git.hungrycats.org Git - xscreensaver/blob - hacks/kaleidescope.c

   1 /* kaleidescope, Copyright (c) 1997, 2006 Ron Tapia <tapia@nmia.com>
   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
  12 /*
  13  * The above, for lack of a better copyright statement in easy reach
  14  * was just lifted from the xscreensaver source.
  15  *
  16  * One of the odd things about this hack is that the radial motion of the
  17  * segments depends on roundoff error alone.
  18  *
  19  * I tried to make the source easy to add other shapes. So far, I've
  20  * only messed with elipses and I couldn't do much with them that looked
  21  * cool. A nice addition would be to add some sort of spline based shapes.
  22  * Maybe rectangles would look nice.
  23  *
  24  */
  25
  26 #include <stdio.h>
  27 #include <math.h>
  28 #include <time.h>
  29 #include "screenhack.h"
  30 #include "spline.h"
  31
  32 #define NEWX(x,y) ((x*g->costheta) + (y*g->sintheta))
  33 #define NEWY(x,y) ((y*g->costheta) - (x*g->sintheta))
  34
  35
  36 typedef struct state GLOBAL;
  37 typedef struct Obj OBJECT;
  38 struct Obj {
  39   int type;
  40   int time;
  41   void (*propigate) (GLOBAL *, OBJECT *);
  42   void (*draw) (GLOBAL *, OBJECT *);
  43   void (*init) (GLOBAL *, OBJECT *);
  44   void *cur;
  45 };
  46
  47 typedef struct KSEGMENT {
  48   struct KSEGMENT *next;
  49   XColor color;
  50   int drawn;
  51   short int x1,y1,x2,y2;  /* these are in the natural coordinate system */
  52   XSegment  *xsegments;  /* these are in the X coordinate system */
  53 } Ksegment;
  54
  55 struct state {
  56   int  xoff, yoff;                    /* offset of origin xmax/2, ymax/2 */
  57   int  xmax, ymax;                    /* width, height of window */
  58   float costheta, sintheta;
  59   int symmetry;
  60   int ntrails;
  61   int nsegments;
  62   int narcs;
  63   int nobjects;
  64   int local_rotation;
  65   int global_rotation;
  66   int spring_constant;
  67   Colormap cmap;
  68   GC  draw_gc;
  69   GC  erase_gc;
  70   unsigned int default_fg_pixel;
  71   Display *dpy;
  72   Window window;
  73   unsigned long delay;
  74   unsigned short redmin,redrange,greenmin,greenrange,bluemin,bluerange;
  75   int color_mode;
  76
  77   OBJECT *objects;
  78   int counter;
  79
  80   int done_once;
  81 };
  82
  83
  84 static const char *kaleidescope_defaults [] = {
  85   ".background:      black",
  86   ".foreground:      white",
  87   "*fpsSolid:        true",
  88   "*color_mode:      nice",
  89   "*symmetry:          11",
  90   "*ntrails:          100",
  91   "*nsegments:          7",
  92   "*narcs:              0",
  93   "*local_rotation:   -59",
  94   "*global_rotation:    1",
  95   "*spring_constant:    5",
  96   "*delay:          20000",
  97   "*redmin:         30000",
  98   "*redrange:       20000",
  99   "*greenmin:       30000",
 100   "*greenrange:     20000",
 101   "*bluemin:        30000",
 102   "*bluerange:      20000",
 103   0
 104 };
 105
 106 static XrmOptionDescRec kaleidescope_options [] = {
 107   { "-color_mode",       ".color_mode",     XrmoptionSepArg, 0 },
 108   { "-symmetry",        ".symmetry",        XrmoptionSepArg, 0 },
 109   { "-nsegments",       ".nsegments",       XrmoptionSepArg, 0 },
 110   { "-ntrails",         ".ntrails",         XrmoptionSepArg, 0 },
 111   { "-local_rotation",  ".local_rotation",  XrmoptionSepArg, 0 },
 112   { "-global_rotation", ".global_rotation", XrmoptionSepArg, 0 },
 113   { "-delay",           ".delay",           XrmoptionSepArg, 0 },
 114   { "-spring_constant", ".spring_constant", XrmoptionSepArg, 0 },
 115   { "-redmin",          ".redmin",          XrmoptionSepArg, 0 },
 116   { "-redrange",        ".redrange",        XrmoptionSepArg, 0 },
 117   { "-bluemin",         ".bluemin",         XrmoptionSepArg, 0 },
 118   { "-bluerange",       ".bluerange",       XrmoptionSepArg, 0 },
 119   { "-greenmin",        ".greenmin",        XrmoptionSepArg, 0 },
 120   { "-greenrange",      ".greenrange",      XrmoptionSepArg, 0 },
 121   { 0, 0, 0, 0 }
 122 };
 123
 124 /* END global variables */
 125
 126 static void
 127 krandom_color(GLOBAL *g, XColor *color)
 128 {
 129   if((g->color_mode == 0) || (g->color_mode == 1)) {
 130
 131     color->blue  = (random() % g->bluerange)  + g->bluemin;
 132     color->green = (random() % g->greenrange) + g->greenmin;
 133     color->red   = (random() % g->redrange)   + g->redmin;
 134
 135     if(!XAllocColor(g->dpy, g->cmap, color)) {
 136       color->pixel = g->default_fg_pixel;
 137     }
 138     return;
 139   } else {
 140     color->pixel = g->default_fg_pixel;
 141     return;
 142   }
 143 }
 144
 145
 146 static void
 147 kcopy_color(XColor *to, XColor *from)
 148 {
 149   to->red   = from->red;
 150   to->green = from->green;
 151   to->blue  = from->blue;
 152   to->pixel = from->pixel;
 153 }
 154
 155 static void
 156 kcycle_color(GLOBAL *g,
 157              XColor *color,
 158              unsigned short redstep,
 159              unsigned short greenstep,
 160              unsigned short bluestep)
 161 {
 162   unsigned short red,green,blue;
 163
 164   if (! g->color_mode) {
 165     XColor copy;
 166     color->flags = DoRed|DoGreen|DoBlue;
 167     color->red   = (red = color->red) - redstep;
 168     color->green = (green = color->green) - greenstep;
 169     color->blue  = (blue = color->blue)  - bluestep;
 170     copy = *color;
 171
 172     if(!XAllocColor(g->dpy, g->cmap, color)) {
 173       /* printf("couldn't alloc color...\n"); */
 174       color->pixel = g->default_fg_pixel;
 175     }
 176     copy.pixel = color->pixel;
 177     *color = copy;
 178
 179     color->red   = red   - redstep;
 180     color->green = green- greenstep;
 181     color->blue  = blue  - bluestep;
 182     return;
 183   }
 184 }
 185
 186
 187 static Ksegment *
 188 create_ksegment (GLOBAL *g)
 189 {
 190   Ksegment *seg, *prev;
 191   XColor new_color;
 192   int i;
 193   unsigned short redstep,bluestep,greenstep;
 194
 195   krandom_color(g, &new_color);
 196
 197   redstep = new_color.red/(2 * g->ntrails);
 198   greenstep = new_color.green/(2 * g->ntrails);
 199   bluestep = new_color.blue/(2 * g->ntrails);
 200
 201   seg            = (Ksegment *) malloc(sizeof(Ksegment));
 202   seg->xsegments = (XSegment  *) malloc(g->symmetry * sizeof(XSegment));
 203
 204   prev = seg;
 205   for(i=0; i< (g->ntrails - 1); i++) {
 206
 207     kcycle_color(g, &new_color,redstep,greenstep,bluestep);
 208
 209     kcopy_color(&(prev->color), &new_color);
 210
 211     prev->next              = (Ksegment*)malloc(sizeof(Ksegment));
 212     (prev->next)->xsegments = (XSegment*)malloc(g->symmetry * sizeof(XSegment));
 213     prev->drawn             = 0;
 214     prev = (prev->next);
 215   }
 216
 217   prev->drawn = 0;
 218   prev->next = seg;
 219   kcopy_color(&(prev->color), &new_color);
 220
 221   return seg;
 222 }
 223
 224 static void
 225 init_ksegment (GLOBAL *g, OBJECT *obj)
 226 {
 227
 228   /* Give the segment some random values */
 229   ((Ksegment *)obj->cur)->x1 = (g->xoff ? random() % g->xoff : 0);
 230   ((Ksegment *)obj->cur)->y1 = (g->yoff ? random() % g->yoff : 0);
 231   ((Ksegment *)obj->cur)->x2 = (g->xoff ? random() % g->xoff : 0);
 232   ((Ksegment *)obj->cur)->y2 = (g->yoff ? random() % g->yoff : 0);
 233 }
 234
 235
 236 static void
 237 draw_ksegment (GLOBAL *g, OBJECT *obj)
 238 {
 239   register short x1, y1, x2, y2;
 240   int dx, dy;
 241   int i;
 242
 243   g->counter++;
 244
 245   x1 = ((Ksegment *)obj->cur)->x1;   /* in the natural coordinate system */
 246   y1 = ((Ksegment *)obj->cur)->y1;
 247   x2 = ((Ksegment *)obj->cur)->x2;
 248   y2 = ((Ksegment *)obj->cur)->y2;
 249
 250   dx = x2 - x1;
 251   dy = y2 - y1;
 252
 253   /* maybe throw away values and start over */
 254   if( ((dx*dx) + (dy * dy)) < 100) {
 255     init_ksegment (g, obj);
 256     x1 = ((Ksegment *)obj->cur)->x1;   /* in the natural coordinate system */
 257     y1 = ((Ksegment *)obj->cur)->y1;
 258     x2 = ((Ksegment *)obj->cur)->x2;
 259     y2 = ((Ksegment *)obj->cur)->y2;
 260   }
 261
 262   for (i=0; i<g->symmetry; i++) {
 263     (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].x1 = NEWX(x1,y1);
 264     (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].y1 = NEWY(x1,y1);
 265     (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].x2 = NEWX(x2,y2);
 266     (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].y2 = NEWY(x2,y2);
 267
 268     (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].x1 = (x1 = (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].x1) + g->xoff;
 269     (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].y1 = (y1 = (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].y1) + g->yoff;
 270     (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].x2 = (x2 = (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].x2) + g->xoff;
 271     (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].y2 = (y2 = (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].y2) + g->yoff;
 272   }
 273
 274   XSetForeground(g->dpy, g->draw_gc, (((Ksegment *)obj->cur)->color).pixel);
 275
 276   XDrawSegments(g->dpy, g->window, g->draw_gc, ((Ksegment *)obj->cur)->xsegments, g->symmetry);
 277   ((Ksegment *)obj->cur)->drawn = 1;
 278
 279   if (((((Ksegment *)obj->cur)->next)->drawn) != 0) {
 280     XDrawSegments(g->dpy, g->window, g->erase_gc, ((Ksegment *)obj->cur)->next->xsegments, g->symmetry);
 281   }
 282 }
 283
 284 static void
 285 propigate_ksegment(GLOBAL *g, OBJECT *obj)
 286 {
 287   int t;
 288   short int x1,y1,x2,y2;
 289   short int midx,midy,nmidx,nmidy;
 290   float lsin, lcos, gsin, gcos;
 291
 292   lsin = sin((2*M_PI/10000)*g->local_rotation);
 293   lcos = cos((2*M_PI/10000)*g->local_rotation);
 294   gsin = sin((2*M_PI/10000)*g->global_rotation);
 295   gcos = cos((2*M_PI/10000)*g->global_rotation);
 296
 297   t=obj->time;
 298   obj->time = t + 1;
 299
 300   x1 = ((Ksegment *) obj->cur)->x1;
 301   y1 = ((Ksegment *) obj->cur)->y1;
 302   x2 = ((Ksegment *) obj->cur)->x2;
 303   y2 = ((Ksegment *) obj->cur)->y2;
 304
 305   midx = (x1 + x2)/2;
 306   midy = (y1 + y2)/2;
 307
 308   nmidx = midx*gcos + midy*gsin;
 309   nmidy = midy*gcos - midx*gsin;
 310
 311   x1 = x1 - midx;
 312   x2 = x2 - midx;
 313   y1 = y1 - midy;
 314   y2 = y2 - midy;
 315
 316
 317   /* This is where we move to the next ksegment... */
 318   obj->cur = ((Ksegment *)obj->cur)->next;
 319
 320   ((Ksegment *)obj->cur)->x1 = ((x1*lcos) + (y1*lsin)) + nmidx;
 321   ((Ksegment *)obj->cur)->y1 = ((y1*lcos) - (x1*lsin)) + nmidy;
 322   ((Ksegment *)obj->cur)->x2 = ((x2*lcos) + (y2*lsin)) + nmidx;
 323   ((Ksegment *)obj->cur)->y2 = ((y2*lcos) - (x2*lsin)) + nmidy;
 324
 325   return ;
 326 }
 327
 328 static void
 329 init_objects (GLOBAL *g)
 330 {
 331   int i;
 332   for (i=0; i<g->nobjects; i++) {
 333     (g->objects[i].init)(g, g->objects + i);
 334   }
 335 }
 336
 337 static void
 338 create_objects (GLOBAL *g)
 339 {
 340   int i;
 341
 342   g->objects = (OBJECT *) malloc(g->nobjects * sizeof(OBJECT));
 343
 344   for (i=0; i< g->nsegments; i++) {
 345     g->objects[i].cur = create_ksegment(g);
 346     g->objects[i].type = 1;
 347     g->objects[i].time = 0;
 348     g->objects[i].propigate = propigate_ksegment;
 349     g->objects[i].draw      = draw_ksegment;
 350     g->objects[i].init      = init_ksegment;
 351   }
 352
 353   /* Here we can add creation functions for other object types. */
 354 }
 355
 356
 357 static void
 358 propigate_objects (GLOBAL *g)
 359 {
 360   int i;
 361
 362   for(i=0; i<g->nobjects; i++) {
 363     g->objects[i].propigate(g, g->objects + i);
 364   }
 365 }
 366
 367 static void
 368 draw_objects (GLOBAL *g)
 369 {
 370   int i;
 371
 372   for(i=0; i<g->nobjects; i++) {
 373     g->objects[i].draw(g, g->objects + i);
 374   }
 375 }
 376
 377 static void
 378 init_g (GLOBAL *g)
 379 {
 380   XWindowAttributes xgwa;
 381   XGCValues gcv;
 382   char *color_mode_str;
 383
 384   g->symmetry        = get_integer_resource(g->dpy, "symmetry",         "Integer");
 385   g->ntrails         = get_integer_resource(g->dpy, "ntrails"  ,        "Integer");
 386   g->nsegments       = get_integer_resource(g->dpy, "nsegments",        "Integer");
 387   g->narcs           = get_integer_resource(g->dpy, "narcs",            "Integer");
 388   g->local_rotation  = get_integer_resource(g->dpy, "local_rotation",   "Integer");
 389   g->global_rotation = get_integer_resource(g->dpy, "global_rotation",  "Integer");
 390   g->spring_constant = get_integer_resource(g->dpy, "spring_constant", "Integer");
 391   g->delay           = get_integer_resource(g->dpy, "delay", "Integer");
 392   g->nobjects        = g->nsegments + g->narcs;
 393
 394   color_mode_str = get_string_resource(g->dpy, "color_mode", "color_mode");
 395
 396   /* make into an enum... */
 397   if(!color_mode_str) {
 398     g->color_mode = 0;
 399   } else if (!strcmp(color_mode_str, "greedy")) {
 400     g->color_mode = 0;
 401   } else if (!strcmp(color_mode_str, "nice")) {
 402     g->color_mode = 1;
 403   } else {
 404     g->color_mode = 2;
 405   }
 406
 407   XGetWindowAttributes (g->dpy, g->window, &xgwa);
 408   g->xmax     = xgwa.width;
 409   g->ymax     = xgwa.height;
 410   g->xoff     = g->xmax/2;
 411   g->yoff     = g->ymax/2;
 412   g->costheta = cos(2*M_PI/g->symmetry);
 413   g->sintheta  = sin(2*M_PI/g->symmetry);
 414   g->cmap     = xgwa.colormap;
 415
 416   g->redmin     = get_integer_resource(g->dpy, "redmin",     "Integer");
 417   g->redrange   = get_integer_resource(g->dpy, "redrange",   "Integer");
 418   g->greenmin   = get_integer_resource(g->dpy, "greenmin",   "Integer");
 419   g->greenrange = get_integer_resource(g->dpy, "greenrange", "Integer");
 420   g->bluemin    = get_integer_resource(g->dpy, "bluemin",    "Integer");
 421   g->bluerange  = get_integer_resource(g->dpy, "bluerange",  "Integer");
 422
 423   gcv.line_width = 1;
 424   gcv.cap_style  = CapRound;
 425   gcv.foreground = g->default_fg_pixel = get_pixel_resource (g->dpy, g->cmap, "foreground", "Foreground");
 426   g->draw_gc      = XCreateGC (g->dpy, g->window, GCForeground|GCLineWidth|GCCapStyle, &gcv);
 427
 428   gcv.foreground = get_pixel_resource (g->dpy, g->cmap, "background", "Background");
 429   g->erase_gc     = XCreateGC (g->dpy, g->window, GCForeground|GCLineWidth|GCCapStyle,&gcv);
 430
 431 # ifdef HAVE_COCOA
 432   jwxyz_XSetAntiAliasing (g->dpy, g->draw_gc, False);
 433   jwxyz_XSetAntiAliasing (g->dpy, g->erase_gc, False);
 434 # endif
 435
 436
 437 }
 438
 439 static void *
 440 kaleidescope_init (Display *dpy, Window window)
 441 {
 442   GLOBAL *g = (GLOBAL *) calloc (1, sizeof(*g));
 443   g->dpy = dpy;
 444   g->window = window;
 445   init_g (g);
 446   create_objects(g);
 447   init_objects (g);
 448   return g;
 449 }
 450
 451 static unsigned long
 452 kaleidescope_draw (Display *dpy, Window window, void *closure)
 453 {
 454   GLOBAL *g = (GLOBAL *) closure;
 455   if (g->done_once)
 456     propigate_objects(g);
 457   else
 458     g->done_once = 1;
 459   draw_objects (g);
 460   return g->delay;
 461 }
 462
 463 static void
 464 kaleidescope_reshape (Display *dpy, Window window, void *closure,
 465                  unsigned int w, unsigned int h)
 466 {
 467   GLOBAL *g = (GLOBAL *) closure;
 468   g->xmax = w;
 469   g->ymax = h;
 470   g->xoff = g->xmax/2;
 471   g->yoff = g->ymax/2;
 472 }
 473
 474 static Bool
 475 kaleidescope_event (Display *dpy, Window window, void *closure, XEvent *event)
 476 {
 477   return False;
 478 }
 479
 480 static void
 481 kaleidescope_free (Display *dpy, Window window, void *closure)
 482 {
 483   GLOBAL *g = (GLOBAL *) closure;
 484   free (g);
 485 }
 486
 487 XSCREENSAVER_MODULE ("Kaleidescope", kaleidescope)