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

   1 /* quasicrystal, Copyright (c) 2013 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  * Overlapping sine waves create interesting plane-tiling interference
  12  * patterns.  Created by jwz, Jul 2013.  Inspired by
  13  * http://mainisusuallyafunction.blogspot.com/2011/10/quasicrystals-as-sums-of-waves-in-plane.html
  14  */
  15
  16
  17 #define DEFAULTS        "*delay:        30000       \n" \
  18                         "*spin:         True        \n" \
  19                         "*wander:       True        \n" \
  20                         "*symmetric:    True        \n" \
  21                         "*count:        17          \n" \
  22                         "*contrast:     30          \n" \
  23                         "*showFPS:      False       \n" \
  24                         "*wireframe:    False       \n" \
  25                         "*suppressRotationAnimation: True\n" \
  26
  27 # define free_quasicrystal 0
  28 # define release_quasicrystal 0
  29 #undef countof
  30 #define countof(x) (sizeof((x))/sizeof((*x)))
  31
  32 #include "xlockmore.h"
  33 #include "colors.h"
  34 #include "rotator.h"
  35 #include <ctype.h>
  36
  37 #ifdef USE_GL /* whole file */
  38
  39 #define DEF_SPEED  "1.0"
  40
  41 typedef struct {
  42   rotator *rot, *rot2;
  43   GLuint texid;
  44 } plane;
  45
  46 typedef struct {
  47   GLXContext *glx_context;
  48   Bool button_down_p;
  49   Bool symmetric_p;
  50   GLfloat contrast;
  51   int count;
  52   int ncolors, ccolor;
  53   XColor *colors;
  54   plane *planes;
  55   int mousex, mousey;
  56
  57 } quasicrystal_configuration;
  58
  59 static quasicrystal_configuration *bps = NULL;
  60
  61 static GLfloat speed;
  62
  63 static XrmOptionDescRec opts[] = {
  64   { "-spin",         ".spin",      XrmoptionNoArg, "True"  },
  65   { "+spin",         ".spin",      XrmoptionNoArg, "False" },
  66   { "-wander",       ".wander",    XrmoptionNoArg, "True"  },
  67   { "+wander",       ".wander",    XrmoptionNoArg, "False" },
  68   { "-symmetry",     ".symmetric", XrmoptionNoArg, "True"   },
  69   { "-no-symmetry",  ".symmetric", XrmoptionNoArg, "False"  },
  70   { "-speed",        ".speed",     XrmoptionSepArg, 0 },
  71   { "-contrast",     ".contrast",  XrmoptionSepArg, 0 },
  72 };
  73
  74 static argtype vars[] = {
  75   {&speed,     "speed",  "Speed",  DEF_SPEED,  t_Float},
  76 };
  77
  78 ENTRYPOINT ModeSpecOpt quasicrystal_opts = {countof(opts), opts, countof(vars), vars, NULL};
  79
  80
  81
  82 /* Window management, etc
  83  */
  84 ENTRYPOINT void
  85 reshape_quasicrystal (ModeInfo *mi, int width, int height)
  86 {
  87   GLfloat h = (GLfloat) height / (GLfloat) width;
  88
  89   glViewport (0, 0, (GLint) width, (GLint) height);
  90
  91   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
  92   glLoadIdentity();
  93   glOrtho (0, 1, 1, 0, -1, 1);
  94
  95   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
  96   glLoadIdentity();
  97   glTranslatef (0.5, 0.5, 0);
  98   glScalef (h, 1, 1);
  99   if (width > height)
 100     glScalef (1/h, 1/h, 1);
 101   glTranslatef (-0.5, -0.5, 0);
 102   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
 103 }
 104
 105
 106 ENTRYPOINT Bool
 107 quasicrystal_handle_event (ModeInfo *mi, XEvent *event)
 108 {
 109   quasicrystal_configuration *bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
 110
 111   if (event->xany.type == ButtonPress &&
 112       event->xbutton.button == Button1)
 113     {
 114       bp->button_down_p = True;
 115       bp->mousex = event->xbutton.x;
 116       bp->mousey = event->xbutton.y;
 117       return True;
 118     }
 119   else if (event->xany.type == ButtonRelease &&
 120            event->xbutton.button == Button1)
 121     {
 122       bp->button_down_p = False;
 123       return True;
 124     }
 125   else if (event->xany.type == ButtonPress &&   /* wheel up or right */
 126            (event->xbutton.button == Button4 ||
 127             event->xbutton.button == Button7))
 128     {
 129     UP:
 130       if (bp->contrast <= 0) return False;
 131       bp->contrast--;
 132       return True;
 133     }
 134   else if (event->xany.type == ButtonPress &&   /* wheel down or left */
 135            (event->xbutton.button == Button5 ||
 136             event->xbutton.button == Button6))
 137     {
 138     DOWN:
 139       if (bp->contrast >= 100) return False;
 140       bp->contrast++;
 141       return True;
 142     }
 143   else if (event->xany.type == MotionNotify &&
 144            bp->button_down_p)
 145     {
 146       /* Dragging up and down tweaks contrast */
 147
 148       int dx = event->xmotion.x - bp->mousex;
 149       int dy = event->xmotion.y - bp->mousey;
 150
 151       if (abs(dy) > abs(dx))
 152         {
 153           bp->contrast += dy / 40.0;
 154           if (bp->contrast < 0)   bp->contrast = 0;
 155           if (bp->contrast > 100) bp->contrast = 100;
 156         }
 157
 158       bp->mousex = event->xmotion.x;
 159       bp->mousey = event->xmotion.y;
 160       return True;
 161     }
 162   else
 163     {
 164       if (event->xany.type == KeyPress)
 165         {
 166           KeySym keysym;
 167           char c = 0;
 168           XLookupString (&event->xkey, &c, 1, &keysym, 0);
 169           if (c == '<' || c == ',' || c == '-' || c == '_' ||
 170               keysym == XK_Left || keysym == XK_Up || keysym == XK_Prior)
 171             goto UP;
 172           else if (c == '>' || c == '.' || c == '=' || c == '+' ||
 173                    keysym == XK_Right || keysym == XK_Down ||
 174                    keysym == XK_Next)
 175             goto DOWN;
 176         }
 177
 178       return screenhack_event_helper (MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), event);
 179     }
 180
 181   return False;
 182 }
 183
 184
 185
 186 ENTRYPOINT void
 187 init_quasicrystal (ModeInfo *mi)
 188 {
 189   quasicrystal_configuration *bp;
 190   int wire = MI_IS_WIREFRAME(mi);
 191   unsigned char *tex_data = 0;
 192   int tex_width;
 193   int i;
 194
 195   MI_INIT (mi, bps);
 196
 197   bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
 198
 199   bp->glx_context = init_GL(mi);
 200
 201   reshape_quasicrystal (mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 202
 203   glDisable (GL_DEPTH_TEST);
 204   glEnable (GL_CULL_FACE);
 205
 206   bp->count = MI_COUNT(mi);
 207   if (bp->count < 1) bp->count = 1;
 208
 209   if (! wire)
 210     {
 211       unsigned char *o;
 212
 213       tex_width = 4096;
 214       glGetIntegerv (GL_MAX_TEXTURE_SIZE, &tex_width);
 215       if (tex_width > 4096) tex_width = 4096;
 216
 217       tex_data = (unsigned char *) calloc (4, tex_width);
 218       o = tex_data;
 219       for (i = 0; i < tex_width; i++)
 220         {
 221           unsigned char y = 255 * (1 + sin (i * M_PI * 2 / tex_width)) / 2;
 222           *o++ = y;
 223           *o++ = y;
 224           *o++ = y;
 225           *o++ = 255;
 226         }
 227     }
 228
 229   bp->symmetric_p =
 230     get_boolean_resource (MI_DISPLAY (mi), "symmetry", "Symmetry");
 231
 232   bp->contrast = get_float_resource (MI_DISPLAY (mi), "contrast", "Contrast");
 233   if (bp->contrast < 0 || bp->contrast > 100)
 234     {
 235       fprintf (stderr, "%s: contrast must be between 0 and 100%%.\n", progname);
 236       bp->contrast = 0;
 237     }
 238
 239   {
 240     Bool spinp   = get_boolean_resource (MI_DISPLAY (mi), "spin", "Spin");
 241     Bool wanderp = get_boolean_resource (MI_DISPLAY (mi), "wander", "Wander");
 242     double spin_speed   = 0.01;
 243     double wander_speed = 0.0001;
 244     double spin_accel   = 10.0;
 245     double scale_speed  = 0.005;
 246
 247     bp->planes = (plane *) calloc (sizeof (*bp->planes), bp->count);
 248
 249     bp->ncolors = 256;  /* ncolors affects color-cycling speed */
 250     bp->colors = (XColor *) calloc (bp->ncolors, sizeof(XColor));
 251     make_smooth_colormap (0, 0, 0, bp->colors, &bp->ncolors,
 252                           False, 0, False);
 253     bp->ccolor = 0;
 254
 255     for (i = 0;  i < bp->count; i++)
 256       {
 257         plane *p = &bp->planes[i];
 258         p->rot = make_rotator (0, 0,
 259                                spinp ? spin_speed : 0,
 260                                spin_accel,
 261                                wanderp ? wander_speed : 0,
 262                                True);
 263         p->rot2 = make_rotator (0, 0,
 264                                 0, 0,
 265                                scale_speed,
 266                                True);
 267         if (! wire)
 268           {
 269             clear_gl_error();
 270
 271             glGenTextures (1, &p->texid);
 272             glBindTexture (GL_TEXTURE_1D, p->texid);
 273             glPixelStorei (GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 274             glTexImage1D (GL_TEXTURE_1D, 0, GL_RGBA,
 275                           tex_width, 0,
 276                           GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, tex_data);
 277             check_gl_error("texture");
 278
 279             glTexParameterf(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
 280             glTexParameterf(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
 281
 282             glTexParameteri(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
 283             glTexParameteri(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
 284
 285             glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 286           }
 287       }
 288   }
 289
 290   if (tex_data) free (tex_data);
 291
 292   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 293 }
 294
 295
 296 ENTRYPOINT void
 297 draw_quasicrystal (ModeInfo *mi)
 298 {
 299   quasicrystal_configuration *bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
 300   Display *dpy = MI_DISPLAY(mi);
 301   Window window = MI_WINDOW(mi);
 302   int wire = MI_IS_WIREFRAME(mi);
 303   double r=0, ps=0;
 304   int i;
 305
 306   if (!bp->glx_context)
 307     return;
 308
 309   glXMakeCurrent(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), *(bp->glx_context));
 310
 311   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 312
 313   mi->polygon_count = 0;
 314
 315   glShadeModel(GL_FLAT);
 316   glDisable(GL_DEPTH_TEST);
 317   glDisable(GL_CULL_FACE);
 318   glDisable (GL_LIGHTING);
 319   if (!wire)
 320     {
 321       glEnable (GL_TEXTURE_1D);
 322 # ifdef HAVE_JWZGLES
 323       glEnable (GL_TEXTURE_2D);  /* jwzgles needs this, bleh. */
 324 # endif
 325     }
 326
 327   glEnable (GL_BLEND);
 328   glBlendFunc (GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 329
 330   glPushMatrix ();
 331   glTranslatef (0.5, 0.5, 0);
 332   glScalef (3, 3, 3);
 333
 334   if (wire) glScalef (0.2, 0.2, 0.2);
 335
 336   for (i = 0;  i < bp->count; i++)
 337     {
 338       plane *p = &bp->planes[i];
 339       double x, y, z;
 340       double scale = (wire ? 10 : 700.0 / bp->count);
 341       double pscale;
 342
 343       glPushMatrix();
 344
 345       get_position (p->rot, &x, &y, &z, !bp->button_down_p);
 346       glTranslatef((x - 0.5) * 0.3333,
 347                    (y - 0.5) * 0.3333,
 348                    0);
 349
 350       /* With -symmetry, keep the planes' scales in sync.
 351          Otherwise, they scale independently.
 352        */
 353       if (bp->symmetric_p && i > 0)
 354         pscale = ps;
 355       else
 356         {
 357           get_position (p->rot2, &x, &y, &z, !bp->button_down_p);
 358           pscale = 1 + (4 * z);
 359           ps = pscale;
 360         }
 361
 362       scale *= pscale;
 363
 364
 365       /* With -symmetry, evenly distribute the planes' rotation.
 366          Otherwise, they rotate independently.
 367        */
 368       if (bp->symmetric_p && i > 0)
 369         z = r + (i * M_PI * 2 / bp->count);
 370       else
 371         {
 372           get_rotation (p->rot, &x, &y, &z, !bp->button_down_p);
 373           r = z;
 374         }
 375
 376
 377       glRotatef (z * 360, 0, 0, 1);
 378       glTranslatef (-0.5, -0.5, 0);
 379
 380       glColor4f (1, 1, 1, (wire ? 0.5 : 1.0 / bp->count));
 381
 382       if (!wire)
 383         glBindTexture (GL_TEXTURE_1D, p->texid);
 384
 385       glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);
 386       glNormal3f (0, 0, 1);
 387       glTexCoord2f (-scale/2,  scale/2); glVertex3f (0, 1, 0);
 388       glTexCoord2f ( scale/2,  scale/2); glVertex3f (1, 1, 0);
 389       glTexCoord2f ( scale/2, -scale/2); glVertex3f (1, 0, 0);
 390       glTexCoord2f (-scale/2, -scale/2); glVertex3f (0, 0, 0);
 391       glEnd();
 392
 393       if (wire)
 394         {
 395           float j;
 396           glDisable (GL_TEXTURE_1D);
 397           glColor4f (1, 1, 1, 1.0 / bp->count);
 398           for (j = 0; j < 1; j += (1 / scale))
 399             {
 400               glBegin (GL_LINES);
 401               glVertex3f (j, 0, 0);
 402               glVertex3f (j, 1, 0);
 403               mi->polygon_count++;
 404               glEnd();
 405             }
 406         }
 407
 408       glPopMatrix();
 409
 410       mi->polygon_count++;
 411     }
 412
 413   /* Colorize the grayscale image. */
 414   {
 415     GLfloat c[4];
 416     c[0] = bp->colors[bp->ccolor].red   / 65536.0;
 417     c[1] = bp->colors[bp->ccolor].green / 65536.0;
 418     c[2] = bp->colors[bp->ccolor].blue  / 65536.0;
 419     c[3] = 1;
 420
 421     /* Brighten the colors. */
 422     c[0] = (0.6666 + c[0]/3);
 423     c[1] = (0.6666 + c[1]/3);
 424     c[2] = (0.6666 + c[2]/3);
 425
 426     glBlendFunc (GL_DST_COLOR, GL_SRC_COLOR);
 427     glDisable (GL_TEXTURE_1D);
 428     glColor4fv (c);
 429     glTranslatef (-0.5, -0.5, 0);
 430     glBegin (GL_QUADS);
 431     glVertex3f (0, 1, 0);
 432     glVertex3f (1, 1, 0);
 433     glVertex3f (1, 0, 0);
 434     glVertex3f (0, 0, 0);
 435     glEnd();
 436     mi->polygon_count++;
 437   }
 438
 439   /* Clip the colors to simulate contrast. */
 440
 441   if (bp->contrast > 0)
 442     {
 443       /* If c > 0, map 0 - 100 to 0.5 - 1.0, and use (s & ~d) */
 444       GLfloat c = 1 - (bp->contrast / 2 / 100.0);
 445       glDisable (GL_TEXTURE_1D);
 446       glDisable (GL_BLEND);
 447       glEnable (GL_COLOR_LOGIC_OP);
 448       glLogicOp (GL_AND_REVERSE);
 449       glColor4f (c, c, c, 1);
 450       glBegin (GL_QUADS);
 451       glVertex3f (0, 1, 0);
 452       glVertex3f (1, 1, 0);
 453       glVertex3f (1, 0, 0);
 454       glVertex3f (0, 0, 0);
 455       glEnd();
 456       mi->polygon_count++;
 457       glDisable (GL_COLOR_LOGIC_OP);
 458     }
 459
 460   /* Rotate colors. */
 461   bp->ccolor++;
 462   if (bp->ccolor >= bp->ncolors)
 463     bp->ccolor = 0;
 464
 465
 466   glPopMatrix ();
 467
 468   if (mi->fps_p) do_fps (mi);
 469   glFinish();
 470
 471   glXSwapBuffers(dpy, window);
 472 }
 473
 474 XSCREENSAVER_MODULE ("QuasiCrystal", quasicrystal)
 475
 476 #endif /* USE_GL */