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

   1 /*
   2  * queens - solves n queens problem, displays
   3  * i make no claims that this is an optimal solution to the problem,
   4  * good enough for xss
   5  * hacked from glchess
   6  *
   7  * version 1.0 - May 10, 2002
   8  *
   9  * Copyright (C) 2002 Blair Tennessy (tennessy@cs.ubc.ca)
  10  *
  11  * Permission to use, copy, modify, distribute, and sell this software and its
  12  * documentation for any purpose is hereby granted without fee, provided that
  13  * the above copyright notice appear in all copies and that both that
  14  * copyright notice and this permission notice appear in supporting
  15  * documentation.  No representations are made about the suitability of this
  16  * software for any purpose.  It is provided "as is" without express or
  17  * implied warranty.
  18  */
  19
  20 #include <X11/Intrinsic.h>
  21
  22 #ifdef STANDALONE
  23 # define PROGCLASS        "Queens"
  24 # define HACK_INIT        init_queens
  25 # define HACK_DRAW        draw_queens
  26 # define HACK_RESHAPE     reshape_queens
  27 # define HACK_HANDLE_EVENT queens_handle_event
  28 # define EVENT_MASK       PointerMotionMask
  29 # define queens_opts  xlockmore_opts
  30
  31 #define DEFAULTS       "*delay:       20000       \n" \
  32                        "*showFPS:       False       \n" \
  33                        "*wireframe:     False     \n"   \
  34
  35 # include "xlockmore.h"
  36
  37 #else
  38 # include "xlock.h"
  39 #endif
  40
  41 #ifdef USE_GL
  42
  43 #include <GL/glu.h>
  44 #include "gltrackball.h"
  45
  46 #undef countof
  47 #define countof(x) (sizeof((x))/sizeof((*x)))
  48
  49 static XrmOptionDescRec opts[] = {
  50   {"+rotate", ".queens.rotate", XrmoptionNoArg, "false" },
  51   {"-rotate", ".queens.rotate", XrmoptionNoArg, "true" },
  52   {"+flat", ".queens.flat", XrmoptionNoArg, "false" },
  53   {"-flat", ".queens.flat", XrmoptionNoArg, "true" },
  54 };
  55
  56 int rotate, wire, clearbits, flat;
  57
  58 static argtype vars[] = {
  59   {&rotate, "rotate", "Rotate", "True",  t_Bool},
  60   {&flat,   "flat",   "Flat",   "False", t_Bool},
  61 };
  62
  63 ModeSpecOpt queens_opts = {countof(opts), opts, countof(vars), vars, NULL};
  64
  65 #ifdef USE_MODULES
  66 ModStruct   queens_description =
  67 {"queens", "init_queens", "draw_queens", "release_queens",
  68  "draw_queens", "init_queens", NULL, &queens_opts,
  69  1000, 1, 2, 1, 4, 1.0, "",
  70  "Queens", 0, NULL};
  71
  72 #endif
  73
  74 typedef struct {
  75   GLXContext *glx_context;
  76   Window window;
  77   trackball_state *trackball;
  78   Bool button_down_p;
  79 } Queenscreen;
  80
  81 static Queenscreen *qs = NULL;
  82
  83 #include <math.h>
  84 #include <sys/time.h>
  85 #include <stdio.h>
  86 #include <stdlib.h>
  87
  88 #ifndef M_PI
  89 #define M_PI 3.14159265
  90 #endif
  91
  92 #define NONE 0
  93 #define QUEEN 1
  94 #define MINBOARD 5
  95 #define MAXBOARD 10
  96 #define COLORSETS 5
  97
  98 /* definition of white/black colors */
  99 GLfloat colors[COLORSETS][2][3] =
 100   {
 101     {{0.43, 0.54, 0.76}, {0.8, 0.8, 0.8}},
 102     {{0.5, 0.7, 0.9}, {0.2, 0.3, 0.6}},
 103     {{0.53725490196, 0.360784313725, 0.521568627451}, {0.6, 0.6, 0.6}},
 104     {{0.15, 0.77, 0.54}, {0.5, 0.5, 0.5}},
 105     {{0.9, 0.45, 0.0}, {0.5, 0.5, 0.5}},
 106   };
 107
 108 int board[MAXBOARD][MAXBOARD];
 109 int steps = 0, colorset = 0, BOARDSIZE = 8; /* 8 cuz its classic */
 110 double theta = 0.0;
 111
 112 Bool
 113 queens_handle_event (ModeInfo *mi, XEvent *event)
 114 {
 115   Queenscreen *c = &qs[MI_SCREEN(mi)];
 116
 117   if (event->xany.type == ButtonPress &&
 118       event->xbutton.button & Button1)
 119     {
 120       c->button_down_p = True;
 121       gltrackball_start (c->trackball,
 122                          event->xbutton.x, event->xbutton.y,
 123                          MI_WIDTH (mi), MI_HEIGHT (mi));
 124       return True;
 125     }
 126   else if (event->xany.type == ButtonRelease &&
 127            event->xbutton.button & Button1)
 128     {
 129       c->button_down_p = False;
 130       return True;
 131     }
 132   else if (event->xany.type == MotionNotify &&
 133            c->button_down_p)
 134     {
 135       gltrackball_track (c->trackball,
 136                          event->xmotion.x, event->xmotion.y,
 137                          MI_WIDTH (mi), MI_HEIGHT (mi));
 138       return True;
 139     }
 140
 141   return False;
 142 }
 143
 144
 145
 146 /* returns true if placing a queen on column c causes a conflict */
 147 int conflictsCols(int c) {
 148   int i;
 149
 150   for(i = 0; i < BOARDSIZE; ++i)
 151     if(board[i][c])
 152       return 1;
 153
 154   return 0;
 155 }
 156
 157 /* returns true if placing a queen on (r,c) causes a diagonal conflict */
 158 int conflictsDiag(int r, int c) {
 159   int i;
 160
 161   /* positive slope */
 162   int n = r < c ? r : c;
 163   for(i = 0; i < BOARDSIZE-abs(r-c); ++i)
 164     if(board[r-n+i][c-n+i])
 165       return 1;
 166
 167   /* negative slope */
 168   n = r < BOARDSIZE - (c+1) ? r : BOARDSIZE - (c+1);
 169   for(i = 0; i < BOARDSIZE-abs(BOARDSIZE - (1+r+c)); ++i)
 170     if(board[r-n+i][c+n-i])
 171       return 1;
 172
 173   return 0;
 174 }
 175
 176 /* returns true if placing a queen at (r,c) causes a conflict */
 177 int conflicts(int r, int c) {
 178   return !conflictsCols(c) ? conflictsDiag(r, c) : 1;
 179 }
 180
 181 /* clear board */
 182 void blank(void) {
 183   int i, j;
 184
 185   for(i = 0; i < MAXBOARD; ++i)
 186     for(j = 0; j < MAXBOARD; ++j)
 187       board[i][j] = NONE;
 188 }
 189
 190 /* recursively determine solution */
 191 int findSolution(int row, int col) {
 192   if(row == BOARDSIZE)
 193     return 1;
 194
 195   while(col < BOARDSIZE) {
 196     if(!conflicts(row, col)) {
 197       board[row][col] = 1;
 198
 199       if(findSolution(row+1, 0))
 200         return 1;
 201
 202       board[row][col] = 0;
 203     }
 204
 205     ++col;
 206   }
 207
 208   return 0;
 209 }
 210
 211 /** driver for finding solution */
 212 void go(void) { while(!findSolution(0, random()%BOARDSIZE)); }
 213
 214 /* lighting variables */
 215 GLfloat front_shininess[] = {60.0};
 216 GLfloat front_specular[] = {0.4, 0.4, 0.4, 1.0};
 217 GLfloat ambient[] = {0.3, 0.3, 0.3, 1.0};
 218 GLfloat diffuse[] = {0.8, 0.8, 0.8, 1.0};
 219 GLfloat position[] = { 0.0, 5.0, 5.0, 1.0 };
 220 GLfloat lmodel_ambient[] = {0.6, 0.6, 0.6, 1.0};
 221 GLfloat lmodel_twoside[] = {GL_TRUE};
 222
 223 /* configure lighting */
 224 void setup_lights(void) {
 225
 226   /* setup twoside lighting */
 227   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambient);
 228   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuse);
 229   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position);
 230   glEnable(GL_LIGHTING);
 231   glEnable(GL_LIGHT0);
 232
 233   /* setup material properties */
 234   glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, front_shininess);
 235   glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, front_specular);
 236
 237   glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 238 }
 239
 240 #define    checkImageWidth 8
 241 #define    checkImageHeight 8
 242 GLubyte checkImage[checkImageWidth][checkImageHeight][3];
 243
 244 /* return alpha value for fading */
 245 GLfloat findAlpha(void) {
 246   return steps < 128 ? steps/128.0 : steps < 1024-128 ?1.0:(1024-steps)/128.0;
 247 }
 248
 249 /* draw pieces */
 250 void drawPieces(void) {
 251   int i, j;
 252
 253   for(i = 0; i < BOARDSIZE; ++i) {
 254     for(j = 0; j < BOARDSIZE; ++j) {
 255       if(board[i][j]) {
 256         glColor3fv(colors[colorset][i%2]);
 257         glCallList(QUEEN);
 258       }
 259
 260       glTranslatef(1.0, 0.0, 0.0);
 261     }
 262
 263     glTranslatef(-1.0*BOARDSIZE, 0.0, 1.0);
 264   }
 265 }
 266
 267 /** reflectionboard */
 268 void draw_reflections(void) {
 269   int i, j;
 270
 271   glEnable(GL_STENCIL_TEST);
 272   glStencilFunc(GL_ALWAYS, 1, 1);
 273   glStencilOp(GL_KEEP, GL_KEEP, GL_REPLACE);
 274   glColorMask(0,0,0,0);
 275   glDisable(GL_CULL_FACE);
 276
 277   glDisable(GL_DEPTH_TEST);
 278   glBegin(GL_QUADS);
 279
 280   /* only draw white squares */
 281   for(i = 0; i < BOARDSIZE; ++i) {
 282     for(j = (BOARDSIZE+i) % 2; j < BOARDSIZE; j += 2) {
 283       glVertex3f(i, 0.0, j + 1.0);
 284       glVertex3f(i + 1.0, 0.0, j + 1.0);
 285       glVertex3f(i + 1.0, 0.0, j);
 286       glVertex3f(i, 0.0, j);
 287     }
 288   }
 289   glEnd();
 290   glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 291
 292   glColorMask(1, 1, 1, 1);
 293   glStencilFunc(GL_EQUAL, 1, 1);
 294   glStencilOp(GL_KEEP, GL_KEEP, GL_KEEP);
 295
 296   glPushMatrix();
 297   glScalef(1.0, -1.0, 1.0);
 298   glTranslatef(0.5, 0.001, 0.5);
 299   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position);
 300   drawPieces();
 301   glPopMatrix();
 302   glDisable(GL_STENCIL_TEST);
 303
 304   /* replace lights */
 305   glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position);
 306
 307   glEnable(GL_CULL_FACE);
 308   glCullFace(GL_BACK);
 309   glColorMask(1,1,1,1);
 310 }
 311
 312 /* draw board */
 313 void drawBoard(void) {
 314   int i, j;
 315
 316   glBegin(GL_QUADS);
 317
 318   for(i = 0; i < BOARDSIZE; ++i)
 319     for(j = 0; j < BOARDSIZE; ++j) {
 320       int par = (i-j+BOARDSIZE)%2;
 321       glColor4f(colors[colorset][par][0],
 322                 colors[colorset][par][1],
 323                 colors[colorset][par][2],
 324                 0.70);
 325       glNormal3f(0.0, 1.0, 0.0);
 326       glVertex3f(i, 0.0, j + 1.0);
 327       glVertex3f(i + 1.0, 0.0, j + 1.0);
 328       glVertex3f(i + 1.0, 0.0, j);
 329       glVertex3f(i, 0.0, j);
 330     }
 331
 332   glEnd();
 333 }
 334
 335 void display(Queenscreen *c) {
 336   glClear(clearbits);
 337
 338   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 339   glLoadIdentity();
 340
 341   /* setup light attenuation */
 342   glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
 343   glLightf(GL_LIGHT0, GL_CONSTANT_ATTENUATION, 0.8/(0.01+findAlpha()));
 344   glLightf(GL_LIGHT0, GL_LINEAR_ATTENUATION, 0.06);
 345
 346   /** setup perspective */
 347   glTranslatef(0.0, 0.0, -1.5*BOARDSIZE);
 348   glRotatef(30.0, 1.0, 0.0, 0.0);
 349   gltrackball_rotate (c->trackball);
 350   glRotatef(theta*100, 0.0, 1.0, 0.0);
 351   glTranslatef(-0.5*BOARDSIZE, 0.0, -0.5*BOARDSIZE);
 352
 353   /* find light positions */
 354   position[0] = BOARDSIZE/2.0 + BOARDSIZE/1.4*-sin(theta*100*M_PI/180.0);
 355   position[2] = BOARDSIZE/2.0 + BOARDSIZE/1.4*cos(theta*100*M_PI/180.0);
 356   position[1] = 6.0;
 357
 358   if(!wire) {
 359     glEnable(GL_LIGHTING);
 360     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position);
 361     glEnable(GL_LIGHT0);
 362   }
 363
 364   /* draw reflections */
 365   if(!wire) {
 366     draw_reflections();
 367     glEnable(GL_BLEND);
 368   }
 369   drawBoard();
 370   if(!wire)
 371     glDisable(GL_BLEND);
 372
 373   glLightf(GL_LIGHT0, GL_LINEAR_ATTENUATION, 0.1);
 374
 375   glTranslatef(0.5, 0.0, 0.5);
 376   drawPieces();
 377
 378   /* rotate camera */
 379   if(!c->button_down_p)
 380     theta += .002;
 381
 382   /* zero out board, find new solution of size MINBOARD <= i <= MAXBOARD */
 383   if(++steps == 1024) {
 384     steps = 0;
 385     blank();
 386     BOARDSIZE = MINBOARD + (random() % (MAXBOARD - MINBOARD + 1));
 387     colorset = (colorset+1)%COLORSETS;
 388     go();
 389   }
 390 }
 391
 392 int schunks = 15;
 393 GLfloat spidermodel[][3] =
 394   {
 395     {0.48, 0.48, 0.22},
 396     {0.48, 0.34, 0.18},
 397     {0.34, 0.34, 0.10},
 398     {0.34, 0.18, 0.30},
 399     {0.18, 0.14, 0.38},
 400     {0.14, 0.29, 0.01},
 401     {0.29, 0.18, 0.18},
 402     {0.18, 0.18, 0.16},
 403     {0.18, 0.20, 0.26},
 404     {0.20, 0.27, 0.14},
 405     {0.27, 0.24, 0.08},
 406     {0.24, 0.17, 0.00},
 407     {0.17, 0.095, 0.08},
 408     {0.095, 0.07, 0.00},
 409     {0.07, 0.00, 0.12},
 410   };
 411
 412 #define EPSILON 0.001
 413
 414 /** draws cylindermodel */
 415 void draw_model(int chunks, GLfloat model[][3], int r) {
 416   int i = 0;
 417   GLUquadricObj *quadric = gluNewQuadric();
 418   glPushMatrix();
 419   glRotatef(-90.0, 1.0, 0.0, 0.0);
 420
 421   for(i = 0; i < chunks; ++i) {
 422     if(model[i][0] > EPSILON || model[i][1] > EPSILON)
 423       gluCylinder(quadric, model[i][0], model[i][1], model[i][2], r, 1);
 424     glTranslatef(0.0, 0.0, model[i][2]);
 425   }
 426
 427   glPopMatrix();
 428 }
 429
 430 void reshape_queens(ModeInfo *mi, int width, int height) {
 431   GLfloat h = (GLfloat) height / (GLfloat) width;
 432   glViewport(0,0, width, height);
 433   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 434   glLoadIdentity();
 435   gluPerspective(45, 1/h, 2.0, 30.0);
 436   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 437 }
 438
 439 void init_queens(ModeInfo *mi) {
 440   int screen = MI_SCREEN(mi);
 441   Queenscreen *c;
 442   wire = MI_IS_WIREFRAME(mi);
 443
 444   if(!qs &&
 445      !(qs = (Queenscreen *) calloc(MI_NUM_SCREENS(mi), sizeof(Queenscreen))))
 446     return;
 447
 448   c = &qs[screen];
 449   c->window = MI_WINDOW(mi);
 450   c->trackball = gltrackball_init ();
 451
 452   if((c->glx_context = init_GL(mi)))
 453     reshape_queens(mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 454   else
 455     MI_CLEARWINDOW(mi);
 456
 457   glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
 458   glNewList(QUEEN, GL_COMPILE);
 459   draw_model(schunks, spidermodel, 24);
 460   glEndList();
 461
 462   if(flat)
 463     glShadeModel(GL_FLAT);
 464
 465   clearbits = GL_COLOR_BUFFER_BIT;
 466
 467   glColorMaterial(GL_FRONT, GL_DIFFUSE);
 468   glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
 469
 470   if(!wire) {
 471     setup_lights();
 472     glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 473     clearbits |= GL_DEPTH_BUFFER_BIT;
 474     clearbits |= GL_STENCIL_BUFFER_BIT;
 475     glEnable(GL_CULL_FACE);
 476     glCullFace(GL_BACK);
 477   }
 478   else
 479     glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
 480
 481   /* find a solution */
 482   go();
 483 }
 484
 485 void draw_queens(ModeInfo *mi) {
 486   Queenscreen *c = &qs[MI_SCREEN(mi)];
 487   Window w = MI_WINDOW(mi);
 488   Display *disp = MI_DISPLAY(mi);
 489
 490   if(!c->glx_context)
 491     return;
 492
 493   glXMakeCurrent(disp, w, *(c->glx_context));
 494
 495   display(c);
 496
 497   if(mi->fps_p) do_fps(mi);
 498   glFinish();
 499   glXSwapBuffers(disp, w);
 500 }
 501
 502 void release_queens(ModeInfo *mi) {
 503   if(qs)
 504     free((void *) qs);
 505
 506   FreeAllGL(MI);
 507 }
 508
 509 #endif