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

   1 /* -*- Mode: C; tab-width: 4 -*- */
   2 /* stairs --- Infinite Stairs, and Escher-like scene. */
   3
   4 #if 0
   5 static const char sccsid[] = "@(#)stairs.c      4.07 97/11/24 xlockmore";
   6 #endif
   7
   8 /*-
   9  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software and its
  10  * documentation for any purpose and without fee is hereby granted,
  11  * provided that the above copyright notice appear in all copies and that
  12  * both that copyright notice and this permission notice appear in
  13  * supporting documentation.
  14  *
  15  * This file is provided AS IS with no warranties of any kind.  The author
  16  * shall have no liability with respect to the infringement of copyrights,
  17  * trade secrets or any patents by this file or any part thereof.  In no
  18  * event will the author be liable for any lost revenue or profits or
  19  * other special, indirect and consequential damages.
  20  *
  21  * This mode shows some interesting scenes that are impossible OR very
  22  * weird to build in the real universe. Much of the scenes are inspirated
  23  * on Mauritz Cornelis stairs's works which derivated the mode's name.
  24  * M.C. Escher (1898-1972) was a dutch artist and many people prefer to
  25  * say he was a mathematician.
  26  *
  27  * Thanks goes to Brian Paul for making it possible and inexpensive to use
  28  * OpenGL at home.
  29  *
  30  * Since I'm not a native English speaker, my apologies for any grammatical
  31  * mistake.
  32  *
  33  * My e-mail address is
  34  * m-vianna@usa.net
  35  *
  36  * Marcelo F. Vianna (Jun-01-1997)
  37  *
  38  * Revision History:
  39  * 07-Jan-98: This would be a scene for the escher mode, but now escher mode
  40  *            was splitted in different modes for each scene. This is the
  41  *            initial release and is not working yet.
  42  *            Marcelo F. Vianna.
  43  *
  44  */
  45
  46 /*-
  47  * Texture mapping is only available on RGBA contexts, Mono and color index
  48  * visuals DO NOT support texture mapping in OpenGL.
  49  *
  50  * BUT Mesa do implements RGBA contexts in pseudo color visuals, so texture
  51  * mapping shuld work on PseudoColor, DirectColor, TrueColor using Mesa. Mono
  52  * is not officially supported for both OpenGL and Mesa, but seems to not crash
  53  * Mesa.
  54  *
  55  * In real OpenGL, PseudoColor DO NOT support texture map (as far as I know).
  56  */
  57
  58 #ifdef STANDALONE
  59 # define DEFAULTS                       "*delay:                20000   \n" \
  60                                                         "*showFPS:      False   \n"
  61
  62 # define release_stairs 0
  63 # include "xlockmore.h"         /* from the xscreensaver distribution */
  64 #else /* !STANDALONE */
  65 # include "xlock.h"                     /* from the xlockmore distribution */
  66
  67 #endif /* !STANDALONE */
  68
  69 #ifdef USE_GL
  70
  71 #if 0
  72 #include "e_textures.h"
  73 #else
  74 #include "ximage-loader.h"
  75 #include "images/gen/wood_png.h"
  76 #endif
  77
  78 #include "sphere.h"
  79 #include "gltrackball.h"
  80
  81 ENTRYPOINT ModeSpecOpt stairs_opts =
  82 {0, NULL, 0, NULL, NULL};
  83
  84 #ifdef USE_MODULES
  85 ModStruct   stairs_description =
  86 {"stairs", "init_stairs", "draw_stairs", NULL,
  87  "draw_stairs", "change_stairs", "free_stairs", &stairs_opts,
  88  1000, 1, 1, 1, 4, 1.0, "",
  89  "Shows Infinite Stairs, an Escher-like scene", 0, NULL};
  90
  91 #endif
  92
  93 #define Scale4Window               0.3
  94 #define Scale4Iconic               0.4
  95
  96 #define sqr(A)                     ((A)*(A))
  97
  98 #ifndef Pi
  99 #define Pi                         M_PI
 100 #endif
 101
 102 /*************************************************************************/
 103
 104 typedef struct {
 105         GLint       WindH, WindW;
 106         GLfloat     step;
 107         int         rotating;
 108         int         AreObjectsDefined[1];
 109         int         sphere_position;
 110         int         sphere_tick;
 111         GLXContext *glx_context;
 112     trackball_state *trackball;
 113     Bool button_down_p;
 114     GLuint objects;
 115 } stairsstruct;
 116
 117 static const float front_shininess[] = {60.0};
 118 static const float front_specular[] = {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};
 119 static const float ambient[] = {0.0, 0.0, 0.0, 1.0};
 120 static const float diffuse[] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
 121 static const float position0[] = {1.0, 1.0, 1.0, 0.0};
 122 static const float position1[] = {-1.0, -1.0, 1.0, 0.0};
 123 static const float lmodel_ambient[] = {0.5, 0.5, 0.5, 1.0};
 124 static const float lmodel_twoside[] = {GL_TRUE};
 125
 126 static const float MaterialYellow[] = {0.7, 0.7, 0.0, 1.0};
 127 static const float MaterialWhite[] = {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};
 128
 129 static const float ball_positions[] = {
 130   -3.0, 3.0, 1.0,
 131   -3.0, 2.8, 2.0,
 132   -3.0, 2.6, 3.0,
 133
 134   -2.0, 2.4, 3.0,
 135   -1.0, 2.2, 3.0,
 136    0.0, 2.0, 3.0,
 137    1.0, 1.8, 3.0,
 138    2.0, 1.6, 3.0,
 139
 140    2.0, 1.5, 2.0,
 141    2.0, 1.4, 1.0,
 142    2.0, 1.3, 0.0,
 143    2.0, 1.2, -1.0,
 144    2.0, 1.1, -2.0,
 145
 146    1.0, 0.9, -2.0,
 147    0.0, 0.7, -2.0,
 148   -1.0, 0.5, -2.0,
 149 };
 150
 151 #define NPOSITIONS ((sizeof ball_positions) / (sizeof ball_positions[0]) / 3)
 152 #define SPHERE_TICKS 32
 153
 154 static stairsstruct *stairs = NULL;
 155
 156 static int
 157 draw_block(GLfloat width, GLfloat height, GLfloat thickness)
 158 {
 159     int polys = 0;
 160         glFrontFace(GL_CCW);
 161         glBegin(GL_QUADS);
 162         glNormal3f(0, 0, 1);
 163         glTexCoord2f(0, 0);
 164         glVertex3f(-width, -height, thickness);
 165         glTexCoord2f(1, 0);
 166         glVertex3f(width, -height, thickness);
 167         glTexCoord2f(1, 1);
 168         glVertex3f(width, height, thickness);
 169         glTexCoord2f(0, 1);
 170         glVertex3f(-width, height, thickness);
 171     polys++;
 172         glNormal3f(0, 0, -1);
 173         glTexCoord2f(0, 0);
 174         glVertex3f(-width, height, -thickness);
 175         glTexCoord2f(1, 0);
 176         glVertex3f(width, height, -thickness);
 177         glTexCoord2f(1, 1);
 178         glVertex3f(width, -height, -thickness);
 179         glTexCoord2f(0, 1);
 180         glVertex3f(-width, -height, -thickness);
 181     polys++;
 182         glNormal3f(0, 1, 0);
 183         glTexCoord2f(0, 0);
 184         glVertex3f(-width, height, thickness);
 185         glTexCoord2f(1, 0);
 186         glVertex3f(width, height, thickness);
 187         glTexCoord2f(1, 1);
 188         glVertex3f(width, height, -thickness);
 189         glTexCoord2f(0, 1);
 190         glVertex3f(-width, height, -thickness);
 191     polys++;
 192         glNormal3f(0, -1, 0);
 193         glTexCoord2f(0, 0);
 194         glVertex3f(-width, -height, -thickness);
 195         glTexCoord2f(1, 0);
 196         glVertex3f(width, -height, -thickness);
 197         glTexCoord2f(1, 1);
 198         glVertex3f(width, -height, thickness);
 199         glTexCoord2f(0, 1);
 200         glVertex3f(-width, -height, thickness);
 201     polys++;
 202         glNormal3f(1, 0, 0);
 203         glTexCoord2f(0, 0);
 204         glVertex3f(width, -height, thickness);
 205         glTexCoord2f(1, 0);
 206         glVertex3f(width, -height, -thickness);
 207         glTexCoord2f(1, 1);
 208         glVertex3f(width, height, -thickness);
 209         glTexCoord2f(0, 1);
 210         glVertex3f(width, height, thickness);
 211     polys++;
 212         glNormal3f(-1, 0, 0);
 213         glTexCoord2f(0, 0);
 214         glVertex3f(-width, height, thickness);
 215         glTexCoord2f(1, 0);
 216         glVertex3f(-width, height, -thickness);
 217         glTexCoord2f(1, 1);
 218         glVertex3f(-width, -height, -thickness);
 219         glTexCoord2f(0, 1);
 220         glVertex3f(-width, -height, thickness);
 221     polys++;
 222         glEnd();
 223     return polys;
 224 }
 225
 226 static void
 227 draw_stairs_internal(ModeInfo * mi)
 228 {
 229         GLfloat     X;
 230
 231     mi->polygon_count = 0;
 232
 233         glPushMatrix();
 234         glPushMatrix();
 235         glTranslatef(-3.0, 0.1, 2.0);
 236         for (X = 0; X < 2; X++) {
 237         mi->polygon_count += draw_block(0.5, 2.7 + 0.1 * X, 0.5);
 238                 glTranslatef(0.0, 0.1, -1.0);
 239         }
 240         glPopMatrix();
 241         glTranslatef(-3.0, 0.0, 3.0);
 242         glPushMatrix();
 243
 244         for (X = 0; X < 6; X++) {
 245                 mi->polygon_count += draw_block(0.5, 2.6 - 0.1 * X, 0.5);
 246                 glTranslatef(1.0, -0.1, 0.0);
 247         }
 248         glTranslatef(-1.0, -0.9, -1.0);
 249         for (X = 0; X < 5; X++) {
 250                 mi->polygon_count += draw_block(0.5, 3.0 - 0.1 * X, 0.5);
 251                 glTranslatef(0.0, 0.0, -1.0);
 252         }
 253         glTranslatef(-1.0, -1.1, 1.0);
 254         for (X = 0; X < 3; X++) {
 255                 mi->polygon_count += draw_block(0.5, 3.5 - 0.1 * X, 0.5);
 256                 glTranslatef(-1.0, -0.1, 0.0);
 257         }
 258         glPopMatrix();
 259         glPopMatrix();
 260 }
 261
 262 /*#define DEBUG*/
 263 /*#define DEBUG_PATH*/
 264
 265 static int
 266 draw_sphere(int pos, int tick)
 267 {
 268     int pos2 = (pos+1) % NPOSITIONS;
 269     GLfloat x1 = ball_positions[pos*3];
 270     GLfloat y1 = ball_positions[pos*3+1];
 271     GLfloat z1 = ball_positions[pos*3+2];
 272     GLfloat x2 = ball_positions[pos2*3];
 273     GLfloat y2 = ball_positions[pos2*3+1];
 274     GLfloat z2 = ball_positions[pos2*3+2];
 275     GLfloat frac = tick / (GLfloat) SPHERE_TICKS;
 276     GLfloat x = x1 + (x2 - x1) * frac;
 277     GLfloat y = y1 + (y2 - y1) * frac + (2 * sin (M_PI * frac));
 278     GLfloat z = z1 + (z2 - z1) * frac;
 279     int polys = 0;
 280
 281         glPushMatrix();
 282
 283 # ifdef DEBUG_PATH
 284     glVertex3f(x, y, z);
 285     if (tick == 0) {
 286       glVertex3f(x, y-7.5, z);
 287       glVertex3f(x, y, z); glVertex3f(x, y, z-0.6);
 288       glVertex3f(x, y, z); glVertex3f(x, y, z+0.6);
 289       glVertex3f(x, y, z); glVertex3f(x+0.6, y, z);
 290       glVertex3f(x, y, z); glVertex3f(x-0.6, y, z);
 291       glVertex3f(x, y, z);
 292     }
 293
 294 # else /* !DEBUG_PATH */
 295     y += 0.5;
 296     glTranslatef(x, y, z);
 297
 298     glScalef (0.5, 0.5, 0.5);
 299
 300     /* make ball a little smaller on the gap to obscure distance */
 301         if (pos == NPOSITIONS-1)
 302       glScalef (0.95, 0.95, 0.95);
 303
 304         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE, MaterialYellow);
 305     glDisable (GL_TEXTURE_2D);
 306         glShadeModel(GL_SMOOTH);
 307         glFrontFace(GL_CCW);
 308     polys += unit_sphere (32, 32, False);
 309         glShadeModel(GL_FLAT);
 310     glEnable (GL_TEXTURE_2D);
 311 #endif /* !DEBUG_PATH */
 312
 313         glPopMatrix();
 314     return polys;
 315 }
 316
 317
 318
 319 ENTRYPOINT void
 320 reshape_stairs (ModeInfo * mi, int width, int height)
 321 {
 322         stairsstruct *sp = &stairs[MI_SCREEN(mi)];
 323     int y = 0;
 324
 325     if (width > height * 5) {   /* tiny window: show middle */
 326       height = width;
 327       y = -height/2;
 328     }
 329
 330         glViewport(0, y, sp->WindW = (GLint) width, sp->WindH = (GLint) height);
 331         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 332         glLoadIdentity();
 333         glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 5.0, 15.0);
 334         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 335         if (width >= 1024) {
 336                 glLineWidth(3);
 337                 glPointSize(3);
 338         } else if (width >= 512) {
 339                 glLineWidth(2);
 340                 glPointSize(2);
 341         } else {
 342                 glLineWidth(1);
 343                 glPointSize(1);
 344         }
 345 }
 346
 347 ENTRYPOINT Bool
 348 stairs_handle_event (ModeInfo *mi, XEvent *event)
 349 {
 350   stairsstruct *sp = &stairs[MI_SCREEN(mi)];
 351
 352   if (gltrackball_event_handler (event, sp->trackball,
 353                                  MI_WIDTH (mi), MI_HEIGHT (mi),
 354                                  &sp->button_down_p))
 355     return True;
 356   else if (event->xany.type == KeyPress)
 357     {
 358       KeySym keysym;
 359       char c = 0;
 360       XLookupString (&event->xkey, &c, 1, &keysym, 0);
 361       if (c == ' ' || c == '\t')
 362         {
 363           gltrackball_reset (sp->trackball, 0, 0);
 364           return True;
 365         }
 366     }
 367
 368   return False;
 369 }
 370
 371
 372 static void
 373 pinit(ModeInfo *mi)
 374 {
 375   /* int status; */
 376         glClearDepth(1.0);
 377         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambient);
 378         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuse);
 379         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position0);
 380         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, ambient);
 381         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, diffuse);
 382         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, position1);
 383         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, lmodel_ambient);
 384         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, lmodel_twoside);
 385         glEnable(GL_LIGHTING);
 386         glEnable(GL_LIGHT0);
 387         glEnable(GL_LIGHT1);
 388         glEnable(GL_NORMALIZE);
 389         glCullFace(GL_BACK);
 390
 391         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE, MaterialWhite);
 392         glShadeModel(GL_FLAT);
 393         glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 394         glEnable(GL_TEXTURE_2D);
 395         glEnable(GL_CULL_FACE);
 396
 397         glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 398
 399 #if 0
 400     clear_gl_error();
 401     status = gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D, 3,
 402                                WoodTextureWidth, WoodTextureHeight,
 403                                GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, WoodTextureData);
 404     if (status)
 405       {
 406         const char *s = (char *) gluErrorString (status);
 407         fprintf (stderr, "%s: error mipmapping %dx%d texture: %s\n",
 408                  progname, WoodTextureWidth, WoodTextureHeight,
 409                  (s ? s : "(unknown)"));
 410         exit (1);
 411       }
 412     check_gl_error("mipmapping");
 413 #else
 414     {
 415       XImage *img = image_data_to_ximage (mi->dpy, mi->xgwa.visual,
 416                                           wood_png, sizeof(wood_png));
 417           glTexImage2D (GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA,
 418                     img->width, img->height, 0,
 419                     GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, img->data);
 420       check_gl_error("texture");
 421       XDestroyImage (img);
 422     }
 423 #endif
 424
 425         glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 426         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
 427         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
 428         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
 429         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
 430
 431         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, front_shininess);
 432         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, front_specular);
 433 }
 434
 435 ENTRYPOINT void
 436 init_stairs (ModeInfo * mi)
 437 {
 438         int         screen = MI_SCREEN(mi);
 439         stairsstruct *sp;
 440
 441         MI_INIT (mi, stairs);
 442         sp = &stairs[screen];
 443
 444         sp->step = 0.0;
 445         sp->rotating = 0;
 446         sp->sphere_position = NRAND(NPOSITIONS);
 447         sp->sphere_tick = 0;
 448
 449         if ((sp->glx_context = init_GL(mi)) != NULL) {
 450
 451                 reshape_stairs(mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 452                 glDrawBuffer(GL_BACK);
 453                 if (!glIsList(sp->objects))
 454                         sp->objects = glGenLists(1);
 455                 pinit(mi);
 456         } else {
 457                 MI_CLEARWINDOW(mi);
 458         }
 459
 460     sp->trackball = gltrackball_init (False);
 461 }
 462
 463 ENTRYPOINT void
 464 draw_stairs (ModeInfo * mi)
 465 {
 466         stairsstruct *sp = &stairs[MI_SCREEN(mi)];
 467     GLfloat rot = current_device_rotation();
 468
 469         Display    *display = MI_DISPLAY(mi);
 470         Window      window = MI_WINDOW(mi);
 471
 472         if (!sp->glx_context)
 473                 return;
 474
 475         glXMakeCurrent(display, window, *(sp->glx_context));
 476
 477         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 478
 479         glPushMatrix();
 480
 481     glRotatef(rot, 0, 0, 1);
 482
 483         glTranslatef(0.0, 0.0, -10.0);
 484
 485         if (!MI_IS_ICONIC(mi)) {
 486                 glScalef(Scale4Window * sp->WindH / sp->WindW, Scale4Window, Scale4Window);
 487         } else {
 488                 glScalef(Scale4Iconic * sp->WindH / sp->WindW, Scale4Iconic, Scale4Iconic);
 489         }
 490
 491 # ifdef HAVE_MOBILE     /* Keep it the same relative size when rotated. */
 492   {
 493     GLfloat h = MI_HEIGHT(mi) / (GLfloat) MI_WIDTH(mi);
 494     if (rot != 0 && rot != 180 && rot != -180)
 495       glScalef (1/h, 1/h, 1/h);
 496   }
 497 # endif
 498
 499     gltrackball_rotate (sp->trackball);
 500
 501     glTranslatef(0, 0.5, 0);
 502         glRotatef(44.5, 1, 0, 0);
 503     glRotatef(50, 0, 1, 0);
 504
 505     if (!sp->rotating) {
 506       if ((LRAND() % 500) == 0)
 507         sp->rotating = (LRAND() & 1) ? 1 : -1;
 508     }
 509
 510     if (sp->rotating) {
 511       glRotatef(sp->rotating * sp->step, 0, 1, 0);
 512       if (sp->step >= 360) {
 513         sp->rotating = 0;
 514                 sp->step = 0;
 515       }
 516
 517 # ifndef DEBUG
 518       if (!sp->button_down_p)
 519         sp->step += 2;
 520 # endif /* DEBUG */
 521     }
 522
 523         draw_stairs_internal(mi);
 524
 525
 526 # ifdef DEBUG
 527     {
 528       int i, j;
 529 #  ifdef DEBUG_PATH
 530       glDisable(GL_LIGHTING);
 531       glDisable(GL_TEXTURE_2D);
 532       glBegin (GL_LINE_LOOP);
 533 #  endif /* DEBUG_PATH */
 534       for (i = 0; i < NPOSITIONS; i ++)
 535         for (j = 0; j < SPHERE_TICKS; j++)
 536           mi->polygon_count += draw_sphere(i, j);
 537 #  ifdef DEBUG_PATH
 538       glEnd();
 539       glEnable(GL_LIGHTING);
 540       glEnable(GL_TEXTURE_2D);
 541 #  endif /* DEBUG_PATH */
 542     }
 543 #else  /* !DEBUG */
 544     mi->polygon_count += draw_sphere(sp->sphere_position, sp->sphere_tick);
 545 #endif /* !DEBUG */
 546
 547     if (sp->button_down_p)
 548       ;
 549     else if (++sp->sphere_tick >= SPHERE_TICKS)
 550       {
 551         sp->sphere_tick = 0;
 552         if (++sp->sphere_position >= NPOSITIONS)
 553           sp->sphere_position = 0;
 554       }
 555
 556         glPopMatrix();
 557
 558     if (mi->fps_p) do_fps (mi);
 559         glFlush();
 560
 561         glXSwapBuffers(display, window);
 562 }
 563
 564 #ifndef STANDALONE
 565 ENTRYPOINT void
 566 change_stairs (ModeInfo * mi)
 567 {
 568         stairsstruct *sp = &stairs[MI_SCREEN(mi)];
 569
 570         if (!sp->glx_context)
 571                 return;
 572
 573         glXMakeCurrent(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), *(sp->glx_context));
 574         pinit();
 575 }
 576 #endif /* !STANDALONE */
 577
 578 ENTRYPOINT void
 579 free_stairs (ModeInfo * mi)
 580 {
 581         stairsstruct *sp = &stairs[MI_SCREEN(mi)];
 582         if (glIsList(sp->objects)) {
 583                 glDeleteLists(sp->objects, 1);
 584         }
 585 }
 586
 587 XSCREENSAVER_MODULE ("Stairs", stairs)
 588
 589 #endif