; j++)
 810     polys += rod(e,
 811         e->crankWidth - crankThick + e->crankOffset*j, 0, 0,
 812         e->crankOffset - e->crankWidth + 2 * crankThick, crankDiam);
 813   /* the last bit connects to the engine wall on the non-flywheel end */
 814   polys += rod(e, e->crankWidth - crankThick + e->crankOffset*j, 0, 0, 0.9, crankDiam);
 815
 816
 817   for (j = 0; j < ENG.cylinders; j++)
 818   {
 819     glPushMatrix();
 820     if (j & 1)
 821         glRotatef(HALFREV+ENG.pistonAngle[j]+ENG.includedAngle,1,0,0);
 822     else
 823         glRotatef(HALFREV+ENG.pistonAngle[j],1,0,0);
 824     /* draw wrist pin */
 825     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, blue);
 826     polys += rod(e, e->crankOffset*j, -1.0, 0.0, e->crankWidth, crankDiam);
 827     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, green);
 828     /* draw right part of crank */
 829     polys += CrankBit(e, e->crankOffset*j);
 830     /* draw left part of crank */
 831     polys += CrankBit(e, e->crankWidth-crankThick+e->crankOffset*j);
 832     glPopMatrix();
 833   }
 834   glEndList();
 835   return polys;
 836 }
 837
 838
 839 ENTRYPOINT void reshape_engine(ModeInfo *mi, int width, int height)
 840 {
 841  Engine *e = &engine[MI_SCREEN(mi)];
 842  glViewport(0,0,(GLint)width, (GLint) height);
 843  glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 844  glLoadIdentity();
 845  glFrustum(-1.0,1.0,-1.0,1.0,1.5,70.0);
 846  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 847  e->win_h = height;
 848  e->win_w = width;
 849 }
 850
 851
 852 ENTRYPOINT void init_engine(ModeInfo *mi)
 853 {
 854   int screen = MI_SCREEN(mi);
 855   Engine *e;
 856
 857  if (engine == NULL) {
 858    if ((engine = (Engine *) calloc(MI_NUM_SCREENS(mi),
 859                                         sizeof(Engine))) == NULL)
 860           return;
 861  }
 862  e = &engine[screen];
 863  e->window = MI_WINDOW(mi);
 864
 865  e->x = e->y = e->z = e->a = e->an1 = e->nx = e->ny = e->nz =
 866  e->dx = e->dy = e->dz = e->da = 0;
 867
 868  if (move) {
 869    e->dx = (float)(random() % 1000)/30000;
 870    e->dy = (float)(random() % 1000)/30000;
 871    e->dz = (float)(random() % 1000)/30000;
 872  } else {
 873   e->viewer[0] = 0; e->viewer[1] = 2; e->viewer[2] = 18;
 874   e->lookat[0] = 0; e->lookat[1] = 0; e->lookat[2] = 0;
 875
 876  }
 877  if (spin) {
 878    e->da = (float)(random() % 1000)/125 - 4;
 879    e->nx = (float)(random() % 100) / 100;
 880    e->ny = (float)(random() % 100) / 100;
 881    e->nz = (float)(random() % 100) / 100;
 882  }
 883
 884  {
 885    double spin_speed = 0.5;
 886    double wander_speed = 0.01;
 887
 888  e->crankWidth = 1.5;
 889  e->boom_red[3] = 0.9;
 890  e->boom_lpos[3] = 1;
 891
 892  e->viewer[2] = 30;
 893
 894  e->rot = make_rotator (spin ? spin_speed : 0,
 895                         spin ? spin_speed : 0,
 896                         spin ? spin_speed : 0,
 897                         1.0,
 898                         move ? wander_speed : 0,
 899                         True);
 900
 901     e->trackball = gltrackball_init ();
 902  }
 903
 904  if ((e->glx_context = init_GL(mi)) != NULL) {
 905       reshape_engine(mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 906  } else {
 907      MI_CLEARWINDOW(mi);
 908  }
 909  glShadeModel(GL_SMOOTH);
 910  glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_FILL);
 911  glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 912  glEnable(GL_LIGHTING);
 913  glEnable(GL_LIGHT0);
 914  glEnable(GL_NORMALIZE);
 915  make_tables(e);
 916  e->engineType = find_engine(which_engine);
 917
 918  e->engine_name = malloc(200);
 919  sprintf (e->engine_name,
 920           "%s\n%s%d%s",
 921           engines[e->engineType].engineName,
 922           (engines[e->engineType].includedAngle == 0 ? "" :
 923            engines[e->engineType].includedAngle == 180 ? "Flat " : "V"),
 924           engines[e->engineType].cylinders,
 925           (engines[e->engineType].includedAngle == 0 ? " Cylinder" : "")
 926           );
 927
 928  e->shaft_polys = makeshaft(e);
 929  e->piston_polys = makepiston(e);
 930
 931 #ifdef HAVE_GLBITMAP
 932  load_font (mi->dpy, "titleFont", &e->xfont, &e->font_dlist);
 933 #else
 934  e->font_data = load_texture_font (mi->dpy, "Font");
 935 #endif
 936 }
 937
 938 ENTRYPOINT Bool
 939 engine_handle_event (ModeInfo *mi, XEvent *event)
 940 {
 941    Engine *e = &engine[MI_SCREEN(mi)];
 942
 943    if (event->xany.type == ButtonPress &&
 944        event->xbutton.button == Button1)
 945    {
 946        e->button_down_p = True;
 947        gltrackball_start (e->trackball,
 948                           event->xbutton.x, event->xbutton.y,
 949                           MI_WIDTH (mi), MI_HEIGHT (mi));
 950        e->movepaused = 1;
 951        return True;
 952    }
 953    else if (event->xany.type == ButtonRelease &&
 954             event->xbutton.button == Button1) {
 955        e->button_down_p = False;
 956        e->movepaused = 0;
 957        return True;
 958    }
 959   else if (event->xany.type == ButtonPress &&
 960            (event->xbutton.button == Button4 ||
 961             event->xbutton.button == Button5 ||
 962             event->xbutton.button == Button6 ||
 963             event->xbutton.button == Button7))
 964     {
 965       gltrackball_mousewheel (e->trackball, event->xbutton.button, 10,
 966                               !!event->xbutton.state);
 967       return True;
 968     }
 969    else if (event->xany.type == MotionNotify &&
 970             e->button_down_p) {
 971       gltrackball_track (e->trackball,
 972                          event->xmotion.x, event->xmotion.y,
 973                          MI_WIDTH (mi), MI_HEIGHT (mi));
 974       return True;
 975    }
 976   return False;
 977 }
 978
 979 ENTRYPOINT void draw_engine(ModeInfo *mi)
 980 {
 981   Engine *e = &engine[MI_SCREEN(mi)];
 982   Window w = MI_WINDOW(mi);
 983   Display *disp = MI_DISPLAY(mi);
 984
 985   if (!e->glx_context)
 986     return;
 987
 988   glXMakeCurrent(disp, w, *(e->glx_context));
 989
 990
 991   mi->polygon_count = display(e);
 992
 993   glColor3f (1, 1, 0);
 994   if (do_titles)
 995       print_gl_string (mi->dpy,
 996 # ifdef HAVE_GLBITMAP
 997                        e->xfont, e->font_dlist,
 998 # else
 999                        e->font_data,
1000 # endif
1001                        mi->xgwa.width, mi->xgwa.height,
1002                        10, mi->xgwa.height - 10,
1003                        e->engine_name, False);
1004
1005   if(mi->fps_p) do_fps(mi);
1006   glFinish();
1007   glXSwapBuffers(disp, w);
1008 }
1009
1010 ENTRYPOINT void
1011 release_engine(ModeInfo *mi)
1012 {
1013   if (engine != NULL) {
1014    (void) free((void *) engine);
1015    engine = NULL;
1016   }
1017   FreeAllGL(mi);
1018 }
1019
1020 XSCREENSAVER_MODULE ("Engine", engine)
1021
1022 #endif