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 == ButtonPress &&   /* wheel up or right */
 125            (event->xbutton.button == Button4 ||
 126             event->xbutton.button == Button7))
 127     {
 128     UP:
 129       if (bp->contrast <= 0) return False;
 130       bp->contrast--;
 131       return True;
 132     }
 133   else if (event->xany.type == ButtonPress &&   /* wheel down or left */
 134            (event->xbutton.button == Button5 ||
 135             event->xbutton.button == Button6))
 136     {
 137     DOWN:
 138       if (bp->contrast >= 100) return False;
 139       bp->contrast++;
 140       return True;
 141     }
 142   else if (event->xany.type == MotionNotify &&
 143            bp->button_down_p)
 144     {
 145       /* Dragging up and down tweaks contrast */
 146
 147       int dx = event->xmotion.x - bp->mousex;
 148       int dy = event->xmotion.y - bp->mousey;
 149
 150       if (abs(dy) > abs(dx))
 151         {
 152           bp->contrast += dy / 40.0;
 153           if (bp->contrast < 0)   bp->contrast = 0;
 154           if (bp->contrast > 100) bp->contrast = 100;
 155         }
 156
 157       bp->mousex = event->xmotion.x;
 158       bp->mousey = event->xmotion.y;
 159       return True;
 160     }
 161   else
 162     {
 163       if (event->xany.type == KeyPress)
 164         {
 165           KeySym keysym;
 166           char c = 0;
 167           XLookupString (&event->xkey, &c, 1, &keysym, 0);
 168           if (c == '<' || c == ',' || c == '-' || c == '_' ||
 169               keysym == XK_Left || keysym == XK_Up || keysym == XK_Prior)
 170             goto UP;
 171           else if (c == '>' || c == '.' || c == '=' || c == '+' ||
 172                    keysym == XK_Right || keysym == XK_Down ||
 173                    keysym == XK_Next)
 174             goto DOWN;
 175         }
 176
 177       return screenhack_event_helper (MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), event);
 178     }
 179
 180   return False;
 181 }
 182
 183
 184
 185 ENTRYPOINT void
 186 init_quasicrystal (ModeInfo *mi)
 187 {
 188   quasicrystal_configuration *bp;
 189   int wire = MI_IS_WIREFRAME(mi);
 190   unsigned char *tex_data = 0;
 191   int tex_width;
 192   int i;
 193
 194   if (!bps) {
 195     bps = (quasicrystal_configuration *)
 196       calloc (MI_NUM_SCREENS(mi), sizeof (quasicrystal_configuration));
 197     if (!bps) {
 198       fprintf(stderr, "%s: out of memory\n", progname);
 199       exit(1);
 200     }
 201   }
 202
 203   bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
 204
 205   bp->glx_context = init_GL(mi);
 206
 207   reshape_quasicrystal (mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 208
 209   glDisable (GL_DEPTH_TEST);
 210   glEnable (GL_CULL_FACE);
 211
 212   bp->count = MI_COUNT(mi);
 213   if (bp->count < 1) bp->count = 1;
 214
 215   if (! wire)
 216     {
 217       unsigned char *o;
 218
 219       tex_width = 4096;
 220       glGetIntegerv (GL_MAX_TEXTURE_SIZE, &tex_width);
 221       if (tex_width > 4096) tex_width = 4096;
 222
 223       tex_data = (unsigned char *) calloc (4, tex_width);
 224       o = tex_data;
 225       for (i = 0; i < tex_width; i++)
 226         {
 227           unsigned char y = 255 * (1 + sin (i * M_PI * 2 / tex_width)) / 2;
 228           *o++ = y;
 229           *o++ = y;
 230           *o++ = y;
 231           *o++ = 255;
 232         }
 233     }
 234
 235   bp->symmetric_p =
 236     get_boolean_resource (MI_DISPLAY (mi), "symmetry", "Symmetry");
 237
 238   bp->contrast = get_float_resource (MI_DISPLAY (mi), "contrast", "Contrast");
 239   if (bp->contrast < 0 || bp->contrast > 100)
 240     {
 241       fprintf (stderr, "%s: contrast must be between 0 and 100%%.\n", progname);
 242       bp->contrast = 0;
 243     }
 244
 245   {
 246     Bool spinp   = get_boolean_resource (MI_DISPLAY (mi), "spin", "Spin");
 247     Bool wanderp = get_boolean_resource (MI_DISPLAY (mi), "wander", "Wander");
 248     double spin_speed   = 0.01;
 249     double wander_speed = 0.0001;
 250     double spin_accel   = 10.0;
 251     double scale_speed  = 0.005;
 252
 253     bp->planes = (plane *) calloc (sizeof (*bp->planes), bp->count);
 254
 255     bp->ncolors = 256;  /* ncolors affects color-cycling speed */
 256     bp->colors = (XColor *) calloc (bp->ncolors, sizeof(XColor));
 257     make_smooth_colormap (0, 0, 0, bp->colors, &bp->ncolors,
 258                           False, 0, False);
 259     bp->ccolor = 0;
 260
 261     for (i = 0;  i < bp->count; i++)
 262       {
 263         plane *p = &bp->planes[i];
 264         p->rot = make_rotator (0, 0,
 265                                spinp ? spin_speed : 0,
 266                                spin_accel,
 267                                wanderp ? wander_speed : 0,
 268                                True);
 269         p->rot2 = make_rotator (0, 0,
 270                                 0, 0,
 271                                scale_speed,
 272                                True);
 273         if (! wire)
 274           {
 275             clear_gl_error();
 276
 277             glGenTextures (1, &p->texid);
 278             glBindTexture (GL_TEXTURE_1D, p->texid);
 279             glPixelStorei (GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 280             glTexImage1D (GL_TEXTURE_1D, 0, GL_RGBA,
 281                           tex_width, 0,
 282                           GL_RGBA,
 283                           /* GL_UNSIGNED_BYTE, */
 284                           GL_UNSIGNED_INT_8_8_8_8_REV,
 285                           tex_data);
 286             check_gl_error("texture");
 287
 288             glTexParameterf(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
 289             glTexParameterf(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
 290
 291             glTexParameteri(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
 292             glTexParameteri(GL_TEXTURE_1D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
 293
 294             glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 295           }
 296       }
 297   }
 298
 299   if (tex_data) free (tex_data);
 300
 301   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 302 }
 303
 304
 305 ENTRYPOINT void
 306 draw_quasicrystal (ModeInfo *mi)
 307 {
 308   quasicrystal_configuration *bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
 309   Display *dpy = MI_DISPLAY(mi);
 310   Window window = MI_WINDOW(mi);
 311   int wire = MI_IS_WIREFRAME(mi);
 312   double r=0, ps=0;
 313   int i;
 314
 315   if (!bp->glx_context)
 316     return;
 317
 318   glXMakeCurrent(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), *(bp->glx_context));
 319
 320   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 321
 322   mi->polygon_count = 0;
 323
 324   glShadeModel(GL_FLAT);
 325   glDisable(GL_DEPTH_TEST);
 326   glDisable(GL_CULL_FACE);
 327   glDisable (GL_LIGHTING);
 328   if (!wire)
 329     {
 330       glEnable (GL_TEXTURE_1D);
 331 # ifdef HAVE_JWZGLES
 332       glEnable (GL_TEXTURE_2D);  /* jwzgles needs this, bleh. */
 333 # endif
 334     }
 335
 336   glEnable (GL_BLEND);
 337   glBlendFunc (GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 338
 339   glPushMatrix ();
 340   glTranslatef (0.5, 0.5, 0);
 341   glScalef (3, 3, 3);
 342
 343   if (wire) glScalef (0.2, 0.2, 0.2);
 344
 345   for (i = 0;  i < bp->count; i++)
 346     {
 347       plane *p = &bp->planes[i];
 348       double x, y, z;
 349       double scale = (wire ? 10 : 700.0 / bp->count);
 350       double pscale;
 351
 352       glPushMatrix();
 353
 354       get_position (p->rot, &x, &y, &z, !bp->button_down_p);
 355       glTranslatef((x - 0.5) * 0.3333,
 356                    (y - 0.5) * 0.3333,
 357                    0);
 358
 359       /* With -symmetry, keep the planes' scales in sync.
 360          Otherwise, they scale independently.
 361        */
 362       if (bp->symmetric_p && i > 0)
 363         pscale = ps;
 364       else
 365         {
 366           get_position (p->rot2, &x, &y, &z, !bp->button_down_p);
 367           pscale = 1 + (4 * z);
 368           ps = pscale;
 369         }
 370
 371       scale *= pscale;
 372
 373
 374       /* With -symmetry, evenly distribute the planes' rotation.
 375          Otherwise, they rotate independently.
 376        */
 377       if (bp->symmetric_p && i > 0)
 378         z = r + (i * M_PI * 2 / bp->count);
 379       else
 380         {
 381           get_rotation (p->rot, &x, &y, &z, !bp->button_down_p);
 382           r = z;
 383         }
 384
 385
 386       glRotatef (z * 360, 0, 0, 1);
 387       glTranslatef (-0.5, -0.5, 0);
 388
 389       glColor4f (1, 1, 1, (wire ? 0.5 : 1.0 / bp->count));
 390
 391       if (!wire)
 392         glBindTexture (GL_TEXTURE_1D, p->texid);
 393
 394       glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_QUADS);
 395       glNormal3f (0, 0, 1);
 396       glTexCoord2f (-scale/2,  scale/2); glVertex3f (0, 1, 0);
 397       glTexCoord2f ( scale/2,  scale/2); glVertex3f (1, 1, 0);
 398       glTexCoord2f ( scale/2, -scale/2); glVertex3f (1, 0, 0);
 399       glTexCoord2f (-scale/2, -scale/2); glVertex3f (0, 0, 0);
 400       glEnd();
 401
 402       if (wire)
 403         {
 404           float j;
 405           glDisable (GL_TEXTURE_1D);
 406           glColor4f (1, 1, 1, 1.0 / bp->count);
 407           for (j = 0; j < 1; j += (1 / scale))
 408             {
 409               glBegin (GL_LINES);
 410               glVertex3f (j, 0, 0);
 411               glVertex3f (j, 1, 0);
 412               mi->polygon_count++;
 413               glEnd();
 414             }
 415         }
 416
 417       glPopMatrix();
 418
 419       mi->polygon_count++;
 420     }
 421
 422   /* Colorize the grayscale image. */
 423   {
 424     GLfloat c[4];
 425     c[0] = bp->colors[bp->ccolor].red   / 65536.0;
 426     c[1] = bp->colors[bp->ccolor].green / 65536.0;
 427     c[2] = bp->colors[bp->ccolor].blue  / 65536.0;
 428     c[3] = 1;
 429
 430     /* Brighten the colors. */
 431     c[0] = (0.6666 + c[0]/3);
 432     c[1] = (0.6666 + c[1]/3);
 433     c[2] = (0.6666 + c[2]/3);
 434
 435     glBlendFunc (GL_DST_COLOR, GL_SRC_COLOR);
 436     glDisable (GL_TEXTURE_1D);
 437     glColor4fv (c);
 438     glTranslatef (-0.5, -0.5, 0);
 439     glBegin (GL_QUADS);
 440     glVertex3f (0, 1, 0);
 441     glVertex3f (1, 1, 0);
 442     glVertex3f (1, 0, 0);
 443     glVertex3f (0, 0, 0);
 444     glEnd();
 445     mi->polygon_count++;
 446   }
 447
 448   /* Clip the colors to simulate contrast. */
 449
 450   if (bp->contrast > 0)
 451     {
 452       /* If c > 0, map 0 - 100 to 0.5 - 1.0, and use (s & ~d) */
 453       GLfloat c = 1 - (bp->contrast / 2 / 100.0);
 454       glDisable (GL_TEXTURE_1D);
 455       glDisable (GL_BLEND);
 456       glEnable (GL_COLOR_LOGIC_OP);
 457       glLogicOp (GL_AND_REVERSE);
 458       glColor4f (c, c, c, 1);
 459       glBegin (GL_QUADS);
 460       glVertex3f (0, 1, 0);
 461       glVertex3f (1, 1, 0);
 462       glVertex3f (1, 0, 0);
 463       glVertex3f (0, 0, 0);
 464       glEnd();
 465       mi->polygon_count++;
 466       glDisable (GL_COLOR_LOGIC_OP);
 467     }
 468
 469   /* Rotate colors. */
 470   bp->ccolor++;
 471   if (bp->ccolor >= bp->ncolors)
 472     bp->ccolor = 0;
 473
 474
 475   glPopMatrix ();
 476
 477   if (mi->fps_p) do_fps (mi);
 478   glFinish();
 479
 480   glXSwapBuffers(dpy, window);
 481 }
 482
 483 XSCREENSAVER_MODULE ("QuasiCrystal", quasicrystal)
 484
 485 #endif /* USE_GL */