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
  26 # define refresh_quasicrystal 0
  27 # define release_quasicrystal 0
  28 #undef countof
  29 #define countof(x) (sizeof((x))/sizeof((*x)))
  30
  31 #include "xlockmore.h"
  32 #include "colors.h"
  33 #include "rotator.h"
  34 #include <ctype.h>
  35
  36 #ifdef USE_GL /* whole file */
  37
  38 #define DEF_SPEED  "1.0"
  39
  40 typedef struct {
  41   rotator *rot, *rot2;
  42   GLuint texid;
  43 } plane;
  44
  45 typedef struct {
  46   GLXContext *glx_context;
  47   Bool button_down_p;
  48   Bool symmetric_p;
  49   GLfloat contrast;
  50   int count;
  51   int ncolors, ccolor;
  52   XColor *colors;
  53   plane *planes;
  54   int mousex, mousey;
  55
  56 } quasicrystal_configuration;
  57
  58 static quasicrystal_configuration *bps = NULL;
  59
  60 static GLfloat speed;
  61
  62 static XrmOptionDescRec opts[] = {
  63   { "-spin",         ".spin",      XrmoptionNoArg, "True"  },
  64   { "+spin",         ".spin",      XrmoptionNoArg, "False" },
  65   { "-wander",       ".wander",    XrmoptionNoArg, "True"  },
  66   { "+wander",       ".wander",    XrmoptionNoArg, "False" },
  67   { "-symmetry",     ".symmetric", XrmoptionNoArg, "True"   },
  68   { "-no-symmetry",  ".symmetric", XrmoptionNoArg, "False"  },
  69   { "-speed",        ".speed",     XrmoptionSepArg, 0 },
  70   { "-contrast",     ".contrast",  XrmoptionSepArg, 0 },
  71 };
  72
  73 static argtype vars[] = {
  74   {&speed,     "speed",  "Speed",  DEF_SPEED,  t_Float},
  75 };
  76
  77 ENTRYPOINT ModeSpecOpt quasicrystal_opts = {countof(opts), opts, countof(vars), vars, NULL};
  78
  79
  80
  81 /* Window management, etc
  82  */
  83 ENTRYPOINT void
  84 reshape_quasicrystal (ModeInfo *mi, int width, int height)
  85 {
  86   GLfloat h = (GLfloat) height / (GLfloat) width;
  87
  88   glViewport (0, 0, (GLint) width, (GLint) height);
  89
  90   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
  91   glLoadIdentity();
  92   glOrtho (0, 1, 1, 0, -1, 1);
  93
  94   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
  95   glLoadIdentity();
  96   glTranslatef (0.5, 0.5, 0);
  97   glScalef (h, 1, 1);
  98   if (width > height)
  99     glScalef (1/h, 1/h, 1);
 100   glTranslatef (-0.5, -0.5, 0);
 101   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
 102 }
 103
 104
 105 ENTRYPOINT Bool
 106 quasicrystal_handle_event (ModeInfo *mi, XEvent *event)
 107 {
 108   quasicrystal_configuration *bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
 109
 110   if (event->xany.type == ButtonPress &&
 111       event->xbutton.button == Button1)
 112     {
 113       bp->button_down_p = True;
 114       bp->mousex = event->xbutton.x;
 115       bp->mousey = event->xbutton.y;
 116       return True;
 117     }
 118   else if (event->xany.type == ButtonRelease &&
 119            event->xbutton.button == Button1)
 120     {
 121       bp->button_down_p = False;
 122       return True;
 123     }
 124   else if (event->xany.type == MotionNotify &&
 125            bp->button_down_p)
 126     {
 127       /* Dragging up and down tweaks contrast */
 128
 129       int dx = event->xmotion.x - bp->mousex;
 130       int dy = event->xmotion.y - bp->mousey;
 131
 132       if (abs(dy) > abs(dx))
 133         {
 134           bp->contrast += dy / 40.0;
 135           if (bp->contrast < 0)   bp->contrast = 0;
 136           if (bp->contrast > 100) bp->contrast = 100;
 137         }
 138
 139       bp->mousex = event->xmotion.x;
 140       bp->mousey = event->xmotion.y;
 141       return True;
 142     }
 143
 144   return False;
 145 }
 146
 147
 148
 149 ENTRYPOINT void
 150 init_quasicrystal (ModeInfo *mi)
 151 {
 152   quasicrystal_configuration *bp;
 153   int wire = MI_IS_WIREFRAME(mi);
 154   unsigned char *tex_data = 0;
 155   int tex_width;
 156   int i;
 157
 158   if (!bps) {
 159     bps = (quasicrystal_configuration *)
 160       calloc (MI_NUM_SCREENS(mi), sizeof (quasicrystal_configuration));
 161     if (!bps) {
 162       fprintf(stderr, "%s: out of memory\n", progname);
 163       exit(1);
 164     }
 165   }
 166
 167   bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
 168
 169   bp->glx_context = init_GL(mi);
 170
 171   reshape_quasicrystal (mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 172
 173   glDisable (GL_DEPTH_TEST);
 174   glEnable (GL_CULL_FACE);
 175
 176   bp->count = MI_COUNT(mi);
 177   if (bp->count < 1) bp->count = 1;
 178
 179   if (! wire)
 180     {
 181       unsigned char *o;
 182       tex_width = 4096;
 183       tex_data = (unsigned char *) calloc (4, tex_width);
 184       o = tex_data;
 185       for (i = 0; i < tex_width; i++)
 186         {
 187           unsigned char y = 255 * (1 + sin (i * M_PI * 2 / tex_width)) / 2;
 188           *o++ = y;
 189           *o++ = y;
 190           *o++ = y;
 191           *o++ = 255;
 192         }
 193     }
 194
 195   bp->symmetric_p =
 196     get_boolean_resource (MI_DISPLAY (mi), "symmetry", "Symmetry");
 197
 198   bp->contrast = get_float_resource (MI_DISPLAY (mi), "contrast", "Contrast");
 199   if (bp->contrast < 0 || bp->contrast > 100)
 200     {
 201       fprintf (stderr, "%s: contrast must be between 0 and 100%%.\n", progname);
 202       bp->contrast = 0;
 203     }
 204
 205   {
 206     Bool spinp   = get_boolean_resource (MI_DISPLAY (mi), "spin", "Spin");
 207     Bool wanderp = get_boolean_resource (MI_DISPLAY (mi), "wander", "Wander");
 208     double spin_speed   = 0.01;
 209     double wander_speed = 0.0001;
 210     double spin_accel   = 10.0;
 211     double scale_speed  = 0.005;
 212
 213     bp->planes = (plane *) calloc (sizeof (*bp->planes), bp->count);
 214
 215     bp->ncolors = 256;  /* ncolors affects color-cycling speed */
 216     bp->colors = (XColor *) calloc (bp->ncolors, sizeof(XColor));
 217     make_smooth_colormap (0, 0, 0, bp->colors, &bp->ncolors,
 218                           False, 0, False);
 219     bp->ccolor = 0;
 220
 221     for (i = 0;  i < bp->count; i++)
 222       {
 223         plane *p = &bp->planes[i];
 224         p->rot = make_rotator (0, 0,
 225                                spinp ? spin_speed : 0,
 226                                spin_accel,
 227                                wanderp ? wander_speed : 0,
 228                                True);
 229         p->rot2 = make_rotator (0, 0,
 230                                 0, 0,
 231                                scale_speed,
 232                                True);
 233         if (! wire)
 234           {
 235             clear_gl_error();
 236
 237             glGenTextures (1, &p->texid);
 238             glBindTexture (GL_TEXTURE_1D, p->texid);
 239             glPixelStorei (GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 240             glTexImage1D (GL_TEXTURE_1D, 0, GL_RGBA,
 241                           tex_width, 0,
 242                           GL_RGBA,
 243                           /* GL_UNSIGNED_BYTE, */
 244                           GL_UNSIGNED_INT_8_8_8_8_REV,
 245                           tex_data);
 246             check_gl_error("texture");
 247
 248             glTexParameterf(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
 249             glTexParameterf(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
 250
 251             glTexParameteri(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
 252             glTexParameteri(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
 253
 254             glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 255           }
 256       }
 257   }
 258
 259   if (tex_data) free (tex_data);
 260
 261   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 262 }
 263
 264
 265 ENTRYPOINT void
 266 draw_quasicrystal (ModeInfo *mi)
 267 {
 268   quasicrystal_configuration *bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
 269   Display *dpy = MI_DISPLAY(mi);
 270   Window window = MI_WINDOW(mi);
 271   int wire = MI_IS_WIREFRAME(mi);
 272   double r, ps;
 273   int i;
 274
 275   if (!bp->glx_context)
 276     return;
 277
 278   glXMakeCurrent(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), *(bp->glx_context));
 279
 280   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 281
 282   mi->polygon_count = 0;
 283
 284   glShadeModel(GL_FLAT);
 285   glDisable(GL_DEPTH_TEST);
 286   glDisable(GL_CULL_FACE);
 287   glDisable (GL_LIGHTING);
 288
 289   glEnable (GL_BLEND);
 290   glBlendFunc (GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 291
 292   glPushMatrix ();
 293   glTranslatef (0.5, 0.5, 0);
 294   glScalef (3, 3, 3);
 295
 296   if (wire) glScalef (0.2, 0.2, 0.2);
 297
 298   for (i = 0;  i < bp->count; i++)
 299     {
 300       plane *p = &bp->planes[i];
 301       double x, y, z;
 302       double scale = (wire ? 10 : 700.0 / bp->count);
 303       double pscale;
 304
 305       glPushMatrix();
 306
 307       get_position (p->rot, &x, &y, &z, !bp->button_down_p);
 308       glTranslatef((x - 0.5) * 0.3333,
 309                    (y - 0.5) * 0.3333,
 310                    0);
 311
 312       /* With -symmetry, keep the planes' scales in sync.
 313          Otherwise, they scale independently.
 314        */
 315       if (bp->symmetric_p && i > 0)
 316         pscale = ps;
 317       else
 318         {
 319           get_position (p->rot2, &x, &y, &z, !bp->button_down_p);
 320           pscale = 1 + (4 * z);
 321           ps = pscale;
 322         }
 323
 324       scale *= pscale;
 325
 326
 327       /* With -symmetry, evenly distribute the planes' rotation.
 328          Otherwise, they rotate independently.
 329        */
 330       if (bp->symmetric_p && i > 0)
 331         z = r + (i * M_PI * 2 / bp->count);
 332       else
 333         {
 334           get_rotation (p->rot, &x, &y, &z, !bp->button_down_p);
 335           r = z;
 336         }
 337
 338
 339       glRotatef (z * 360, 0, 0, 1);
 340       glTranslatef (-0.5, -0.5, 0);
 341
 342       glColor4f (1, 1, 1, (wire ? 0.5 : 1.0 / bp->count));
 343
 344       if (!wire)
 345         {
 346           glEnable (GL_TEXTURE_1D);
 347           glBindTexture (GL_TEXTURE_1D, p->texid);
 348         }
 349
 350       glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);
 351       glNormal3f (0, 0, 1);
 352       glTexCoord2f (-scale/2,  scale/2); glVertex3f (0, 1, 0);
 353       glTexCoord2f ( scale/2,  scale/2); glVertex3f (1, 1, 0);
 354       glTexCoord2f ( scale/2, -scale/2); glVertex3f (1, 0, 0);
 355       glTexCoord2f (-scale/2, -scale/2); glVertex3f (0, 0, 0);
 356       glEnd();
 357
 358       if (wire)
 359         {
 360           float j;
 361           glDisable (GL_TEXTURE_1D);
 362           glColor4f (1, 1, 1, 1.0 / bp->count);
 363           for (j = 0; j < 1; j += (1 / scale))
 364             {
 365               glBegin (GL_LINES);
 366               glVertex3f (j, 0, 0);
 367               glVertex3f (j, 1, 0);
 368               mi->polygon_count++;
 369               glEnd();
 370             }
 371         }
 372
 373       glPopMatrix();
 374
 375       mi->polygon_count++;
 376     }
 377
 378   /* Colorize the grayscale image. */
 379   {
 380     GLfloat c[4];
 381     c[0] = bp->colors[bp->ccolor].red   / 65536.0;
 382     c[1] = bp->colors[bp->ccolor].green / 65536.0;
 383     c[2] = bp->colors[bp->ccolor].blue  / 65536.0;
 384     c[3] = 1;
 385
 386     /* Brighten the colors. */
 387     c[0] = (0.6666 + c[0]/3);
 388     c[1] = (0.6666 + c[1]/3);
 389     c[2] = (0.6666 + c[2]/3);
 390
 391     glBlendFunc (GL_DST_COLOR, GL_SRC_COLOR);
 392     glDisable (GL_TEXTURE_1D);
 393     glColor4fv (c);
 394     glTranslatef (-0.5, -0.5, 0);
 395     glBegin (GL_QUADS);
 396     glVertex3f (0, 1, 0);
 397     glVertex3f (1, 1, 0);
 398     glVertex3f (1, 0, 0);
 399     glVertex3f (0, 0, 0);
 400     glEnd();
 401     mi->polygon_count++;
 402   }
 403
 404   /* Clip the colors to simulate contrast. */
 405
 406   if (bp->contrast > 0)
 407     {
 408       /* If c > 0, map 0 - 100 to 0.5 - 1.0, and use (s & ~d) */
 409       GLfloat c = 1 - (bp->contrast / 2 / 100.0);
 410       glDisable (GL_TEXTURE_1D);
 411       glDisable (GL_BLEND);
 412       glEnable (GL_COLOR_LOGIC_OP);
 413       glLogicOp (GL_AND_REVERSE);
 414       glColor4f (c, c, c, 1);
 415       glBegin (GL_QUADS);
 416       glVertex3f (0, 1, 0);
 417       glVertex3f (1, 1, 0);
 418       glVertex3f (1, 0, 0);
 419       glVertex3f (0, 0, 0);
 420       glEnd();
 421       mi->polygon_count++;
 422       glDisable (GL_COLOR_LOGIC_OP);
 423     }
 424
 425   /* Rotate colors. */
 426   bp->ccolor++;
 427   if (bp->ccolor >= bp->ncolors)
 428     bp->ccolor = 0;
 429
 430
 431   glPopMatrix ();
 432
 433   if (mi->fps_p) do_fps (mi);
 434   glFinish();
 435
 436   glXSwapBuffers(dpy, window);
 437 }
 438
 439 XSCREENSAVER_MODULE ("QuasiCrystal", quasicrystal)
 440
 441 #endif /* USE_GL */