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   "*color_mode:      nice",
  88   "*symmetry:          11",
  89   "*ntrails:          100",
  90   "*nsegments:          7",
  91   "*narcs:              0",
  92   "*local_rotation:   -59",
  93   "*global_rotation:    1",
  94   "*spring_constant:    5",
  95   "*delay:          20000",
  96   "*redmin:         30000",
  97   "*redrange:       20000",
  98   "*greenmin:       30000",
  99   "*greenrange:     20000",
 100   "*bluemin:        30000",
 101   "*bluerange:      20000",
 102   0
 103 };
 104
 105 static XrmOptionDescRec kaleidescope_options [] = {
 106   { "-color_mode",       ".color_mode",     XrmoptionSepArg, 0 },
 107   { "-symmetry",        ".symmetry",        XrmoptionSepArg, 0 },
 108   { "-nsegments",       ".nsegments",       XrmoptionSepArg, 0 },
 109   { "-ntrails",         ".ntrails",         XrmoptionSepArg, 0 },
 110   { "-local_rotation",  ".local_rotation",  XrmoptionSepArg, 0 },
 111   { "-global_rotation", ".global_rotation", XrmoptionSepArg, 0 },
 112   { "-delay",           ".delay",           XrmoptionSepArg, 0 },
 113   { "-spring_constant", ".spring_constant", XrmoptionSepArg, 0 },
 114   { "-redmin",          ".redmin",          XrmoptionSepArg, 0 },
 115   { "-redrange",        ".redrange",        XrmoptionSepArg, 0 },
 116   { "-bluemin",         ".bluemin",         XrmoptionSepArg, 0 },
 117   { "-bluerange",       ".bluerange",       XrmoptionSepArg, 0 },
 118   { "-greenmin",        ".greenmin",        XrmoptionSepArg, 0 },
 119   { "-greenrange",      ".greenrange",      XrmoptionSepArg, 0 },
 120   { 0, 0, 0, 0 }
 121 };
 122
 123 /* END global variables */
 124
 125 static void
 126 krandom_color(GLOBAL *g, XColor *color)
 127 {
 128   int r;
 129   r = random() % 3;
 130
 131   if((g->color_mode == 0) || (g->color_mode == 1)) {
 132
 133     color->blue  = ((r = random()) % g->bluerange) + g->bluemin;
 134     color->green = ((r = random()) % g->greenrange) + g->greenmin;
 135     color->red   = ((r = random()) % g->redrange) + g->redmin;
 136
 137     if(!XAllocColor(g->dpy, g->cmap, color)) {
 138       color->pixel = g->default_fg_pixel;
 139     }
 140     return;
 141   } else {
 142     color->pixel = g->default_fg_pixel;
 143     return;
 144   }
 145 }
 146
 147
 148 static void
 149 kcopy_color(XColor *to, XColor *from)
 150 {
 151   to->red   = from->red;
 152   to->green = from->green;
 153   to->blue  = from->blue;
 154   to->pixel = from->pixel;
 155 }
 156
 157 static void
 158 kcycle_color(GLOBAL *g,
 159              XColor *color,
 160              unsigned short redstep,
 161              unsigned short greenstep,
 162              unsigned short bluestep)
 163 {
 164   unsigned short red,green,blue;
 165
 166   if (! g->color_mode) {
 167     XColor copy;
 168     color->flags = DoRed|DoGreen|DoBlue;
 169     color->red   = (red = color->red) - redstep;
 170     color->green = (green = color->green) - greenstep;
 171     color->blue  = (blue = color->blue)  - bluestep;
 172     copy = *color;
 173
 174     if(!XAllocColor(g->dpy, g->cmap, color)) {
 175       /* printf("couldn't alloc color...\n"); */
 176       color->pixel = g->default_fg_pixel;
 177     }
 178     copy.pixel = color->pixel;
 179     *color = copy;
 180
 181     color->red   = red   - redstep;
 182     color->green = green- greenstep;
 183     color->blue  = blue  - bluestep;
 184     return;
 185   }
 186 }
 187
 188
 189 static Ksegment *
 190 create_ksegment (GLOBAL *g)
 191 {
 192   Ksegment *seg, *prev;
 193   XColor new_color;
 194   int i;
 195   unsigned short redstep,bluestep,greenstep;
 196
 197   krandom_color(g, &new_color);
 198
 199   redstep = new_color.red/(2 * g->ntrails);
 200   greenstep = new_color.green/(2 * g->ntrails);
 201   bluestep = new_color.blue/(2 * g->ntrails);
 202
 203   seg            = (Ksegment *) malloc(sizeof(Ksegment));
 204   seg->xsegments = (XSegment  *) malloc(g->symmetry * sizeof(XSegment));
 205
 206   prev = seg;
 207   for(i=0; i< (g->ntrails - 1); i++) {
 208
 209     kcycle_color(g, &new_color,redstep,greenstep,bluestep);
 210
 211     kcopy_color(&(prev->color), &new_color);
 212
 213     prev->next              = (Ksegment*)malloc(sizeof(Ksegment));
 214     (prev->next)->xsegments = (XSegment*)malloc(g->symmetry * sizeof(XSegment));
 215     prev->drawn             = 0;
 216     prev = (prev->next);
 217   }
 218
 219   prev->drawn = 0;
 220   prev->next = seg;
 221   kcopy_color(&(prev->color), &new_color);
 222
 223   return seg;
 224 }
 225
 226 static void
 227 init_ksegment (GLOBAL *g, OBJECT *obj)
 228 {
 229
 230   /* Give the segment some random values */
 231   ((Ksegment *)obj->cur)->x1 = (g->xoff ? random() % g->xoff : 0);
 232   ((Ksegment *)obj->cur)->y1 = (g->yoff ? random() % g->yoff : 0);
 233   ((Ksegment *)obj->cur)->x2 = (g->xoff ? random() % g->xoff : 0);
 234   ((Ksegment *)obj->cur)->y2 = (g->yoff ? random() % g->yoff : 0);
 235 }
 236
 237
 238 static void
 239 draw_ksegment (GLOBAL *g, OBJECT *obj)
 240 {
 241   register short x1, y1, x2, y2;
 242   int dx, dy;
 243   int i;
 244
 245   g->counter++;
 246
 247   x1 = ((Ksegment *)obj->cur)->x1;   /* in the natural coordinate system */
 248   y1 = ((Ksegment *)obj->cur)->y1;
 249   x2 = ((Ksegment *)obj->cur)->x2;
 250   y2 = ((Ksegment *)obj->cur)->y2;
 251
 252   dx = x2 - x1;
 253   dy = y2 - y1;
 254
 255   /* maybe throw away values and start over */
 256   if( ((dx*dx) + (dy * dy)) < 100) {
 257     init_ksegment (g, obj);
 258     x1 = ((Ksegment *)obj->cur)->x1;   /* in the natural coordinate system */
 259     y1 = ((Ksegment *)obj->cur)->y1;
 260     x2 = ((Ksegment *)obj->cur)->x2;
 261     y2 = ((Ksegment *)obj->cur)->y2;
 262   }
 263
 264   for (i=0; i<g->symmetry; i++) {
 265     (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].x1 = NEWX(x1,y1);
 266     (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].y1 = NEWY(x1,y1);
 267     (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].x2 = NEWX(x2,y2);
 268     (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].y2 = NEWY(x2,y2);
 269
 270     (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].x1 = (x1 = (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].x1) + g->xoff;
 271     (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].y1 = (y1 = (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].y1) + g->yoff;
 272     (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].x2 = (x2 = (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].x2) + g->xoff;
 273     (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].y2 = (y2 = (((Ksegment *)obj->cur)->xsegments)[i].y2) + g->yoff;
 274   }
 275
 276   XSetForeground(g->dpy, g->draw_gc, (((Ksegment *)obj->cur)->color).pixel);
 277
 278   XDrawSegments(g->dpy, g->window, g->draw_gc, ((Ksegment *)obj->cur)->xsegments, g->symmetry);
 279   ((Ksegment *)obj->cur)->drawn = 1;
 280
 281   if (((((Ksegment *)obj->cur)->next)->drawn) != 0) {
 282     XDrawSegments(g->dpy, g->window, g->erase_gc, ((Ksegment *)obj->cur)->next->xsegments, g->symmetry);
 283   }
 284 }
 285
 286 static void
 287 propigate_ksegment(GLOBAL *g, OBJECT *obj)
 288 {
 289   int t;
 290   short int x1,y1,x2,y2;
 291   short int midx,midy,nmidx,nmidy;
 292   float lsin, lcos, gsin, gcos;
 293
 294   lsin = sin((2*M_PI/10000)*g->local_rotation);
 295   lcos = cos((2*M_PI/10000)*g->local_rotation);
 296   gsin = sin((2*M_PI/10000)*g->global_rotation);
 297   gcos = cos((2*M_PI/10000)*g->global_rotation);
 298
 299   t=obj->time;
 300   obj->time = t + 1;
 301
 302   x1 = ((Ksegment *) obj->cur)->x1;
 303   y1 = ((Ksegment *) obj->cur)->y1;
 304   x2 = ((Ksegment *) obj->cur)->x2;
 305   y2 = ((Ksegment *) obj->cur)->y2;
 306
 307   midx = (x1 + x2)/2;
 308   midy = (y1 + y2)/2;
 309
 310   nmidx = midx*gcos + midy*gsin;
 311   nmidy = midy*gcos - midx*gsin;
 312
 313   x1 = x1 - midx;
 314   x2 = x2 - midx;
 315   y1 = y1 - midy;
 316   y2 = y2 - midy;
 317
 318
 319   /* This is where we move to the next ksegment... */
 320   obj->cur = ((Ksegment *)obj->cur)->next;
 321
 322   ((Ksegment *)obj->cur)->x1 = ((x1*lcos) + (y1*lsin)) + nmidx;
 323   ((Ksegment *)obj->cur)->y1 = ((y1*lcos) - (x1*lsin)) + nmidy;
 324   ((Ksegment *)obj->cur)->x2 = ((x2*lcos) + (y2*lsin)) + nmidx;
 325   ((Ksegment *)obj->cur)->y2 = ((y2*lcos) - (x2*lsin)) + nmidy;
 326
 327   return ;
 328 }
 329
 330 static void
 331 init_objects (GLOBAL *g)
 332 {
 333   int i;
 334   for (i=0; i<g->nobjects; i++) {
 335     (g->objects[i].init)(g, g->objects + i);
 336   }
 337 }
 338
 339 static void
 340 create_objects (GLOBAL *g)
 341 {
 342   int i;
 343
 344   g->objects = (OBJECT *) malloc(g->nobjects * sizeof(OBJECT));
 345
 346   for (i=0; i< g->nsegments; i++) {
 347     g->objects[i].cur = create_ksegment(g);
 348     g->objects[i].type = 1;
 349     g->objects[i].time = 0;
 350     g->objects[i].propigate = propigate_ksegment;
 351     g->objects[i].draw      = draw_ksegment;
 352     g->objects[i].init      = init_ksegment;
 353   }
 354
 355   /* Here we can add creation functions for other object types. */
 356 }
 357
 358
 359 static void
 360 propigate_objects (GLOBAL *g)
 361 {
 362   int i;
 363
 364   for(i=0; i<g->nobjects; i++) {
 365     g->objects[i].propigate(g, g->objects + i);
 366   }
 367 }
 368
 369 static void
 370 draw_objects (GLOBAL *g)
 371 {
 372   int i;
 373
 374   for(i=0; i<g->nobjects; i++) {
 375     g->objects[i].draw(g, g->objects + i);
 376   }
 377 }
 378
 379 static void
 380 init_g (GLOBAL *g)
 381 {
 382   XWindowAttributes xgwa;
 383   XGCValues gcv;
 384   char *color_mode_str;
 385
 386   g->symmetry        = get_integer_resource(g->dpy, "symmetry",         "Integer");
 387   g->ntrails         = get_integer_resource(g->dpy, "ntrails"  ,        "Integer");
 388   g->nsegments       = get_integer_resource(g->dpy, "nsegments",        "Integer");
 389   g->narcs           = get_integer_resource(g->dpy, "narcs",            "Integer");
 390   g->local_rotation  = get_integer_resource(g->dpy, "local_rotation",   "Integer");
 391   g->global_rotation = get_integer_resource(g->dpy, "global_rotation",  "Integer");
 392   g->spring_constant = get_integer_resource(g->dpy, "spring_constant", "Integer");
 393   g->delay           = get_integer_resource(g->dpy, "delay", "Integer");
 394   g->nobjects        = g->nsegments + g->narcs;
 395
 396   color_mode_str = get_string_resource(g->dpy, "color_mode", "color_mode");
 397
 398   /* make into an enum... */
 399   if(!color_mode_str) {
 400     g->color_mode = 0;
 401   } else if (!strcmp(color_mode_str, "greedy")) {
 402     g->color_mode = 0;
 403   } else if (!strcmp(color_mode_str, "nice")) {
 404     g->color_mode = 1;
 405   } else {
 406     g->color_mode = 2;
 407   }
 408
 409   XGetWindowAttributes (g->dpy, g->window, &xgwa);
 410   g->xmax     = xgwa.width;
 411   g->ymax     = xgwa.height;
 412   g->xoff     = g->xmax/2;
 413   g->yoff     = g->ymax/2;
 414   g->costheta = cos(2*M_PI/g->symmetry);
 415   g->sintheta  = sin(2*M_PI/g->symmetry);
 416   g->cmap     = xgwa.colormap;
 417
 418   g->redmin     = get_integer_resource(g->dpy, "redmin",     "Integer");
 419   g->redrange   = get_integer_resource(g->dpy, "redrange",   "Integer");
 420   g->greenmin   = get_integer_resource(g->dpy, "greenmin",   "Integer");
 421   g->greenrange = get_integer_resource(g->dpy, "greenrange", "Integer");
 422   g->bluemin    = get_integer_resource(g->dpy, "bluemin",    "Integer");
 423   g->bluerange  = get_integer_resource(g->dpy, "bluerange",  "Integer");
 424
 425   gcv.line_width = 1;
 426   gcv.cap_style  = CapRound;
 427   gcv.foreground = g->default_fg_pixel = get_pixel_resource (g->dpy, g->cmap, "foreground", "Foreground");
 428   g->draw_gc      = XCreateGC (g->dpy, g->window, GCForeground|GCLineWidth|GCCapStyle, &gcv);
 429
 430   gcv.foreground = get_pixel_resource (g->dpy, g->cmap, "background", "Background");
 431   g->erase_gc     = XCreateGC (g->dpy, g->window, GCForeground|GCLineWidth|GCCapStyle,&gcv);
 432
 433 # ifdef HAVE_COCOA
 434   jwxyz_XSetAntiAliasing (g->dpy, g->draw_gc, False);
 435   jwxyz_XSetAntiAliasing (g->dpy, g->erase_gc, False);
 436 # endif
 437
 438
 439 }
 440
 441 static void *
 442 kaleidescope_init (Display *dpy, Window window)
 443 {
 444   GLOBAL *g = (GLOBAL *) calloc (1, sizeof(*g));
 445   g->dpy = dpy;
 446   g->window = window;
 447   init_g (g);
 448   create_objects(g);
 449   init_objects (g);
 450   return g;
 451 }
 452
 453 static unsigned long
 454 kaleidescope_draw (Display *dpy, Window window, void *closure)
 455 {
 456   GLOBAL *g = (GLOBAL *) closure;
 457   if (g->done_once)
 458     propigate_objects(g);
 459   else
 460     g->done_once = 1;
 461   draw_objects (g);
 462   return g->delay;
 463 }
 464
 465 static void
 466 kaleidescope_reshape (Display *dpy, Window window, void *closure,
 467                  unsigned int w, unsigned int h)
 468 {
 469   GLOBAL *g = (GLOBAL *) closure;
 470   g->xmax = w;
 471   g->ymax = h;
 472   g->xoff = g->xmax/2;
 473   g->yoff = g->ymax/2;
 474 }
 475
 476 static Bool
 477 kaleidescope_event (Display *dpy, Window window, void *closure, XEvent *event)
 478 {
 479   return False;
 480 }
 481
 482 static void
 483 kaleidescope_free (Display *dpy, Window window, void *closure)
 484 {
 485   GLOBAL *g = (GLOBAL *) closure;
 486   free (g);
 487 }
 488
 489 XSCREENSAVER_MODULE ("Kaleidescope", kaleidescope)