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 refresh_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   if (!bps) {
 196     bps = (quasicrystal_configuration *)
 197       calloc (MI_NUM_SCREENS(mi), sizeof (quasicrystal_configuration));
 198     if (!bps) {
 199       fprintf(stderr, "%s: out of memory\n", progname);
 200       exit(1);
 201     }
 202   }
 203
 204   bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
 205
 206   bp->glx_context = init_GL(mi);
 207
 208   reshape_quasicrystal (mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 209
 210   glDisable (GL_DEPTH_TEST);
 211   glEnable (GL_CULL_FACE);
 212
 213   bp->count = MI_COUNT(mi);
 214   if (bp->count < 1) bp->count = 1;
 215
 216   if (! wire)
 217     {
 218       unsigned char *o;
 219
 220       tex_width = 4096;
 221       glGetIntegerv (GL_MAX_TEXTURE_SIZE, &tex_width);
 222       if (tex_width > 4096) tex_width = 4096;
 223
 224       tex_data = (unsigned char *) calloc (4, tex_width);
 225       o = tex_data;
 226       for (i = 0; i < tex_width; i++)
 227         {
 228           unsigned char y = 255 * (1 + sin (i * M_PI * 2 / tex_width)) / 2;
 229           *o++ = y;
 230           *o++ = y;
 231           *o++ = y;
 232           *o++ = 255;
 233         }
 234     }
 235
 236   bp->symmetric_p =
 237     get_boolean_resource (MI_DISPLAY (mi), "symmetry", "Symmetry");
 238
 239   bp->contrast = get_float_resource (MI_DISPLAY (mi), "contrast", "Contrast");
 240   if (bp->contrast < 0 || bp->contrast > 100)
 241     {
 242       fprintf (stderr, "%s: contrast must be between 0 and 100%%.\n", progname);
 243       bp->contrast = 0;
 244     }
 245
 246   {
 247     Bool spinp   = get_boolean_resource (MI_DISPLAY (mi), "spin", "Spin");
 248     Bool wanderp = get_boolean_resource (MI_DISPLAY (mi), "wander", "Wander");
 249     double spin_speed   = 0.01;
 250     double wander_speed = 0.0001;
 251     double spin_accel   = 10.0;
 252     double scale_speed  = 0.005;
 253
 254     bp->planes = (plane *) calloc (sizeof (*bp->planes), bp->count);
 255
 256     bp->ncolors = 256;  /* ncolors affects color-cycling speed */
 257     bp->colors = (XColor *) calloc (bp->ncolors, sizeof(XColor));
 258     make_smooth_colormap (0, 0, 0, bp->colors, &bp->ncolors,
 259                           False, 0, False);
 260     bp->ccolor = 0;
 261
 262     for (i = 0;  i < bp->count; i++)
 263       {
 264         plane *p = &bp->planes[i];
 265         p->rot = make_rotator (0, 0,
 266                                spinp ? spin_speed : 0,
 267                                spin_accel,
 268                                wanderp ? wander_speed : 0,
 269                                True);
 270         p->rot2 = make_rotator (0, 0,
 271                                 0, 0,
 272                                scale_speed,
 273                                True);
 274         if (! wire)
 275           {
 276             clear_gl_error();
 277
 278             glGenTextures (1, &p->texid);
 279             glBindTexture (GL_TEXTURE_1D, p->texid);
 280             glPixelStorei (GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 281             glTexImage1D (GL_TEXTURE_1D, 0, GL_RGBA,
 282                           tex_width, 0,
 283                           GL_RGBA,
 284                           /* GL_UNSIGNED_BYTE, */
 285                           GL_UNSIGNED_INT_8_8_8_8_REV,
 286                           tex_data);
 287             check_gl_error("texture");
 288
 289             glTexParameterf(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
 290             glTexParameterf(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
 291
 292             glTexParameteri(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
 293             glTexParameteri(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
 294
 295             glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 296           }
 297       }
 298   }
 299
 300   if (tex_data) free (tex_data);
 301
 302   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 303 }
 304
 305
 306 ENTRYPOINT void
 307 draw_quasicrystal (ModeInfo *mi)
 308 {
 309   quasicrystal_configuration *bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
 310   Display *dpy = MI_DISPLAY(mi);
 311   Window window = MI_WINDOW(mi);
 312   int wire = MI_IS_WIREFRAME(mi);
 313   double r=0, ps=0;
 314   int i;
 315
 316   if (!bp->glx_context)
 317     return;
 318
 319   glXMakeCurrent(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), *(bp->glx_context));
 320
 321   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 322
 323   mi->polygon_count = 0;
 324
 325   glShadeModel(GL_FLAT);
 326   glDisable(GL_DEPTH_TEST);
 327   glDisable(GL_CULL_FACE);
 328   glDisable (GL_LIGHTING);
 329   if (!wire)
 330     {
 331       glEnable (GL_TEXTURE_1D);
 332 # ifdef HAVE_JWZGLES
 333       glEnable (GL_TEXTURE_2D);  /* jwzgles needs this, bleh. */
 334 # endif
 335     }
 336
 337   glEnable (GL_BLEND);
 338   glBlendFunc (GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 339
 340   glPushMatrix ();
 341   glTranslatef (0.5, 0.5, 0);
 342   glScalef (3, 3, 3);
 343
 344   if (wire) glScalef (0.2, 0.2, 0.2);
 345
 346   for (i = 0;  i < bp->count; i++)
 347     {
 348       plane *p = &bp->planes[i];
 349       double x, y, z;
 350       double scale = (wire ? 10 : 700.0 / bp->count);
 351       double pscale;
 352
 353       glPushMatrix();
 354
 355       get_position (p->rot, &x, &y, &z, !bp->button_down_p);
 356       glTranslatef((x - 0.5) * 0.3333,
 357                    (y - 0.5) * 0.3333,
 358                    0);
 359
 360       /* With -symmetry, keep the planes' scales in sync.
 361          Otherwise, they scale independently.
 362        */
 363       if (bp->symmetric_p && i > 0)
 364         pscale = ps;
 365       else
 366         {
 367           get_position (p->rot2, &x, &y, &z, !bp->button_down_p);
 368           pscale = 1 + (4 * z);
 369           ps = pscale;
 370         }
 371
 372       scale *= pscale;
 373
 374
 375       /* With -symmetry, evenly distribute the planes' rotation.
 376          Otherwise, they rotate independently.
 377        */
 378       if (bp->symmetric_p && i > 0)
 379         z = r + (i * M_PI * 2 / bp->count);
 380       else
 381         {
 382           get_rotation (p->rot, &x, &y, &z, !bp->button_down_p);
 383           r = z;
 384         }
 385
 386
 387       glRotatef (z * 360, 0, 0, 1);
 388       glTranslatef (-0.5, -0.5, 0);
 389
 390       glColor4f (1, 1, 1, (wire ? 0.5 : 1.0 / bp->count));
 391
 392       if (!wire)
 393         glBindTexture (GL_TEXTURE_1D, p->texid);
 394
 395       glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);
 396       glNormal3f (0, 0, 1);
 397       glTexCoord2f (-scale/2,  scale/2); glVertex3f (0, 1, 0);
 398       glTexCoord2f ( scale/2,  scale/2); glVertex3f (1, 1, 0);
 399       glTexCoord2f ( scale/2, -scale/2); glVertex3f (1, 0, 0);
 400       glTexCoord2f (-scale/2, -scale/2); glVertex3f (0, 0, 0);
 401       glEnd();
 402
 403       if (wire)
 404         {
 405           float j;
 406           glDisable (GL_TEXTURE_1D);
 407           glColor4f (1, 1, 1, 1.0 / bp->count);
 408           for (j = 0; j < 1; j += (1 / scale))
 409             {
 410               glBegin (GL_LINES);
 411               glVertex3f (j, 0, 0);
 412               glVertex3f (j, 1, 0);
 413               mi->polygon_count++;
 414               glEnd();
 415             }
 416         }
 417
 418       glPopMatrix();
 419
 420       mi->polygon_count++;
 421     }
 422
 423   /* Colorize the grayscale image. */
 424   {
 425     GLfloat c[4];
 426     c[0] = bp->colors[bp->ccolor].red   / 65536.0;
 427     c[1] = bp->colors[bp->ccolor].green / 65536.0;
 428     c[2] = bp->colors[bp->ccolor].blue  / 65536.0;
 429     c[3] = 1;
 430
 431     /* Brighten the colors. */
 432     c[0] = (0.6666 + c[0]/3);
 433     c[1] = (0.6666 + c[1]/3);
 434     c[2] = (0.6666 + c[2]/3);
 435
 436     glBlendFunc (GL_DST_COLOR, GL_SRC_COLOR);
 437     glDisable (GL_TEXTURE_1D);
 438     glColor4fv (c);
 439     glTranslatef (-0.5, -0.5, 0);
 440     glBegin (GL_QUADS);
 441     glVertex3f (0, 1, 0);
 442     glVertex3f (1, 1, 0);
 443     glVertex3f (1, 0, 0);
 444     glVertex3f (0, 0, 0);
 445     glEnd();
 446     mi->polygon_count++;
 447   }
 448
 449   /* Clip the colors to simulate contrast. */
 450
 451   if (bp->contrast > 0)
 452     {
 453       /* If c > 0, map 0 - 100 to 0.5 - 1.0, and use (s & ~d) */
 454       GLfloat c = 1 - (bp->contrast / 2 / 100.0);
 455       glDisable (GL_TEXTURE_1D);
 456       glDisable (GL_BLEND);
 457       glEnable (GL_COLOR_LOGIC_OP);
 458       glLogicOp (GL_AND_REVERSE);
 459       glColor4f (c, c, c, 1);
 460       glBegin (GL_QUADS);
 461       glVertex3f (0, 1, 0);
 462       glVertex3f (1, 1, 0);
 463       glVertex3f (1, 0, 0);
 464       glVertex3f (0, 0, 0);
 465       glEnd();
 466       mi->polygon_count++;
 467       glDisable (GL_COLOR_LOGIC_OP);
 468     }
 469
 470   /* Rotate colors. */
 471   bp->ccolor++;
 472   if (bp->ccolor >= bp->ncolors)
 473     bp->ccolor = 0;
 474
 475
 476   glPopMatrix ();
 477
 478   if (mi->fps_p) do_fps (mi);
 479   glFinish();
 480
 481   glXSwapBuffers(dpy, window);
 482 }
 483
 484 XSCREENSAVER_MODULE ("QuasiCrystal", quasicrystal)
 485
 486 #endif /* USE_GL */