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 refresh_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 #include "e_textures.h"
  72 #include "sphere.h"
  73 #include "gltrackball.h"
  74
  75 ENTRYPOINT ModeSpecOpt stairs_opts =
  76 {0, NULL, 0, NULL, NULL};
  77
  78 #ifdef USE_MODULES
  79 ModStruct   stairs_description =
  80 {"stairs", "init_stairs", "draw_stairs", "release_stairs",
  81  "draw_stairs", "change_stairs", NULL, &stairs_opts,
  82  1000, 1, 1, 1, 4, 1.0, "",
  83  "Shows Infinite Stairs, an Escher-like scene", 0, NULL};
  84
  85 #endif
  86
  87 #define Scale4Window               0.3
  88 #define Scale4Iconic               0.4
  89
  90 #define sqr(A)                     ((A)*(A))
  91
  92 #ifndef Pi
  93 #define Pi                         M_PI
  94 #endif
  95
  96 /*************************************************************************/
  97
  98 typedef struct {
  99         GLint       WindH, WindW;
 100         GLfloat     step;
 101         int         rotating;
 102         int         AreObjectsDefined[1];
 103         int         sphere_position;
 104         int         sphere_tick;
 105         GLXContext *glx_context;
 106     trackball_state *trackball;
 107     Bool button_down_p;
 108     GLuint objects;
 109 } stairsstruct;
 110
 111 static const float front_shininess[] = {60.0};
 112 static const float front_specular[] = {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};
 113 static const float ambient[] = {0.0, 0.0, 0.0, 1.0};
 114 static const float diffuse[] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
 115 static const float position0[] = {1.0, 1.0, 1.0, 0.0};
 116 static const float position1[] = {-1.0, -1.0, 1.0, 0.0};
 117 static const float lmodel_ambient[] = {0.5, 0.5, 0.5, 1.0};
 118 static const float lmodel_twoside[] = {GL_TRUE};
 119
 120 static const float MaterialYellow[] = {0.7, 0.7, 0.0, 1.0};
 121 static const float MaterialWhite[] = {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};
 122
 123 static const float ball_positions[] = {
 124   -3.0, 3.0, 1.0,
 125   -3.0, 2.8, 2.0,
 126   -3.0, 2.6, 3.0,
 127
 128   -2.0, 2.4, 3.0,
 129   -1.0, 2.2, 3.0,
 130    0.0, 2.0, 3.0,
 131    1.0, 1.8, 3.0,
 132    2.0, 1.6, 3.0,
 133
 134    2.0, 1.5, 2.0,
 135    2.0, 1.4, 1.0,
 136    2.0, 1.3, 0.0,
 137    2.0, 1.2, -1.0,
 138    2.0, 1.1, -2.0,
 139
 140    1.0, 0.9, -2.0,
 141    0.0, 0.7, -2.0,
 142   -1.0, 0.5, -2.0,
 143 };
 144
 145 #define NPOSITIONS ((sizeof ball_positions) / (sizeof ball_positions[0]) / 3)
 146 #define SPHERE_TICKS 32
 147
 148 static stairsstruct *stairs = NULL;
 149
 150 static int
 151 draw_block(GLfloat width, GLfloat height, GLfloat thickness)
 152 {
 153     int polys = 0;
 154         glFrontFace(GL_CCW);
 155         glBegin(GL_QUADS);
 156         glNormal3f(0, 0, 1);
 157         glTexCoord2f(0, 0);
 158         glVertex3f(-width, -height, thickness);
 159         glTexCoord2f(1, 0);
 160         glVertex3f(width, -height, thickness);
 161         glTexCoord2f(1, 1);
 162         glVertex3f(width, height, thickness);
 163         glTexCoord2f(0, 1);
 164         glVertex3f(-width, height, thickness);
 165     polys++;
 166         glNormal3f(0, 0, -1);
 167         glTexCoord2f(0, 0);
 168         glVertex3f(-width, height, -thickness);
 169         glTexCoord2f(1, 0);
 170         glVertex3f(width, height, -thickness);
 171         glTexCoord2f(1, 1);
 172         glVertex3f(width, -height, -thickness);
 173         glTexCoord2f(0, 1);
 174         glVertex3f(-width, -height, -thickness);
 175     polys++;
 176         glNormal3f(0, 1, 0);
 177         glTexCoord2f(0, 0);
 178         glVertex3f(-width, height, thickness);
 179         glTexCoord2f(1, 0);
 180         glVertex3f(width, height, thickness);
 181         glTexCoord2f(1, 1);
 182         glVertex3f(width, height, -thickness);
 183         glTexCoord2f(0, 1);
 184         glVertex3f(-width, height, -thickness);
 185     polys++;
 186         glNormal3f(0, -1, 0);
 187         glTexCoord2f(0, 0);
 188         glVertex3f(-width, -height, -thickness);
 189         glTexCoord2f(1, 0);
 190         glVertex3f(width, -height, -thickness);
 191         glTexCoord2f(1, 1);
 192         glVertex3f(width, -height, thickness);
 193         glTexCoord2f(0, 1);
 194         glVertex3f(-width, -height, thickness);
 195     polys++;
 196         glNormal3f(1, 0, 0);
 197         glTexCoord2f(0, 0);
 198         glVertex3f(width, -height, thickness);
 199         glTexCoord2f(1, 0);
 200         glVertex3f(width, -height, -thickness);
 201         glTexCoord2f(1, 1);
 202         glVertex3f(width, height, -thickness);
 203         glTexCoord2f(0, 1);
 204         glVertex3f(width, height, thickness);
 205     polys++;
 206         glNormal3f(-1, 0, 0);
 207         glTexCoord2f(0, 0);
 208         glVertex3f(-width, height, thickness);
 209         glTexCoord2f(1, 0);
 210         glVertex3f(-width, height, -thickness);
 211         glTexCoord2f(1, 1);
 212         glVertex3f(-width, -height, -thickness);
 213         glTexCoord2f(0, 1);
 214         glVertex3f(-width, -height, thickness);
 215     polys++;
 216         glEnd();
 217     return polys;
 218 }
 219
 220 static void
 221 draw_stairs_internal(ModeInfo * mi)
 222 {
 223         GLfloat     X;
 224
 225     mi->polygon_count = 0;
 226
 227         glPushMatrix();
 228         glPushMatrix();
 229         glTranslatef(-3.0, 0.1, 2.0);
 230         for (X = 0; X < 2; X++) {
 231         mi->polygon_count += draw_block(0.5, 2.7 + 0.1 * X, 0.5);
 232                 glTranslatef(0.0, 0.1, -1.0);
 233         }
 234         glPopMatrix();
 235         glTranslatef(-3.0, 0.0, 3.0);
 236         glPushMatrix();
 237
 238         for (X = 0; X < 6; X++) {
 239                 mi->polygon_count += draw_block(0.5, 2.6 - 0.1 * X, 0.5);
 240                 glTranslatef(1.0, -0.1, 0.0);
 241         }
 242         glTranslatef(-1.0, -0.9, -1.0);
 243         for (X = 0; X < 5; X++) {
 244                 mi->polygon_count += draw_block(0.5, 3.0 - 0.1 * X, 0.5);
 245                 glTranslatef(0.0, 0.0, -1.0);
 246         }
 247         glTranslatef(-1.0, -1.1, 1.0);
 248         for (X = 0; X < 3; X++) {
 249                 mi->polygon_count += draw_block(0.5, 3.5 - 0.1 * X, 0.5);
 250                 glTranslatef(-1.0, -0.1, 0.0);
 251         }
 252         glPopMatrix();
 253         glPopMatrix();
 254 }
 255
 256 /*#define DEBUG*/
 257 /*#define DEBUG_PATH*/
 258
 259 static int
 260 draw_sphere(int pos, int tick)
 261 {
 262     int pos2 = (pos+1) % NPOSITIONS;
 263     GLfloat x1 = ball_positions[pos*3];
 264     GLfloat y1 = ball_positions[pos*3+1];
 265     GLfloat z1 = ball_positions[pos*3+2];
 266     GLfloat x2 = ball_positions[pos2*3];
 267     GLfloat y2 = ball_positions[pos2*3+1];
 268     GLfloat z2 = ball_positions[pos2*3+2];
 269     GLfloat frac = tick / (GLfloat) SPHERE_TICKS;
 270     GLfloat x = x1 + (x2 - x1) * frac;
 271     GLfloat y = y1 + (y2 - y1) * frac + (2 * sin (M_PI * frac));
 272     GLfloat z = z1 + (z2 - z1) * frac;
 273     int polys = 0;
 274
 275         glPushMatrix();
 276
 277 # ifdef DEBUG_PATH
 278     glVertex3f(x, y, z);
 279     if (tick == 0) {
 280       glVertex3f(x, y-7.5, z);
 281       glVertex3f(x, y, z); glVertex3f(x, y, z-0.6);
 282       glVertex3f(x, y, z); glVertex3f(x, y, z+0.6);
 283       glVertex3f(x, y, z); glVertex3f(x+0.6, y, z);
 284       glVertex3f(x, y, z); glVertex3f(x-0.6, y, z);
 285       glVertex3f(x, y, z);
 286     }
 287
 288 # else /* !DEBUG_PATH */
 289     y += 0.5;
 290     glTranslatef(x, y, z);
 291
 292     glScalef (0.5, 0.5, 0.5);
 293
 294     /* make ball a little smaller on the gap to obscure distance */
 295         if (pos == NPOSITIONS-1)
 296       glScalef (0.95, 0.95, 0.95);
 297
 298         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE, MaterialYellow);
 299     glDisable (GL_TEXTURE_2D);
 300         glShadeModel(GL_SMOOTH);
 301         glFrontFace(GL_CW);
 302     polys += unit_sphere (32, 32, False);
 303         glShadeModel(GL_FLAT);
 304     glEnable (GL_TEXTURE_2D);
 305 #endif /* !DEBUG_PATH */
 306
 307         glPopMatrix();
 308     return polys;
 309 }
 310
 311
 312
 313 ENTRYPOINT void
 314 reshape_stairs (ModeInfo * mi, int width, int height)
 315 {
 316         stairsstruct *sp = &stairs[MI_SCREEN(mi)];
 317
 318         glViewport(0, 0, sp->WindW = (GLint) width, sp->WindH = (GLint) height);
 319         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 320         glLoadIdentity();
 321         glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 5.0, 15.0);
 322         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 323         if (width >= 1024) {
 324                 glLineWidth(3);
 325                 glPointSize(3);
 326         } else if (width >= 512) {
 327                 glLineWidth(2);
 328                 glPointSize(2);
 329         } else {
 330                 glLineWidth(1);
 331                 glPointSize(1);
 332         }
 333 }
 334
 335 ENTRYPOINT Bool
 336 stairs_handle_event (ModeInfo *mi, XEvent *event)
 337 {
 338   stairsstruct *sp = &stairs[MI_SCREEN(mi)];
 339
 340   if (event->xany.type == ButtonPress &&
 341       event->xbutton.button == Button1)
 342     {
 343       sp->button_down_p = True;
 344       gltrackball_start (sp->trackball,
 345                          event->xbutton.x, event->xbutton.y,
 346                          MI_WIDTH (mi), MI_HEIGHT (mi));
 347       return True;
 348     }
 349   else if (event->xany.type == ButtonRelease &&
 350            event->xbutton.button == Button1)
 351     {
 352       sp->button_down_p = False;
 353       return True;
 354     }
 355   else if (event->xany.type == ButtonPress &&
 356            (event->xbutton.button == Button4 ||
 357             event->xbutton.button == Button5 ||
 358             event->xbutton.button == Button6 ||
 359             event->xbutton.button == Button7))
 360     {
 361       gltrackball_mousewheel (sp->trackball, event->xbutton.button, 10,
 362                               !!event->xbutton.state);
 363       return True;
 364     }
 365   else if (event->xany.type == MotionNotify &&
 366            sp->button_down_p)
 367     {
 368       gltrackball_track (sp->trackball,
 369                          event->xmotion.x, event->xmotion.y,
 370                          MI_WIDTH (mi), MI_HEIGHT (mi));
 371       return True;
 372     }
 373   else if (event->xany.type == KeyPress)
 374     {
 375       KeySym keysym;
 376       char c = 0;
 377       XLookupString (&event->xkey, &c, 1, &keysym, 0);
 378       if (c == ' ')
 379         {
 380           gltrackball_reset (sp->trackball);
 381           return True;
 382         }
 383     }
 384
 385   return False;
 386 }
 387
 388
 389 static void
 390 pinit(void)
 391 {
 392     int status;
 393         glClearDepth(1.0);
 394         glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
 395
 396         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambient);
 397         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuse);
 398         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position0);
 399         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, ambient);
 400         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, diffuse);
 401         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, position1);
 402         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, lmodel_ambient);
 403         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, lmodel_twoside);
 404         glEnable(GL_LIGHTING);
 405         glEnable(GL_LIGHT0);
 406         glEnable(GL_LIGHT1);
 407         glEnable(GL_NORMALIZE);
 408         glCullFace(GL_BACK);
 409
 410         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE, MaterialWhite);
 411         glShadeModel(GL_FLAT);
 412         glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 413         glEnable(GL_TEXTURE_2D);
 414         glEnable(GL_CULL_FACE);
 415
 416         glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 417
 418     clear_gl_error();
 419     status = gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D, 3,
 420                                WoodTextureWidth, WoodTextureHeight,
 421                                GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, WoodTextureData);
 422     if (status)
 423       {
 424         const char *s = (char *) gluErrorString (status);
 425         fprintf (stderr, "%s: error mipmapping %dx%d texture: %s\n",
 426                  progname, WoodTextureWidth, WoodTextureHeight,
 427                  (s ? s : "(unknown)"));
 428         exit (1);
 429       }
 430     check_gl_error("mipmapping");
 431
 432         glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 433         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
 434         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
 435         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
 436         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
 437
 438         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, front_shininess);
 439         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, front_specular);
 440 }
 441
 442 ENTRYPOINT void
 443 init_stairs (ModeInfo * mi)
 444 {
 445         int         screen = MI_SCREEN(mi);
 446         stairsstruct *sp;
 447
 448         if (stairs == NULL) {
 449                 if ((stairs = (stairsstruct *) calloc(MI_NUM_SCREENS(mi),
 450                                              sizeof (stairsstruct))) == NULL)
 451                         return;
 452         }
 453         sp = &stairs[screen];
 454
 455         sp->step = 0.0;
 456         sp->rotating = 0;
 457         sp->sphere_position = NRAND(NPOSITIONS);
 458         sp->sphere_tick = 0;
 459
 460         if ((sp->glx_context = init_GL(mi)) != NULL) {
 461
 462                 reshape_stairs(mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 463                 glDrawBuffer(GL_BACK);
 464                 if (!glIsList(sp->objects))
 465                         sp->objects = glGenLists(1);
 466                 pinit();
 467         } else {
 468                 MI_CLEARWINDOW(mi);
 469         }
 470
 471     sp->trackball = gltrackball_init ();
 472 }
 473
 474 ENTRYPOINT void
 475 draw_stairs (ModeInfo * mi)
 476 {
 477         stairsstruct *sp = &stairs[MI_SCREEN(mi)];
 478
 479         Display    *display = MI_DISPLAY(mi);
 480         Window      window = MI_WINDOW(mi);
 481
 482         if (!sp->glx_context)
 483                 return;
 484
 485         glXMakeCurrent(display, window, *(sp->glx_context));
 486
 487         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 488
 489         glPushMatrix();
 490
 491         glTranslatef(0.0, 0.0, -10.0);
 492
 493         if (!MI_IS_ICONIC(mi)) {
 494                 glScalef(Scale4Window * sp->WindH / sp->WindW, Scale4Window, Scale4Window);
 495         } else {
 496                 glScalef(Scale4Iconic * sp->WindH / sp->WindW, Scale4Iconic, Scale4Iconic);
 497         }
 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 release_stairs (ModeInfo * mi)
 580 {
 581         if (stairs != NULL) {
 582       int i;
 583       for (i = 0; i < MI_NUM_SCREENS(mi); i++) {
 584         stairsstruct *sp = &stairs[i];
 585         if (glIsList(sp->objects)) {
 586           glDeleteLists(sp->objects, 1);
 587         }
 588       }
 589       free(stairs);
 590       stairs = NULL;
 591         }
 592         FreeAllGL(mi);
 593 }
 594
 595 XSCREENSAVER_MODULE ("Stairs", stairs)
 596
 597 #endif