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

   1 /* ripples, Copyright (c) 1999 Ian McConnell <ian@emit.demon.co.uk>
   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  * "Water" ripples that can cross and interfere with each other.
  14  *
  15  * I can't remember where I got this idea from, but it's been around for a
  16  * while in various demos. Some inspiration from
  17  *      water.txt by Tom Hammersley,tomh@globalnet.co.uk
  18  *
  19  * Options
  20  * -delay       usleep every iteration
  21  * -rate        Add one drop every "rate" iterations
  22  * -box         Add big square splash every "box" iters (not very good)
  23  * -water       Ripples on a grabbed background image
  24  * -foreground  Interpolate ripples between these two colors
  25  * -background
  26  * -oily        Psychedelic colours like man
  27  * -stir        Add a regular pattern of drops
  28  * -fluidity    Between 0 and 16. 16 = big drops
  29  * -light       Hack to add lighting effect
  30  *
  31  * Code mainly hacked from xflame and decayscreen.
  32  */
  33
  34 /* Version history:
  35  * 13 Oct 1999: Initial hack
  36  * 30 Oct 1999: Speeded up graphics with dirty buffer. Returned to using
  37  *              putpixel for greater portability
  38  *              Added a variety of methods for splashing screen.
  39  * 31 Oct 1999: Added in lighting hack
  40  * 13 Nov 1999: Speed up tweaks
  41  *              Adjust "light" for different bits per colour (-water only)
  42  *
  43  */
  44
  45 #include <math.h>
  46 #include "screenhack.h"
  47
  48 typedef enum {ripple_drop, ripple_blob, ripple_box, ripple_stir} ripple_mode;
  49
  50 #ifdef HAVE_XSHM_EXTENSION
  51 #include "xshm.h"
  52 #endif /* HAVE_XSHM_EXTENSION */
  53
  54 #define TABLE 256
  55
  56 struct state {
  57   Display *dpy;
  58   Window window;
  59   GC gc;
  60   Visual *visual;
  61
  62   XImage *orig_map, *buffer_map;
  63   int ctab[256];
  64   Colormap colormap;
  65   int ncolors;
  66   int light;
  67
  68   int width, height; /* ripple size */
  69   int bigwidth, bigheight; /* screen size */
  70
  71   Bool transparent;
  72   short *bufferA, *bufferB, *temp;
  73   char *dirty_buffer;
  74
  75   double cos_tab[TABLE];
  76
  77   Bool grayscale_p;
  78
  79   unsigned long rmask;  /* This builds on the warp effect by adding */
  80   unsigned long gmask;  /* in a lighting effect: brighten pixels by an */
  81   unsigned long bmask;  /* amount corresponding to the vertical gradient */
  82
  83   int rshift;
  84   int gshift;
  85   int bshift;
  86
  87   double stir_ang;
  88
  89   int draw_toggle;
  90   int draw_count;
  91
  92   int iterations, delay, rate, box, oily, stir, fluidity;
  93
  94   void (*draw_transparent) (struct state *st, short *src);
  95
  96   async_load_state *img_loader;
  97
  98 #ifdef HAVE_XSHM_EXTENSION
  99   Bool use_shm;
 100   XShmSegmentInfo shm_info;
 101 #endif /* HAVE_XSHM_EXTENSION */
 102 };
 103
 104
 105 /* Distribution of drops: many little ones and a few big ones. */
 106 static const double drop_dist[] =
 107   {0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.2, 0.6};
 108
 109
 110 /* How hard to hit the water */
 111 #define SPLASH 512
 112 #undef  MIN
 113 #define MIN(x, y) ((x) < (y) ? (x) : (y))
 114 #undef  MAX
 115 #define MAX(x, y) ((x) > (y) ? (x) : (y))
 116 #undef  DIRTY
 117 #define DIRTY 3 /* dirty >= 2, 1 = restore original pixel, 0 = leave alone */
 118
 119 /* From fortune(6) */
 120 /* -- really weird C code to count the number of bits in a word */
 121 #define BITCOUNT(x)     (((BX_(x)+(BX_(x)>>4)) & 0x0F0F0F0F) % 255)
 122 #define BX_(x)          ((x) - (((x)>>1)&0x77777777) \
 123                              - (((x)>>2)&0x33333333) \
 124                              - (((x)>>3)&0x11111111))
 125
 126
 127 static unsigned long grayscale(struct state *st, unsigned long color);
 128
 129 /*      -------------------------------------------             */
 130
 131
 132 static int
 133 map_color(struct state *st, int grey)
 134 {
 135   /* Clip it */
 136   grey = st->ncolors * abs(grey) / (SPLASH/4);
 137   if (grey > st->ncolors)
 138     grey = st->ncolors;
 139
 140   /* Display it */
 141   return st->ctab[grey];
 142 }
 143
 144
 145 static void
 146 draw_ripple(struct state *st, short *src)
 147 {
 148   int across, down;
 149   char *dirty = st->dirty_buffer;
 150
 151   for (down = 0; down < st->height - 1; down++, src += 1, dirty += 1)
 152     for (across = 0; across < st->width - 1; across++, src++, dirty++) {
 153       int v1, v2, v3, v4;
 154       v1 = (int)*src;
 155       v2 = (int)*(src + 1);
 156       v3 = (int)*(src + st->width);
 157       v4 = (int)*(src + st->width + 1);
 158       if ((v1 == 0 && v2 == 0 && v3 == 0 && v4 == 0)) {
 159         if (*dirty > 0)
 160           (*dirty)--;
 161       } else
 162         *dirty = DIRTY;
 163
 164       if (*dirty > 0) {
 165         int dx;
 166         if (st->light > 0) {
 167           dx = ((v3 - v1) + (v4 - v2)) << st->light; /* light from top */
 168         } else
 169           dx = 0;
 170         XPutPixel(st->buffer_map,(across<<1),  (down<<1),  map_color(st, dx + v1));
 171         XPutPixel(st->buffer_map,(across<<1)+1,(down<<1),  map_color(st, dx + ((v1 + v2) >> 1)));
 172         XPutPixel(st->buffer_map,(across<<1),  (down<<1)+1,map_color(st, dx + ((v1 + v3) >> 1)));
 173         XPutPixel(st->buffer_map,(across<<1)+1,(down<<1)+1,map_color(st, dx + ((v1 + v4) >> 1)));
 174       }
 175     }
 176 }
 177
 178
 179 /*      -------------------------------------------             */
 180
 181
 182 /* Uses the horizontal gradient as an offset to create a warp effect  */
 183 static void
 184 draw_transparent_vanilla(struct state *st, short *src)
 185 {
 186   int across, down, pixel;
 187   char *dirty = st->dirty_buffer;
 188
 189   pixel = 0;
 190   for (down = 0; down < st->height - 2; down++, pixel += 2)
 191     for (across = 0; across < st->width-2; across++, pixel++) {
 192       int gradx, grady, gradx1, grady1;
 193       int x0, x1, x2, y1, y2;
 194
 195       x0 = src[pixel];
 196       x1 = src[pixel + 1];
 197       x2 = src[pixel + 2];
 198       y1 = src[pixel + st->width];
 199       y2 = src[pixel + 2*st->width];
 200
 201       gradx = (x1 - x0);
 202       grady = (y1 - x0);
 203       gradx1= (x2 - x1);
 204       grady1= (y2 - y1);
 205       gradx1 = 1 + (gradx + gradx1) / 2;
 206       grady1 = 1 + (grady + grady1) / 2;
 207
 208       if ((2*across+MIN(gradx,gradx1) < 0) ||
 209           (2*across+MAX(gradx,gradx1) >= st->bigwidth)) {
 210         gradx = 0;
 211         gradx1= 1;
 212       }
 213       if ((2*down+MIN(grady,grady1) < 0) ||
 214           (2*down+MAX(grady,grady1) >= st->bigheight)) {
 215         grady = 0;
 216         grady1 = 1;
 217       }
 218
 219       if ((gradx == 0 && gradx1 == 1 && grady == 0 && grady1 == 1)) {
 220         if (dirty[pixel] > 0)
 221           dirty[pixel]--;
 222       } else
 223         dirty[pixel] = DIRTY;
 224
 225       if (dirty[pixel] > 0) {
 226         XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1),  (down<<1),
 227                   grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx, (down<<1) + grady)));
 228         XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1)+1,(down<<1),
 229                   grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx1,(down<<1) + grady)));
 230         XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1),  (down<<1)+1,
 231                   grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx, (down<<1) + grady1)));
 232         XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1)+1,(down<<1)+1,
 233                   grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx1,(down<<1) + grady1)));
 234       }
 235     }
 236 }
 237
 238
 239 /*      -------------------------------------------             */
 240
 241
 242 static void
 243 set_mask(unsigned long color, unsigned long *mask, int *shift)
 244 {
 245   *shift = 0;
 246   while (color != 0 && (color & 1) == 0) {
 247     (*shift)++;
 248     color >>= 1;
 249   }
 250   *mask = color;
 251 }
 252
 253
 254 static unsigned long
 255 cadd(unsigned long color, int dx, unsigned long mask, int shift)
 256 {
 257   int x;
 258   color >>= shift;
 259   x = (color & mask);
 260   x += dx;
 261   if (x < 0) x = 0;
 262   else if (x > (int)mask) x = mask;
 263   color = x;
 264   return color << shift;
 265 }
 266
 267
 268 static unsigned long
 269 bright(struct state *st, int dx, unsigned long color)
 270 {
 271   return (cadd(color, dx, st->rmask, st->rshift) |
 272           cadd(color, dx, st->gmask, st->gshift) |
 273           cadd(color, dx, st->bmask, st->bshift));
 274 }
 275
 276
 277 static unsigned long
 278 grayscale(struct state *st, unsigned long color)
 279 {
 280   int red;
 281   int green;
 282   int blue;
 283   int total;
 284   int gray_r;
 285   int gray_g;
 286   int gray_b;
 287
 288   if (!st->grayscale_p)
 289     return color;
 290   if (!st->transparent)
 291     return color;
 292   if ((st->rmask == 0) || (st->gmask == 0) || (st->bmask == 0))
 293     return color;
 294
 295   red = ((color >> st->rshift) & st->rmask);
 296   green =  ((color >> st->gshift) & st->gmask);
 297   blue =  ((color >> st->bshift) & st->bmask);
 298   total = red * st->gmask * st->bmask + green * st->rmask * st->bmask + blue * st->rmask * st->gmask;
 299
 300   gray_r = total / (3 * st->gmask * st->bmask);
 301   if (gray_r < 0)
 302     gray_r = 0;
 303   if (gray_r > st->rmask)
 304     gray_r = st->rmask;
 305
 306   gray_g = total / (3 * st->rmask * st->bmask);
 307   if (gray_g < 0)
 308     gray_g = 0;
 309   if (gray_g > st->gmask)
 310     gray_g = st->gmask;
 311
 312   gray_b = total / (3 * st->rmask * st->gmask);
 313   if (gray_b < 0)
 314     gray_b = 0;
 315   if (gray_b > st->bmask)
 316     gray_b = st->bmask;
 317
 318   return ((unsigned long)
 319           ((gray_r << st->rshift) | (gray_g << st->gshift) | (gray_b << st->bshift)));
 320 }
 321
 322
 323 static void
 324 draw_transparent_light(struct state *st, short *src)
 325 {
 326   int across, down, pixel;
 327   char *dirty = st->dirty_buffer;
 328
 329   pixel = 0;
 330   for (down = 0; down < st->height - 2; down++, pixel += 2)
 331     for (across = 0; across < st->width-2; across++, pixel++) {
 332       int gradx, grady, gradx1, grady1;
 333       int x0, x1, x2, y1, y2;
 334
 335       x0 = src[pixel];
 336       x1 = src[pixel + 1];
 337       x2 = src[pixel + 2];
 338       y1 = src[pixel + st->width];
 339       y2 = src[pixel + 2*st->width];
 340
 341       gradx = (x1 - x0);
 342       grady = (y1 - x0);
 343       gradx1= (x2 - x1);
 344       grady1= (y2 - y1);
 345       gradx1 = 1 + (gradx + gradx1) / 2;
 346       grady1 = 1 + (grady + grady1) / 2;
 347
 348       if ((2*across+MIN(gradx,gradx1) < 0) ||
 349           (2*across+MAX(gradx,gradx1) >= st->bigwidth)) {
 350         gradx = 0;
 351         gradx1= 1;
 352       }
 353       if ((2*down+MIN(grady,grady1) < 0) ||
 354           (2*down+MAX(grady,grady1) >= st->bigheight)) {
 355         grady = 0;
 356         grady1 = 1;
 357       }
 358
 359       if ((gradx == 0 && gradx1 == 1 && grady == 0 && grady1 == 1)) {
 360         if (dirty[pixel] > 0)
 361           dirty[pixel]--;
 362       } else
 363         dirty[pixel] = DIRTY;
 364
 365       if (dirty[pixel] > 0) {
 366         int dx;
 367
 368         /* light from top */
 369         if (4-st->light >= 0)
 370           dx = (grady + (src[pixel+st->width+1]-x1)) >> (4-st->light);
 371         else
 372           dx = (grady + (src[pixel+st->width+1]-x1)) << (st->light-4);
 373
 374         if (dx != 0) {
 375           XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1),  (down<<1),
 376                     bright(st, dx, grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx, (down<<1) + grady))));
 377           XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1)+1,(down<<1),
 378                     bright(st, dx, grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx1,(down<<1) + grady))));
 379           XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1),  (down<<1)+1,
 380                     bright(st, dx, grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx, (down<<1) + grady1))));
 381           XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1)+1,(down<<1)+1,
 382                     bright(st, dx, grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx1,(down<<1) + grady1))));
 383         } else {
 384           /* Could use XCopyArea, but XPutPixel is faster */
 385           XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1),  (down<<1),
 386                     grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx, (down<<1) + grady)));
 387           XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1)+1,(down<<1),
 388                     grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx1,(down<<1) + grady)));
 389           XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1),  (down<<1)+1,
 390                     grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx, (down<<1) + grady1)));
 391           XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1)+1,(down<<1)+1,
 392                     grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx1,(down<<1) + grady1)));
 393         }
 394       }
 395     }
 396 }
 397
 398
 399 /*      -------------------------------------------             */
 400
 401
 402 #if 0
 403 /* Doesn't go any faster and doesn't work at all colour depths */
 404 static void
 405 draw_transparent16l(short *src)
 406 {
 407   int across, down, bigpix, pixel;
 408   char *dirty = st->dirty_buffer;
 409   unsigned short *buffer, *orig;
 410
 411   buffer = (unsigned short *) st->buffer_map->data;
 412   orig = (unsigned short *) st->orig_map->data;
 413
 414   for (pixel = bigpix = down = 0;
 415        down < st->height - 2;
 416        down++, pixel += 2, bigpix += st->bigwidth+4)
 417     for (across = 0; across < st->width-2; across++, pixel++, bigpix+=2) {
 418       int gradx, grady, gradx1, grady1;
 419       int x0, x1, x2, y1, y2;
 420
 421       x0 = src[pixel];
 422       x1 = src[pixel + 1];
 423       x2 = src[pixel + 2];
 424       y1 = src[pixel + st->width];
 425       y2 = src[pixel + 2*st->width];
 426
 427       gradx = (x1 - x0);
 428       grady = (y1 - x0);
 429       gradx1= (x2 - x1);
 430       grady1= (y2 - y1);
 431       gradx1 = 1 + (gradx + gradx1) / 2;
 432       grady1 = 1 + (grady + grady1) / 2;
 433
 434       if ((2*across+MIN(gradx,gradx1) < 0) ||
 435           (2*across+MAX(gradx,gradx1) >= st->bigwidth)) {
 436         gradx = 0;
 437         gradx1= 1;
 438       }
 439       if ((2*down+MIN(grady,grady1) < 0) ||
 440           (2*down+MAX(grady,grady1) >= st->bigheight)) {
 441         grady = 0;
 442         grady1 = 1;
 443       }
 444
 445       if ((gradx == 0 && gradx1 == 1 && grady == 0 && grady1 == 1)) {
 446         if (dirty[pixel] > 0)
 447           dirty[pixel]--;
 448       } else
 449         dirty[pixel] = DIRTY;
 450
 451       if (dirty[pixel] > 0) {
 452         unsigned short *dest = buffer + bigpix;
 453         unsigned short *image = orig + bigpix;
 454         int dx;
 455
 456         /* light from top */
 457         if (4-st->light >= 0)
 458           dx = (grady + (src[pixel+st->width+1]-x1)) >> (4-st->light);
 459         else
 460           dx = (grady + (src[pixel+st->width+1]-x1)) << (st->light-4);
 461
 462         grady *= st->bigwidth;
 463         grady1*= st->bigwidth;
 464
 465         if (dx != 0) {
 466           *dest++ = dobright(dx, *(image + gradx  + grady));
 467           *dest   = dobright(dx, *(image + gradx1 + grady));
 468           dest   += st->bigwidth - 1;
 469           *dest++ = dobright(dx, *(image + gradx  + grady1));
 470           *dest   = dobright(dx, *(image + gradx1 + grady1));
 471         } else {
 472           *dest++ = *(image + gradx  + grady);
 473           *dest   = *(image + gradx1 + grady);
 474           dest   += st->bigwidth - 1;
 475           *dest++ = *(image + gradx  + grady1);
 476           *dest   = *(image + gradx1 + grady1);
 477         }
 478       }
 479     }
 480 }
 481 #endif
 482
 483
 484 /*      -------------------------------------------             */
 485
 486
 487 static void
 488 setup_X(struct state *st)
 489 {
 490   XWindowAttributes xgwa;
 491   int depth;
 492
 493   XGetWindowAttributes(st->dpy, st->window, &xgwa);
 494   depth = xgwa.depth;
 495   st->colormap = xgwa.colormap;
 496   st->bigwidth = xgwa.width;
 497   st->bigheight = xgwa.height;
 498   st->visual = xgwa.visual;
 499
 500
 501   /* This causes buffer_map to be 1 pixel taller and wider than orig_map,
 502      which can cause the two XImages to have different bytes-per-line,
 503      which causes stair-stepping.  So this better not be necessary...
 504      -jwz, 23-Nov-01
 505    */
 506 #if 0 /* I'm not entirely sure if I need this */
 507   if (st->bigwidth % 2)
 508     st->bigwidth++;
 509   if (st->bigheight % 2)
 510     st->bigheight++;
 511 #endif
 512
 513
 514   st->width = st->bigwidth / 2;
 515   st->height = st->bigheight / 2;
 516
 517   if (st->transparent) {
 518     XGCValues gcv;
 519     long gcflags;
 520
 521     gcv.function = GXcopy;
 522     gcv.subwindow_mode = IncludeInferiors;
 523
 524     gcflags = GCFunction;
 525     if (use_subwindow_mode_p(xgwa.screen, st->window))  /* see grabscreen.c */
 526       gcflags |= GCSubwindowMode;
 527
 528     st->gc = XCreateGC(st->dpy, st->window, gcflags, &gcv);
 529
 530     st->img_loader = load_image_async_simple (0, xgwa.screen, st->window,
 531                                               st->window, 0, 0);
 532   } else {
 533     XGCValues gcv;
 534
 535     st->gc = XCreateGC(st->dpy, st->window, 0, &gcv);
 536     st->orig_map = 0;
 537   }
 538
 539   if (!st->gc) {
 540     fprintf(stderr, "XCreateGC failed\n");
 541     exit(1);
 542   }
 543
 544   st->buffer_map = 0;
 545
 546 #ifdef HAVE_XSHM_EXTENSION
 547   if (st->use_shm) {
 548     st->buffer_map = create_xshm_image(st->dpy, xgwa.visual, depth,
 549                                    ZPixmap, 0, &st->shm_info, st->bigwidth, st->bigheight);
 550     if (!st->buffer_map) {
 551       st->use_shm = False;
 552       fprintf(stderr, "create_xshm_image failed\n");
 553     }
 554   }
 555 #endif /* HAVE_XSHM_EXTENSION */
 556
 557   if (!st->buffer_map) {
 558     st->buffer_map = XCreateImage(st->dpy, xgwa.visual,
 559                               depth, ZPixmap, 0, 0,
 560                               st->bigwidth, st->bigheight, 8, 0);
 561     st->buffer_map->data = (char *)
 562       calloc(st->buffer_map->height, st->buffer_map->bytes_per_line);
 563   }
 564 }
 565
 566
 567 static void
 568 DisplayImage(struct state *st)
 569 {
 570 #ifdef HAVE_XSHM_EXTENSION
 571   if (st->use_shm)
 572     XShmPutImage(st->dpy, st->window, st->gc, st->buffer_map, 0, 0, 0, 0,
 573                  st->bigwidth, st->bigheight, False);
 574   else
 575 #endif /* HAVE_XSHM_EXTENSION */
 576     XPutImage(st->dpy, st->window, st->gc, st->buffer_map, 0, 0, 0, 0,
 577               st->bigwidth, st->bigheight);
 578 }
 579
 580
 581 /*      -------------------------------------------             */
 582
 583
 584 static int
 585 cinterp(double a, int bg, int fg)
 586 {
 587   int result;
 588   result = (int)((1-a) * bg + a * fg + 0.5);
 589   if (result < 0) result = 0;
 590   if (result > 255) result = 255;
 591   return result;
 592 }
 593
 594
 595 /* Interpolate the ripple colours between the background colour and
 596    foreground colour */
 597 static void
 598 init_linear_colors(struct state *st)
 599 {
 600   int i, j, red, green, blue, bred, bgreen, bblue;
 601   XColor fg, bg;
 602
 603   if (st->ncolors < 2 || mono_p)
 604     st->ncolors = 2;
 605   if (st->ncolors <= 2)
 606     mono_p = True;
 607
 608   /* Make it possible to set the color of the ripples,
 609      Based on work by Raymond Medeiros <ray@stommel.marine.usf.edu> and jwz.
 610    */
 611   fg.pixel = get_pixel_resource(st->dpy, st->colormap, "foreground", "Foreground");
 612   XQueryColor(st->dpy, st->colormap, &fg);
 613   red = (fg.red >> 8);
 614   green = (fg.green >> 8);
 615   blue = (fg.blue >> 8);
 616
 617   bg.pixel = get_pixel_resource(st->dpy, st->colormap, "background", "Background");
 618   XQueryColor(st->dpy, st->colormap, &bg);
 619   bred = (bg.red >> 8);
 620   bgreen = (bg.green >> 8);
 621   bblue = (bg.blue >> 8);
 622
 623   j = 0;
 624   for (i = 0; i < st->ncolors+1; i++) {
 625     XColor xcl;
 626     double a = (double)i / st->ncolors;
 627     int r = cinterp(a, bred, red);
 628     int g = cinterp(a, bgreen, green);
 629     int b = cinterp(a, bblue, blue);
 630
 631     xcl.red = (unsigned short) ((r << 8) | r);
 632     xcl.green = (unsigned short) ((g << 8) | g);
 633     xcl.blue = (unsigned short) ((b << 8) | b);
 634     xcl.flags = DoRed | DoGreen | DoBlue;
 635
 636     XAllocColor(st->dpy, st->colormap, &xcl);
 637
 638     st->ctab[j++] = (int) xcl.pixel;
 639   }
 640 }
 641
 642
 643 static void
 644 init_oily_colors(struct state *st)
 645 {
 646   XColor *colors = NULL;
 647
 648   if (st->ncolors < 2 || mono_p)
 649     st->ncolors = 2;
 650   if (st->ncolors <= 2)
 651     mono_p = True;
 652   colors = 0;
 653
 654   if (!mono_p) {
 655     colors = (XColor *)malloc(sizeof(*colors) * (st->ncolors+1));
 656     make_smooth_colormap(st->dpy, st->visual, st->colormap, colors, &st->ncolors,
 657                          True, /* allocate */
 658                          False, /* not writable */
 659                          True); /* verbose (complain about failure) */
 660     if (st->ncolors <= 2) {
 661       if (colors)
 662         free (colors);
 663       colors = 0;
 664       mono_p = True;
 665     }
 666   }
 667   if (!mono_p) {
 668     int i, j = 0;
 669     for (i = 0; i < st->ncolors+1; i++) {
 670       XAllocColor(st->dpy, st->colormap, colors+i);
 671       st->ctab[j++] = (int) colors[i].pixel;
 672     }
 673     free (colors);
 674   } else {
 675     st->ncolors = 2;
 676     st->ctab[1] = get_pixel_resource(st->dpy, st->colormap, "foreground", "Foreground");
 677     st->ctab[0] = get_pixel_resource(st->dpy, st->colormap, "background", "Background");
 678   }
 679 }
 680
 681
 682 /*      -------------------------------------------             */
 683
 684
 685 static void
 686 init_cos_tab(struct state *st)
 687 {
 688   int i;
 689   for (i = 0; i < TABLE; i++)
 690     st->cos_tab[i] = cos(i * M_PI/2 / TABLE);
 691 }
 692
 693
 694 /* Shape of drop to add */
 695 static double
 696 sinc(struct state *st, double x)
 697 {
 698 #if 1
 699   /* cosine hump */
 700   int i;
 701   i = (int)(x * TABLE + 0.5);
 702   if (i >= TABLE) i = (TABLE-1) - (i-(TABLE-1));
 703   return st->cos_tab[i];
 704 #elif 0
 705   return cos(x * M_PI/2);
 706 #else
 707   if (fabs(x) < 0.1)
 708     return 1 - x*x;
 709   else
 710     return sin(x) / x;
 711 #endif
 712 }
 713
 714
 715 static void
 716 add_circle_drop(struct state *st, int x, int y, int radius, int dheight)
 717 {
 718   int i, r2, cx, cy;
 719   short *buf = (random()&1) ? st->bufferA : st->bufferB;
 720
 721   i = y * st->width + x;
 722   r2 = radius * radius;
 723
 724   for (cy = -radius; cy <= radius; cy++)
 725     for (cx = -radius; cx <= radius; cx++) {
 726       int r = cx*cx + cy*cy;
 727       if (r <= r2) {
 728         buf[i + cx + cy*st->width] =
 729           (short)(dheight * sinc(st, sqrt(r)/radius));
 730       }
 731     }
 732 }
 733
 734
 735 static void
 736 add_drop(struct state *st, ripple_mode mode, int drop)
 737 {
 738   int newx, newy, dheight;
 739   int radius = MIN(st->width, st->height) / 50;
 740   /* Don't put drops too near the edge of the screen or they get stuck */
 741   int border = 8;
 742
 743   switch (mode) {
 744   default:
 745   case ripple_drop: {
 746     int x;
 747
 748     dheight = 1 + (random() % drop);
 749     newx = border + (random() % (st->width - 2*border));
 750     newy = border + (random() % (st->height - 2*border));
 751     x = newy * st->width + newx;
 752     st->bufferA[x + 1] = st->bufferA[x] = st->bufferA[x + st->width] = st->bufferA[x + st->width + 1] =
 753       st->bufferB[x + 1] = st->bufferB[x] = st->bufferB[x + st->width] = st->bufferB[x + st->width + 1] =
 754       dheight;
 755   }
 756   break;
 757   case ripple_blob: {
 758     double power;
 759
 760     int tmp_i, tmp_j;
 761     power = drop_dist[random() % (sizeof(drop_dist)/sizeof(drop_dist[0]))]; /* clumsy */
 762     dheight = (int)(drop * (power + 0.01));
 763     tmp_i = (int)(st->width - 2*border - 2*radius*power);
 764     tmp_j = (int)(st->height - 2*border - 2*radius*power);
 765     newx = radius + border + ((tmp_i > 0) ? random() % tmp_i : 0);
 766     newy = radius + border + ((tmp_j > 0) ? random() % tmp_j : 0);
 767     add_circle_drop(st, newx, newy, radius, dheight);
 768   }
 769   break;
 770   /* Adding too many boxes too quickly (-box 1) doesn't give the waves time
 771      to disperse and the waves build up (and overflow) */
 772   case ripple_box: {
 773     int x;
 774     int cx, cy;
 775     short *buf = (random()&1) ? st->bufferA : st->bufferB;
 776     int tmp_i, tmp_j;
 777
 778     radius = (1 + (random() % 5)) * (1 + (random() % 5));
 779     dheight = drop / 128;
 780     if (random() & 1) dheight = -dheight;
 781     tmp_i = st->width - 2*border - 2*radius;
 782     tmp_j = st->height - 2*border - 2*radius;
 783     newx = radius + border + ((tmp_i > 0) ? random() % tmp_i : 0);
 784     newy = radius + border + ((tmp_j > 0) ? random() % tmp_j : 0);
 785     x = newy * st->width + newx;
 786     for (cy = -radius; cy <= radius; cy++)
 787       for (cx = -radius; cx <= radius; cx++)
 788         buf[x + cx + cy*st->width] = (short)(dheight);
 789   }
 790   break;
 791   case ripple_stir: {
 792     border += radius;
 793     newx = border + (int)((st->width-2*border) * (1+cos(3*st->stir_ang)) / 2);
 794     newy = border + (int)((st->height-2*border) * (1+sin(2*st->stir_ang)) / 2);
 795     add_circle_drop(st, newx, newy, radius, drop / 10);
 796     st->stir_ang += 0.02;
 797     if (st->stir_ang > 12*M_PI) st->stir_ang = 0;
 798   }
 799   break;
 800   }
 801 }
 802
 803
 804 static void
 805 init_ripples(struct state *st, int ndrops, int splash)
 806 {
 807   int i;
 808
 809   st->bufferA = (short *)calloc(st->width * st->height, sizeof(*st->bufferA));
 810   st->bufferB = (short *)calloc(st->width * st->height, sizeof(*st->bufferB));
 811   st->temp = (short *)calloc(st->width * st->height, sizeof(*st->temp));
 812
 813   st->dirty_buffer = (char *)calloc(st->width * st->height, sizeof(*st->dirty_buffer));
 814
 815   for (i = 0; i < ndrops; i++)
 816     add_drop(st, ripple_blob, splash);
 817
 818   if (st->transparent) {
 819     if (st->grayscale_p)
 820     {
 821       int across, down;
 822       for (down = 0; down < st->bigheight; down++)
 823         for (across = 0; across < st->bigwidth; across++)
 824           XPutPixel(st->buffer_map, across, down,
 825                     grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, across, down)));
 826     }
 827     else
 828     {
 829     /* There's got to be a better way of doing this  XCopyArea? */
 830     memcpy(st->buffer_map->data, st->orig_map->data,
 831            st->bigheight * st->buffer_map->bytes_per_line);
 832     }
 833   } else {
 834     int across, down, color;
 835
 836     color = map_color(st, 0); /* background colour */
 837     for (down = 0; down < st->bigheight; down++)
 838       for (across = 0; across < st->bigwidth; across++)
 839         XPutPixel(st->buffer_map,across,  down,  color);
 840   }
 841
 842   DisplayImage(st);
 843 }
 844
 845
 846 /*
 847  Explanation from hq_water.zip (Arturo R Montesinos (ARM) arami@fi.upm.es)
 848
 849  Differential equation is:  u  = a ( u  + u  )
 850                              tt       xx   yy
 851
 852  Where a = tension * gravity / surface_density.
 853
 854  Approximating second derivatives by central differences:
 855
 856   [ u(t+1)-2u(t)+u(t-1) ] / dt = a [ u(x+1)+u(x-1)+u(y+1)+u(y-1)-4u ] / h
 857
 858  where dt = time step squared, h = dx*dy = mesh resolution squared.
 859
 860  From where u(t+1) may be calculated as:
 861
 862             dt  |   1   |                   dt
 863  u(t+1) = a --  | 1 0 1 |u - u(t-1) + (2-4a --)u
 864             h   |   1   |                    h
 865
 866  When a*dt/h = 1/2 last term vanishes, giving:
 867
 868                  1 |   1   |
 869         u(t+1) = - | 1 0 1 |u - u(t-1)
 870                  2 |   1   |
 871
 872  (note that u(t-1,x,y) is only used to calculate u(t+1,x,y) so
 873   we can use the same array for both t-1 and t+1, needing only
 874   two arrays, U[0] and U[1])
 875
 876  Dampening is simulated by subtracting 1/2^n of result.
 877  n=4 gives best-looking result
 878  n<4 (eg 2 or 3) thicker consistency, waves die out immediately
 879  n>4 (eg 8 or 12) more fluid, waves die out slowly
 880  */
 881
 882 static void
 883 ripple(struct state *st)
 884 {
 885   int across, down, pixel;
 886   short *src, *dest;
 887
 888   if (st->draw_toggle == 0) {
 889     src = st->bufferA;
 890     dest = st->bufferB;
 891     st->draw_toggle = 1;
 892   } else {
 893     src = st->bufferB;
 894     dest = st->bufferA;
 895     st->draw_toggle = 0;
 896   }
 897
 898   switch (st->draw_count) {
 899   case 0: case 1:
 900     pixel = 1 * st->width + 1;
 901     for (down = 1; down < st->height - 1; down++, pixel += 2 * 1)
 902       for (across = 1; across < st->width - 1; across++, pixel++) {
 903         st->temp[pixel] =
 904           (((src[pixel - 1] + src[pixel + 1] +
 905              src[pixel - st->width] + src[pixel + st->width]) / 2)) - dest[pixel];
 906       }
 907
 908     /* Smooth the output */
 909     pixel = 1 * st->width + 1;
 910     for (down = 1; down < st->height - 1; down++, pixel += 2 * 1)
 911       for (across = 1; across < st->width - 1; across++, pixel++) {
 912         if (st->temp[pixel] != 0) { /* Close enough for government work */
 913           int damp =
 914             (st->temp[pixel - 1] + st->temp[pixel + 1] +
 915              st->temp[pixel - st->width] + st->temp[pixel + st->width] +
 916              st->temp[pixel - st->width - 1] + st->temp[pixel - st->width + 1] +
 917              st->temp[pixel + st->width - 1] + st->temp[pixel + st->width + 1] +
 918              st->temp[pixel]) / 9;
 919           dest[pixel] = damp - (damp >> st->fluidity);
 920         } else
 921           dest[pixel] = 0;
 922       }
 923     break;
 924   case 2: case 3:
 925     pixel = 1 * st->width + 1;
 926     for (down = 1; down < st->height - 1; down++, pixel += 2 * 1)
 927       for (across = 1; across < st->width - 1; across++, pixel++) {
 928         int damp =
 929           (((src[pixel - 1] + src[pixel + 1] +
 930              src[pixel - st->width] + src[pixel + st->width]) / 2)) - dest[pixel];
 931         dest[pixel] = damp - (damp >> st->fluidity);
 932       }
 933     break;
 934   }
 935   if (++st->draw_count > 3) st->draw_count = 0;
 936
 937   if (st->transparent)
 938     st->draw_transparent(st, dest);
 939   else
 940     draw_ripple(st, dest);
 941 }
 942
 943
 944 /*      -------------------------------------------             */
 945
 946 static void *
 947 ripples_init (Display *disp, Window win)
 948 {
 949   struct state *st = (struct state *) calloc (1, sizeof(*st));
 950   st->dpy = disp;
 951   st->window = win;
 952   st->iterations = 0;
 953   st->delay = get_integer_resource(disp, "delay", "Integer");
 954   st->rate = get_integer_resource(disp, "rate", "Integer");
 955   st->box = get_integer_resource(disp, "box", "Integer");
 956   st->oily = get_boolean_resource(disp, "oily", "Boolean");
 957   st->stir = get_boolean_resource(disp, "stir", "Boolean");
 958   st->fluidity = get_integer_resource(disp, "fluidity", "Integer");
 959   st->transparent = get_boolean_resource(disp, "water", "Boolean");
 960   st->grayscale_p = get_boolean_resource(disp, "grayscale", "Boolean");
 961 #ifdef HAVE_XSHM_EXTENSION
 962   st->use_shm = get_boolean_resource(disp, "useSHM", "Boolean");
 963 #endif /* HAVE_XSHM_EXTENSION */
 964   st->light = get_integer_resource(disp, "light", "Integer");
 965
 966   if (st->fluidity <= 1) st->fluidity = 1;
 967   if (st->fluidity > 16) st->fluidity = 16; /* 16 = sizeof(short) */
 968   if (st->light < 0) st->light = 0;
 969
 970   init_cos_tab(st);
 971   setup_X(st);
 972
 973   st->ncolors = get_integer_resource (disp, "colors", "Colors");
 974   if (0 == st->ncolors)         /* English spelling? */
 975     st->ncolors = get_integer_resource (disp, "colours", "Colors");
 976
 977   if (st->ncolors > sizeof(st->ctab)/sizeof(*st->ctab))
 978     st->ncolors = sizeof(st->ctab)/sizeof(*st->ctab);
 979
 980   if (st->oily)
 981     init_oily_colors(st);
 982   else
 983     init_linear_colors(st);
 984
 985   if (st->transparent && st->light > 0) {
 986     int maxbits;
 987     st->draw_transparent = draw_transparent_light;
 988     set_mask(st->visual->red_mask,   &st->rmask, &st->rshift);
 989     set_mask(st->visual->green_mask, &st->gmask, &st->gshift);
 990     set_mask(st->visual->blue_mask,  &st->bmask, &st->bshift);
 991     if (st->rmask == 0) st->draw_transparent = draw_transparent_vanilla;
 992
 993     /* Adjust the shift value "light" when we don't have 8 bits per colour */
 994     maxbits = MIN(MIN(BITCOUNT(st->rmask), BITCOUNT(st->gmask)), BITCOUNT(st->bmask));
 995     st->light -= 8-maxbits;
 996     if (st->light < 0) st->light = 0;
 997   } else {
 998     if (st->grayscale_p)
 999     {
1000       set_mask(st->visual->red_mask,   &st->rmask, &st->rshift);
1001       set_mask(st->visual->green_mask, &st->gmask, &st->gshift);
1002       set_mask(st->visual->blue_mask,  &st->bmask, &st->bshift);
1003     }
1004     st->draw_transparent = draw_transparent_vanilla;
1005   }
1006
1007   if (!st->transparent)
1008     init_ripples(st, 0, -SPLASH); /* Start off without any drops */
1009
1010   return st;
1011 }
1012
1013 static unsigned long
1014 ripples_draw (Display *dpy, Window window, void *closure)
1015 {
1016   struct state *st = (struct state *) closure;
1017
1018   if (st->img_loader)   /* still loading */
1019     {
1020       st->img_loader = load_image_async_simple (st->img_loader, 0, 0, 0, 0, 0);
1021       if (! st->img_loader) {  /* just finished */
1022         XWindowAttributes xgwa;
1023         XGetWindowAttributes(st->dpy, st->window, &xgwa);
1024         st->orig_map = XGetImage (st->dpy, st->window, 0, 0,
1025                                   xgwa.width, xgwa.height,
1026                                   ~0L, ZPixmap);
1027         init_ripples(st, 0, -SPLASH); /* Start off without any drops */
1028       }
1029       return st->delay;
1030     }
1031
1032     if (st->rate > 0 && (st->iterations % st->rate) == 0)
1033       add_drop(st, ripple_blob, -SPLASH);
1034     if (st->stir)
1035       add_drop(st, ripple_stir, -SPLASH);
1036     if (st->box > 0 && (random() % st->box) == 0)
1037       add_drop(st, ripple_box, -SPLASH);
1038
1039     ripple(st);
1040     DisplayImage(st);
1041
1042     st->iterations++;
1043
1044     return st->delay;
1045 }
1046
1047
1048 static void
1049 ripples_reshape (Display *dpy, Window window, void *closure,
1050                  unsigned int w, unsigned int h)
1051 {
1052 }
1053
1054 static Bool
1055 ripples_event (Display *dpy, Window window, void *closure, XEvent *event)
1056 {
1057   return False;
1058 }
1059
1060 static void
1061 ripples_free (Display *dpy, Window window, void *closure)
1062 {
1063   struct state *st = (struct state *) closure;
1064   free (st);
1065 }
1066
1067 static const char *ripples_defaults[] =
1068 {
1069   ".background:         black",
1070   ".foreground:         #FFAF5F",
1071   "*colors:             200",
1072   "*dontClearRoot:      True",
1073   "*delay:              50000",
1074   "*rate:               5",
1075   "*box:                0",
1076   "*water:              False",
1077   "*oily:               False",
1078   "*stir:               False",
1079   "*fluidity:           6",
1080   "*light:              0",
1081   "*grayscale:          False",
1082 #ifdef HAVE_XSHM_EXTENSION
1083   "*useSHM: True",
1084 #else
1085   "*useSHM: False",
1086 #endif
1087   0
1088 };
1089
1090 static XrmOptionDescRec ripples_options[] =
1091 {
1092   { "-colors",  ".colors",      XrmoptionSepArg, 0},
1093   { "-colours", ".colors",      XrmoptionSepArg, 0},
1094   {"-delay",    ".delay",       XrmoptionSepArg, 0},
1095   {"-rate",     ".rate",        XrmoptionSepArg, 0},
1096   {"-box",      ".box",         XrmoptionSepArg, 0},
1097   {"-water",    ".water",       XrmoptionNoArg, "True"},
1098   {"-oily",     ".oily",        XrmoptionNoArg, "True"},
1099   {"-stir",     ".stir",        XrmoptionNoArg, "True"},
1100   {"-fluidity", ".fluidity",    XrmoptionSepArg, 0},
1101   {"-light",    ".light",       XrmoptionSepArg, 0},
1102   {"-grayscale",        ".grayscale",   XrmoptionNoArg, "True"},
1103   {"-shm",      ".useSHM",      XrmoptionNoArg, "True"},
1104   {"-no-shm",   ".useSHM",      XrmoptionNoArg, "False"},
1105   {0, 0, 0, 0}
1106 };
1107
1108
1109 XSCREENSAVER_MODULE ("Ripples", ripples)