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   Screen *screen;
  66   int ncolors;
  67   int light;
  68
  69   int width, height; /* ripple size */
  70   int bigwidth, bigheight; /* screen size */
  71
  72   Bool transparent;
  73   short *bufferA, *bufferB, *temp;
  74   char *dirty_buffer;
  75
  76   double cos_tab[TABLE];
  77
  78   Bool grayscale_p;
  79
  80   unsigned long rmask;  /* This builds on the warp effect by adding */
  81   unsigned long gmask;  /* in a lighting effect: brighten pixels by an */
  82   unsigned long bmask;  /* amount corresponding to the vertical gradient */
  83
  84   int rshift;
  85   int gshift;
  86   int bshift;
  87
  88   double stir_ang;
  89
  90   int draw_toggle;
  91   int draw_count;
  92
  93   int iterations, delay, rate, box, oily, stir, fluidity;
  94   int duration;
  95   time_t start_time;
  96
  97   void (*draw_transparent) (struct state *st, short *src);
  98
  99   async_load_state *img_loader;
 100
 101 #ifdef HAVE_XSHM_EXTENSION
 102   Bool use_shm;
 103   XShmSegmentInfo shm_info;
 104 #endif /* HAVE_XSHM_EXTENSION */
 105 };
 106
 107
 108 /* Distribution of drops: many little ones and a few big ones. */
 109 static const double drop_dist[] =
 110   {0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.2, 0.6};
 111
 112
 113 /* How hard to hit the water */
 114 #define SPLASH 512
 115 #undef  MIN
 116 #define MIN(x, y) ((x) < (y) ? (x) : (y))
 117 #undef  MAX
 118 #define MAX(x, y) ((x) > (y) ? (x) : (y))
 119 #undef  DIRTY
 120 #define DIRTY 3 /* dirty >= 2, 1 = restore original pixel, 0 = leave alone */
 121
 122 /* From fortune(6) */
 123 /* -- really weird C code to count the number of bits in a word */
 124 #define BITCOUNT(x)     (((BX_(x)+(BX_(x)>>4)) & 0x0F0F0F0F) % 255)
 125 #define BX_(x)          ((x) - (((x)>>1)&0x77777777) \
 126                              - (((x)>>2)&0x33333333) \
 127                              - (((x)>>3)&0x11111111))
 128
 129
 130 static unsigned long grayscale(struct state *st, unsigned long color);
 131
 132 /*      -------------------------------------------             */
 133
 134
 135 static int
 136 map_color(struct state *st, int grey)
 137 {
 138   /* Clip it */
 139   grey = st->ncolors * abs(grey) / (SPLASH/4);
 140   if (grey > st->ncolors)
 141     grey = st->ncolors;
 142
 143   /* Display it */
 144   return st->ctab[grey];
 145 }
 146
 147
 148 static void
 149 draw_ripple(struct state *st, short *src)
 150 {
 151   int across, down;
 152   char *dirty = st->dirty_buffer;
 153
 154   for (down = 0; down < st->height - 1; down++, src += 1, dirty += 1)
 155     for (across = 0; across < st->width - 1; across++, src++, dirty++) {
 156       int v1, v2, v3, v4;
 157       v1 = (int)*src;
 158       v2 = (int)*(src + 1);
 159       v3 = (int)*(src + st->width);
 160       v4 = (int)*(src + st->width + 1);
 161       if ((v1 == 0 && v2 == 0 && v3 == 0 && v4 == 0)) {
 162         if (*dirty > 0)
 163           (*dirty)--;
 164       } else
 165         *dirty = DIRTY;
 166
 167       if (*dirty > 0) {
 168         int dx;
 169         if (st->light > 0) {
 170           dx = ((v3 - v1) + (v4 - v2)) << st->light; /* light from top */
 171         } else
 172           dx = 0;
 173         XPutPixel(st->buffer_map,(across<<1),  (down<<1),  map_color(st, dx + v1));
 174         XPutPixel(st->buffer_map,(across<<1)+1,(down<<1),  map_color(st, dx + ((v1 + v2) >> 1)));
 175         XPutPixel(st->buffer_map,(across<<1),  (down<<1)+1,map_color(st, dx + ((v1 + v3) >> 1)));
 176         XPutPixel(st->buffer_map,(across<<1)+1,(down<<1)+1,map_color(st, dx + ((v1 + v4) >> 1)));
 177       }
 178     }
 179 }
 180
 181
 182 /*      -------------------------------------------             */
 183
 184
 185 /* Uses the horizontal gradient as an offset to create a warp effect  */
 186 static void
 187 draw_transparent_vanilla(struct state *st, short *src)
 188 {
 189   int across, down, pixel;
 190   char *dirty = st->dirty_buffer;
 191
 192   pixel = 0;
 193   for (down = 0; down < st->height - 2; down++, pixel += 2)
 194     for (across = 0; across < st->width-2; across++, pixel++) {
 195       int gradx, grady, gradx1, grady1;
 196       int x0, x1, x2, y1, y2;
 197
 198       x0 = src[pixel];
 199       x1 = src[pixel + 1];
 200       x2 = src[pixel + 2];
 201       y1 = src[pixel + st->width];
 202       y2 = src[pixel + 2*st->width];
 203
 204       gradx = (x1 - x0);
 205       grady = (y1 - x0);
 206       gradx1= (x2 - x1);
 207       grady1= (y2 - y1);
 208       gradx1 = 1 + (gradx + gradx1) / 2;
 209       grady1 = 1 + (grady + grady1) / 2;
 210
 211       if ((2*across+MIN(gradx,gradx1) < 0) ||
 212           (2*across+MAX(gradx,gradx1) >= st->bigwidth)) {
 213         gradx = 0;
 214         gradx1= 1;
 215       }
 216       if ((2*down+MIN(grady,grady1) < 0) ||
 217           (2*down+MAX(grady,grady1) >= st->bigheight)) {
 218         grady = 0;
 219         grady1 = 1;
 220       }
 221
 222       if ((gradx == 0 && gradx1 == 1 && grady == 0 && grady1 == 1)) {
 223         if (dirty[pixel] > 0)
 224           dirty[pixel]--;
 225       } else
 226         dirty[pixel] = DIRTY;
 227
 228       if (dirty[pixel] > 0) {
 229         XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1),  (down<<1),
 230                   grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx, (down<<1) + grady)));
 231         XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1)+1,(down<<1),
 232                   grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx1,(down<<1) + grady)));
 233         XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1),  (down<<1)+1,
 234                   grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx, (down<<1) + grady1)));
 235         XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1)+1,(down<<1)+1,
 236                   grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx1,(down<<1) + grady1)));
 237       }
 238     }
 239 }
 240
 241
 242 /*      -------------------------------------------             */
 243
 244
 245 static void
 246 set_mask(unsigned long color, unsigned long *mask, int *shift)
 247 {
 248   *shift = 0;
 249   while (color != 0 && (color & 1) == 0) {
 250     (*shift)++;
 251     color >>= 1;
 252   }
 253   *mask = color;
 254 }
 255
 256
 257 static unsigned long
 258 cadd(unsigned long color, int dx, unsigned long mask, int shift)
 259 {
 260   int x;
 261   color >>= shift;
 262   x = (color & mask);
 263   x += dx;
 264   if (x < 0) x = 0;
 265   else if (x > (int)mask) x = mask;
 266   color = x;
 267   return color << shift;
 268 }
 269
 270
 271 static unsigned long
 272 bright(struct state *st, int dx, unsigned long color)
 273 {
 274   return (cadd(color, dx, st->rmask, st->rshift) |
 275           cadd(color, dx, st->gmask, st->gshift) |
 276           cadd(color, dx, st->bmask, st->bshift));
 277 }
 278
 279
 280 static unsigned long
 281 grayscale(struct state *st, unsigned long color)
 282 {
 283   int red;
 284   int green;
 285   int blue;
 286   int total;
 287   int gray_r;
 288   int gray_g;
 289   int gray_b;
 290
 291   if (!st->grayscale_p)
 292     return color;
 293   if (!st->transparent)
 294     return color;
 295   if ((st->rmask == 0) || (st->gmask == 0) || (st->bmask == 0))
 296     return color;
 297
 298   red = ((color >> st->rshift) & st->rmask);
 299   green =  ((color >> st->gshift) & st->gmask);
 300   blue =  ((color >> st->bshift) & st->bmask);
 301   total = red * st->gmask * st->bmask + green * st->rmask * st->bmask + blue * st->rmask * st->gmask;
 302
 303   gray_r = total / (3 * st->gmask * st->bmask);
 304   if (gray_r < 0)
 305     gray_r = 0;
 306   if (gray_r > st->rmask)
 307     gray_r = st->rmask;
 308
 309   gray_g = total / (3 * st->rmask * st->bmask);
 310   if (gray_g < 0)
 311     gray_g = 0;
 312   if (gray_g > st->gmask)
 313     gray_g = st->gmask;
 314
 315   gray_b = total / (3 * st->rmask * st->gmask);
 316   if (gray_b < 0)
 317     gray_b = 0;
 318   if (gray_b > st->bmask)
 319     gray_b = st->bmask;
 320
 321   return ((unsigned long)
 322           ((gray_r << st->rshift) | (gray_g << st->gshift) | (gray_b << st->bshift)));
 323 }
 324
 325
 326 static void
 327 draw_transparent_light(struct state *st, short *src)
 328 {
 329   int across, down, pixel;
 330   char *dirty = st->dirty_buffer;
 331
 332   pixel = 0;
 333   for (down = 0; down < st->height - 2; down++, pixel += 2)
 334     for (across = 0; across < st->width-2; across++, pixel++) {
 335       int gradx, grady, gradx1, grady1;
 336       int x0, x1, x2, y1, y2;
 337
 338       x0 = src[pixel];
 339       x1 = src[pixel + 1];
 340       x2 = src[pixel + 2];
 341       y1 = src[pixel + st->width];
 342       y2 = src[pixel + 2*st->width];
 343
 344       gradx = (x1 - x0);
 345       grady = (y1 - x0);
 346       gradx1= (x2 - x1);
 347       grady1= (y2 - y1);
 348       gradx1 = 1 + (gradx + gradx1) / 2;
 349       grady1 = 1 + (grady + grady1) / 2;
 350
 351       if ((2*across+MIN(gradx,gradx1) < 0) ||
 352           (2*across+MAX(gradx,gradx1) >= st->bigwidth)) {
 353         gradx = 0;
 354         gradx1= 1;
 355       }
 356       if ((2*down+MIN(grady,grady1) < 0) ||
 357           (2*down+MAX(grady,grady1) >= st->bigheight)) {
 358         grady = 0;
 359         grady1 = 1;
 360       }
 361
 362       if ((gradx == 0 && gradx1 == 1 && grady == 0 && grady1 == 1)) {
 363         if (dirty[pixel] > 0)
 364           dirty[pixel]--;
 365       } else
 366         dirty[pixel] = DIRTY;
 367
 368       if (dirty[pixel] > 0) {
 369         int dx;
 370
 371         /* light from top */
 372         if (4-st->light >= 0)
 373           dx = (grady + (src[pixel+st->width+1]-x1)) >> (4-st->light);
 374         else
 375           dx = (grady + (src[pixel+st->width+1]-x1)) << (st->light-4);
 376
 377         if (dx != 0) {
 378           XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1),  (down<<1),
 379                     bright(st, dx, grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx, (down<<1) + grady))));
 380           XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1)+1,(down<<1),
 381                     bright(st, dx, grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx1,(down<<1) + grady))));
 382           XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1),  (down<<1)+1,
 383                     bright(st, dx, grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx, (down<<1) + grady1))));
 384           XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1)+1,(down<<1)+1,
 385                     bright(st, dx, grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx1,(down<<1) + grady1))));
 386         } else {
 387           /* Could use XCopyArea, but XPutPixel is faster */
 388           XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1),  (down<<1),
 389                     grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx, (down<<1) + grady)));
 390           XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1)+1,(down<<1),
 391                     grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx1,(down<<1) + grady)));
 392           XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1),  (down<<1)+1,
 393                     grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx, (down<<1) + grady1)));
 394           XPutPixel(st->buffer_map, (across<<1)+1,(down<<1)+1,
 395                     grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, (across<<1) + gradx1,(down<<1) + grady1)));
 396         }
 397       }
 398     }
 399 }
 400
 401
 402 /*      -------------------------------------------             */
 403
 404
 405 #if 0
 406 /* Doesn't go any faster and doesn't work at all colour depths */
 407 static void
 408 draw_transparent16l(short *src)
 409 {
 410   int across, down, bigpix, pixel;
 411   char *dirty = st->dirty_buffer;
 412   unsigned short *buffer, *orig;
 413
 414   buffer = (unsigned short *) st->buffer_map->data;
 415   orig = (unsigned short *) st->orig_map->data;
 416
 417   for (pixel = bigpix = down = 0;
 418        down < st->height - 2;
 419        down++, pixel += 2, bigpix += st->bigwidth+4)
 420     for (across = 0; across < st->width-2; across++, pixel++, bigpix+=2) {
 421       int gradx, grady, gradx1, grady1;
 422       int x0, x1, x2, y1, y2;
 423
 424       x0 = src[pixel];
 425       x1 = src[pixel + 1];
 426       x2 = src[pixel + 2];
 427       y1 = src[pixel + st->width];
 428       y2 = src[pixel + 2*st->width];
 429
 430       gradx = (x1 - x0);
 431       grady = (y1 - x0);
 432       gradx1= (x2 - x1);
 433       grady1= (y2 - y1);
 434       gradx1 = 1 + (gradx + gradx1) / 2;
 435       grady1 = 1 + (grady + grady1) / 2;
 436
 437       if ((2*across+MIN(gradx,gradx1) < 0) ||
 438           (2*across+MAX(gradx,gradx1) >= st->bigwidth)) {
 439         gradx = 0;
 440         gradx1= 1;
 441       }
 442       if ((2*down+MIN(grady,grady1) < 0) ||
 443           (2*down+MAX(grady,grady1) >= st->bigheight)) {
 444         grady = 0;
 445         grady1 = 1;
 446       }
 447
 448       if ((gradx == 0 && gradx1 == 1 && grady == 0 && grady1 == 1)) {
 449         if (dirty[pixel] > 0)
 450           dirty[pixel]--;
 451       } else
 452         dirty[pixel] = DIRTY;
 453
 454       if (dirty[pixel] > 0) {
 455         unsigned short *dest = buffer + bigpix;
 456         unsigned short *image = orig + bigpix;
 457         int dx;
 458
 459         /* light from top */
 460         if (4-st->light >= 0)
 461           dx = (grady + (src[pixel+st->width+1]-x1)) >> (4-st->light);
 462         else
 463           dx = (grady + (src[pixel+st->width+1]-x1)) << (st->light-4);
 464
 465         grady *= st->bigwidth;
 466         grady1*= st->bigwidth;
 467
 468         if (dx != 0) {
 469           *dest++ = dobright(dx, *(image + gradx  + grady));
 470           *dest   = dobright(dx, *(image + gradx1 + grady));
 471           dest   += st->bigwidth - 1;
 472           *dest++ = dobright(dx, *(image + gradx  + grady1));
 473           *dest   = dobright(dx, *(image + gradx1 + grady1));
 474         } else {
 475           *dest++ = *(image + gradx  + grady);
 476           *dest   = *(image + gradx1 + grady);
 477           dest   += st->bigwidth - 1;
 478           *dest++ = *(image + gradx  + grady1);
 479           *dest   = *(image + gradx1 + grady1);
 480         }
 481       }
 482     }
 483 }
 484 #endif
 485
 486
 487 /*      -------------------------------------------             */
 488
 489
 490 static void
 491 setup_X(struct state *st)
 492 {
 493   XWindowAttributes xgwa;
 494   int depth;
 495
 496   XGetWindowAttributes(st->dpy, st->window, &xgwa);
 497   depth = xgwa.depth;
 498   st->colormap = xgwa.colormap;
 499   st->screen = xgwa.screen;
 500   st->bigwidth = xgwa.width;
 501   st->bigheight = xgwa.height;
 502   st->visual = xgwa.visual;
 503
 504
 505   /* This causes buffer_map to be 1 pixel taller and wider than orig_map,
 506      which can cause the two XImages to have different bytes-per-line,
 507      which causes stair-stepping.  So this better not be necessary...
 508      -jwz, 23-Nov-01
 509    */
 510 #if 0 /* I'm not entirely sure if I need this */
 511   if (st->bigwidth % 2)
 512     st->bigwidth++;
 513   if (st->bigheight % 2)
 514     st->bigheight++;
 515 #endif
 516
 517
 518   st->width = st->bigwidth / 2;
 519   st->height = st->bigheight / 2;
 520
 521   if (st->transparent) {
 522     XGCValues gcv;
 523     long gcflags;
 524
 525     gcv.function = GXcopy;
 526     gcv.subwindow_mode = IncludeInferiors;
 527
 528     gcflags = GCFunction;
 529     if (use_subwindow_mode_p(xgwa.screen, st->window))  /* see grabscreen.c */
 530       gcflags |= GCSubwindowMode;
 531
 532     st->gc = XCreateGC(st->dpy, st->window, gcflags, &gcv);
 533
 534     st->img_loader = load_image_async_simple (0, xgwa.screen, st->window,
 535                                               st->window, 0, 0);
 536     st->start_time = time ((time_t) 0);
 537   } else {
 538     XGCValues gcv;
 539
 540     st->gc = XCreateGC(st->dpy, st->window, 0, &gcv);
 541     st->orig_map = 0;
 542   }
 543
 544   if (!st->gc) {
 545     fprintf(stderr, "XCreateGC failed\n");
 546     exit(1);
 547   }
 548
 549   st->buffer_map = 0;
 550
 551 #ifdef HAVE_XSHM_EXTENSION
 552   if (st->use_shm) {
 553     st->buffer_map = create_xshm_image(st->dpy, xgwa.visual, depth,
 554                                    ZPixmap, 0, &st->shm_info, st->bigwidth, st->bigheight);
 555     if (!st->buffer_map) {
 556       st->use_shm = False;
 557       fprintf(stderr, "create_xshm_image failed\n");
 558     }
 559   }
 560 #endif /* HAVE_XSHM_EXTENSION */
 561
 562   if (!st->buffer_map) {
 563     st->buffer_map = XCreateImage(st->dpy, xgwa.visual,
 564                               depth, ZPixmap, 0, 0,
 565                               st->bigwidth, st->bigheight, 8, 0);
 566     st->buffer_map->data = (char *)
 567       calloc(st->buffer_map->height, st->buffer_map->bytes_per_line);
 568   }
 569 }
 570
 571
 572 static void
 573 DisplayImage(struct state *st)
 574 {
 575 #ifdef HAVE_XSHM_EXTENSION
 576   if (st->use_shm)
 577     XShmPutImage(st->dpy, st->window, st->gc, st->buffer_map, 0, 0, 0, 0,
 578                  st->bigwidth, st->bigheight, False);
 579   else
 580 #endif /* HAVE_XSHM_EXTENSION */
 581     XPutImage(st->dpy, st->window, st->gc, st->buffer_map, 0, 0, 0, 0,
 582               st->bigwidth, st->bigheight);
 583 }
 584
 585
 586 /*      -------------------------------------------             */
 587
 588
 589 static int
 590 cinterp(double a, int bg, int fg)
 591 {
 592   int result;
 593   result = (int)((1-a) * bg + a * fg + 0.5);
 594   if (result < 0) result = 0;
 595   if (result > 255) result = 255;
 596   return result;
 597 }
 598
 599
 600 /* Interpolate the ripple colours between the background colour and
 601    foreground colour */
 602 static void
 603 init_linear_colors(struct state *st)
 604 {
 605   int i, j, red, green, blue, bred, bgreen, bblue;
 606   XColor fg, bg;
 607
 608   if (st->ncolors < 2 || mono_p)
 609     st->ncolors = 2;
 610   if (st->ncolors <= 2)
 611     mono_p = True;
 612
 613   /* Make it possible to set the color of the ripples,
 614      Based on work by Raymond Medeiros <ray@stommel.marine.usf.edu> and jwz.
 615    */
 616   fg.pixel = get_pixel_resource(st->dpy, st->colormap, "foreground", "Foreground");
 617   XQueryColor(st->dpy, st->colormap, &fg);
 618   red = (fg.red >> 8);
 619   green = (fg.green >> 8);
 620   blue = (fg.blue >> 8);
 621
 622   bg.pixel = get_pixel_resource(st->dpy, st->colormap, "background", "Background");
 623   XQueryColor(st->dpy, st->colormap, &bg);
 624   bred = (bg.red >> 8);
 625   bgreen = (bg.green >> 8);
 626   bblue = (bg.blue >> 8);
 627
 628   j = 0;
 629   for (i = 0; i < st->ncolors+1; i++) {
 630     XColor xcl;
 631     double a = (double)i / st->ncolors;
 632     int r = cinterp(a, bred, red);
 633     int g = cinterp(a, bgreen, green);
 634     int b = cinterp(a, bblue, blue);
 635
 636     xcl.red = (unsigned short) ((r << 8) | r);
 637     xcl.green = (unsigned short) ((g << 8) | g);
 638     xcl.blue = (unsigned short) ((b << 8) | b);
 639     xcl.flags = DoRed | DoGreen | DoBlue;
 640
 641     XAllocColor(st->dpy, st->colormap, &xcl);
 642
 643     st->ctab[j++] = (int) xcl.pixel;
 644   }
 645 }
 646
 647
 648 static void
 649 init_oily_colors(struct state *st)
 650 {
 651   XColor *colors = NULL;
 652
 653   if (st->ncolors < 2 || mono_p)
 654     st->ncolors = 2;
 655   if (st->ncolors <= 2)
 656     mono_p = True;
 657   colors = 0;
 658
 659   if (!mono_p) {
 660     colors = (XColor *)malloc(sizeof(*colors) * (st->ncolors+1));
 661     make_smooth_colormap(st->screen, st->visual, st->colormap,
 662                          colors, &st->ncolors,
 663                          True, /* allocate */
 664                          False, /* not writable */
 665                          True); /* verbose (complain about failure) */
 666     if (st->ncolors <= 2) {
 667       if (colors)
 668         free (colors);
 669       colors = 0;
 670       mono_p = True;
 671     }
 672   }
 673   if (!mono_p) {
 674     int i, j = 0;
 675     for (i = 0; i < st->ncolors+1; i++) {
 676       XAllocColor(st->dpy, st->colormap, colors+i);
 677       st->ctab[j++] = (int) colors[i].pixel;
 678     }
 679     free (colors);
 680   } else {
 681     st->ncolors = 2;
 682     st->ctab[1] = get_pixel_resource(st->dpy, st->colormap, "foreground", "Foreground");
 683     st->ctab[0] = get_pixel_resource(st->dpy, st->colormap, "background", "Background");
 684   }
 685 }
 686
 687
 688 /*      -------------------------------------------             */
 689
 690
 691 static void
 692 init_cos_tab(struct state *st)
 693 {
 694   int i;
 695   for (i = 0; i < TABLE; i++)
 696     st->cos_tab[i] = cos(i * M_PI/2 / TABLE);
 697 }
 698
 699
 700 /* Shape of drop to add */
 701 static double
 702 sinc(struct state *st, double x)
 703 {
 704 #if 1
 705   /* cosine hump */
 706   int i;
 707   i = (int)(x * TABLE + 0.5);
 708   if (i >= TABLE) i = (TABLE-1) - (i-(TABLE-1));
 709   if (i < 0) return 0.;
 710   return st->cos_tab[i];
 711 #elif 0
 712   return cos(x * M_PI/2);
 713 #else
 714   if (fabs(x) < 0.1)
 715     return 1 - x*x;
 716   else
 717     return sin(x) / x;
 718 #endif
 719 }
 720
 721
 722 static void
 723 add_circle_drop(struct state *st, int x, int y, int radius, int dheight)
 724 {
 725   int r, r2, cx, cy;
 726   short *buf = (random()&1) ? st->bufferA : st->bufferB;
 727
 728   r2 = radius * radius;
 729
 730
 731   for (cy = -radius; cy <= radius; cy++)
 732     for (cx = -radius; cx <= radius; cx++) {
 733       int xx = x+cx;
 734       int yy = y+cy;
 735       if (xx < 0 || yy < 0 || xx >= st->width || yy >= st->height) {break;}
 736       r = cx*cx + cy*cy;
 737       if (r > r2) break;
 738       buf[xx + yy*st->width] =
 739         (short)(dheight * sinc(st, (radius > 0) ? sqrt(r)/radius : 0));
 740     }
 741 }
 742
 743
 744 static void
 745 add_drop(struct state *st, ripple_mode mode, int drop)
 746 {
 747   int newx, newy, dheight;
 748   int radius = MIN(st->width, st->height) / 50;
 749   /* Don't put drops too near the edge of the screen or they get stuck */
 750   int border = 8;
 751
 752   switch (mode) {
 753   default:
 754   case ripple_drop: {
 755     int x;
 756
 757     dheight = 1 + (random() % drop);
 758     newx = border + (random() % (st->width - 2*border));
 759     newy = border + (random() % (st->height - 2*border));
 760     x = newy * st->width + newx;
 761     st->bufferA[x + 1] = st->bufferA[x] = st->bufferA[x + st->width] = st->bufferA[x + st->width + 1] =
 762       st->bufferB[x + 1] = st->bufferB[x] = st->bufferB[x + st->width] = st->bufferB[x + st->width + 1] =
 763       dheight;
 764   }
 765   break;
 766   case ripple_blob: {
 767     double power;
 768
 769     int tmp_i, tmp_j;
 770     power = drop_dist[random() % (sizeof(drop_dist)/sizeof(drop_dist[0]))]; /* clumsy */
 771     dheight = (int)(drop * (power + 0.01));
 772     tmp_i = (int)(st->width - 2*border - 2*radius*power);
 773     tmp_j = (int)(st->height - 2*border - 2*radius*power);
 774     newx = radius + border + ((tmp_i > 0) ? random() % tmp_i : 0);
 775     newy = radius + border + ((tmp_j > 0) ? random() % tmp_j : 0);
 776     add_circle_drop(st, newx, newy, radius, dheight);
 777   }
 778   break;
 779   /* Adding too many boxes too quickly (-box 1) doesn't give the waves time
 780      to disperse and the waves build up (and overflow) */
 781   case ripple_box: {
 782     int x;
 783     int cx, cy;
 784     short *buf = (random()&1) ? st->bufferA : st->bufferB;
 785     int tmp_i, tmp_j;
 786
 787     radius = (1 + (random() % 5)) * (1 + (random() % 5));
 788     dheight = drop / 128;
 789     if (random() & 1) dheight = -dheight;
 790     tmp_i = st->width - 2*border - 2*radius;
 791     tmp_j = st->height - 2*border - 2*radius;
 792     newx = radius + border + ((tmp_i > 0) ? random() % tmp_i : 0);
 793     newy = radius + border + ((tmp_j > 0) ? random() % tmp_j : 0);
 794     x = newy * st->width + newx;
 795     for (cy = -radius; cy <= radius; cy++)
 796       for (cx = -radius; cx <= radius; cx++)
 797         buf[x + cx + cy*st->width] = (short)(dheight);
 798   }
 799   break;
 800   case ripple_stir: {
 801     border += radius;
 802     newx = border + (int)((st->width-2*border) * (1+cos(3*st->stir_ang)) / 2);
 803     newy = border + (int)((st->height-2*border) * (1+sin(2*st->stir_ang)) / 2);
 804     add_circle_drop(st, newx, newy, radius, drop / 10);
 805     st->stir_ang += 0.02;
 806     if (st->stir_ang > 12*M_PI) st->stir_ang = 0;
 807   }
 808   break;
 809   }
 810 }
 811
 812
 813 static void
 814 init_ripples(struct state *st, int ndrops, int splash)
 815 {
 816   int i;
 817
 818   st->bufferA = (short *)calloc(st->width * st->height, sizeof(*st->bufferA));
 819   st->bufferB = (short *)calloc(st->width * st->height, sizeof(*st->bufferB));
 820   st->temp = (short *)calloc(st->width * st->height, sizeof(*st->temp));
 821
 822   st->dirty_buffer = (char *)calloc(st->width * st->height, sizeof(*st->dirty_buffer));
 823
 824   for (i = 0; i < ndrops; i++)
 825     add_drop(st, ripple_blob, splash);
 826
 827   if (st->transparent) {
 828     if (st->grayscale_p)
 829     {
 830       int across, down;
 831       for (down = 0; down < st->bigheight; down++)
 832         for (across = 0; across < st->bigwidth; across++)
 833           XPutPixel(st->buffer_map, across, down,
 834                     grayscale(st, XGetPixel(st->orig_map, across, down)));
 835     }
 836     else
 837     {
 838     /* There's got to be a better way of doing this  XCopyArea? */
 839     memcpy(st->buffer_map->data, st->orig_map->data,
 840            st->bigheight * st->buffer_map->bytes_per_line);
 841     }
 842   } else {
 843     int across, down, color;
 844
 845     color = map_color(st, 0); /* background colour */
 846     for (down = 0; down < st->bigheight; down++)
 847       for (across = 0; across < st->bigwidth; across++)
 848         XPutPixel(st->buffer_map,across,  down,  color);
 849   }
 850
 851   DisplayImage(st);
 852 }
 853
 854
 855 /*
 856  Explanation from hq_water.zip (Arturo R Montesinos (ARM) arami@fi.upm.es)
 857
 858  Differential equation is:  u  = a ( u  + u  )
 859                              tt       xx   yy
 860
 861  Where a = tension * gravity / surface_density.
 862
 863  Approximating second derivatives by central differences:
 864
 865   [ u(t+1)-2u(t)+u(t-1) ] / dt = a [ u(x+1)+u(x-1)+u(y+1)+u(y-1)-4u ] / h
 866
 867  where dt = time step squared, h = dx*dy = mesh resolution squared.
 868
 869  From where u(t+1) may be calculated as:
 870
 871             dt  |   1   |                   dt
 872  u(t+1) = a --  | 1 0 1 |u - u(t-1) + (2-4a --)u
 873             h   |   1   |                    h
 874
 875  When a*dt/h = 1/2 last term vanishes, giving:
 876
 877                  1 |   1   |
 878         u(t+1) = - | 1 0 1 |u - u(t-1)
 879                  2 |   1   |
 880
 881  (note that u(t-1,x,y) is only used to calculate u(t+1,x,y) so
 882   we can use the same array for both t-1 and t+1, needing only
 883   two arrays, U[0] and U[1])
 884
 885  Dampening is simulated by subtracting 1/2^n of result.
 886  n=4 gives best-looking result
 887  n<4 (eg 2 or 3) thicker consistency, waves die out immediately
 888  n>4 (eg 8 or 12) more fluid, waves die out slowly
 889  */
 890
 891 static void
 892 ripple(struct state *st)
 893 {
 894   int across, down, pixel;
 895   short *src, *dest;
 896
 897   if (st->draw_toggle == 0) {
 898     src = st->bufferA;
 899     dest = st->bufferB;
 900     st->draw_toggle = 1;
 901   } else {
 902     src = st->bufferB;
 903     dest = st->bufferA;
 904     st->draw_toggle = 0;
 905   }
 906
 907   switch (st->draw_count) {
 908   case 0: case 1:
 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         st->temp[pixel] =
 913           (((src[pixel - 1] + src[pixel + 1] +
 914              src[pixel - st->width] + src[pixel + st->width]) / 2)) - dest[pixel];
 915       }
 916
 917     /* Smooth the output */
 918     pixel = 1 * st->width + 1;
 919     for (down = 1; down < st->height - 1; down++, pixel += 2 * 1)
 920       for (across = 1; across < st->width - 1; across++, pixel++) {
 921         if (st->temp[pixel] != 0) { /* Close enough for government work */
 922           int damp =
 923             (st->temp[pixel - 1] + st->temp[pixel + 1] +
 924              st->temp[pixel - st->width] + st->temp[pixel + st->width] +
 925              st->temp[pixel - st->width - 1] + st->temp[pixel - st->width + 1] +
 926              st->temp[pixel + st->width - 1] + st->temp[pixel + st->width + 1] +
 927              st->temp[pixel]) / 9;
 928           dest[pixel] = damp - (damp >> st->fluidity);
 929         } else
 930           dest[pixel] = 0;
 931       }
 932     break;
 933   case 2: case 3:
 934     pixel = 1 * st->width + 1;
 935     for (down = 1; down < st->height - 1; down++, pixel += 2 * 1)
 936       for (across = 1; across < st->width - 1; across++, pixel++) {
 937         int damp =
 938           (((src[pixel - 1] + src[pixel + 1] +
 939              src[pixel - st->width] + src[pixel + st->width]) / 2)) - dest[pixel];
 940         dest[pixel] = damp - (damp >> st->fluidity);
 941       }
 942     break;
 943   }
 944   if (++st->draw_count > 3) st->draw_count = 0;
 945
 946   if (st->transparent)
 947     st->draw_transparent(st, dest);
 948   else
 949     draw_ripple(st, dest);
 950 }
 951
 952
 953 /*      -------------------------------------------             */
 954
 955 static void *
 956 ripples_init (Display *disp, Window win)
 957 {
 958   struct state *st = (struct state *) calloc (1, sizeof(*st));
 959   st->dpy = disp;
 960   st->window = win;
 961   st->iterations = 0;
 962   st->delay = get_integer_resource(disp, "delay", "Integer");
 963   st->duration = get_integer_resource (st->dpy, "duration", "Seconds");
 964   st->rate = get_integer_resource(disp, "rate", "Integer");
 965   st->box = get_integer_resource(disp, "box", "Integer");
 966   st->oily = get_boolean_resource(disp, "oily", "Boolean");
 967   st->stir = get_boolean_resource(disp, "stir", "Boolean");
 968   st->fluidity = get_integer_resource(disp, "fluidity", "Integer");
 969   st->transparent = get_boolean_resource(disp, "water", "Boolean");
 970   st->grayscale_p = get_boolean_resource(disp, "grayscale", "Boolean");
 971 #ifdef HAVE_XSHM_EXTENSION
 972   st->use_shm = get_boolean_resource(disp, "useSHM", "Boolean");
 973 #endif /* HAVE_XSHM_EXTENSION */
 974   st->light = get_integer_resource(disp, "light", "Integer");
 975
 976   if (st->delay < 0) st->delay = 0;
 977   if (st->duration < 1) st->duration = 1;
 978   if (st->fluidity <= 1) st->fluidity = 1;
 979   if (st->fluidity > 16) st->fluidity = 16; /* 16 = sizeof(short) */
 980   if (st->light < 0) st->light = 0;
 981
 982   init_cos_tab(st);
 983   setup_X(st);
 984
 985   st->ncolors = get_integer_resource (disp, "colors", "Colors");
 986   if (0 == st->ncolors)         /* English spelling? */
 987     st->ncolors = get_integer_resource (disp, "colours", "Colors");
 988
 989   if (st->ncolors > sizeof(st->ctab)/sizeof(*st->ctab))
 990     st->ncolors = sizeof(st->ctab)/sizeof(*st->ctab);
 991
 992   if (st->oily)
 993     init_oily_colors(st);
 994   else
 995     init_linear_colors(st);
 996
 997   if (st->transparent && st->light > 0) {
 998     int maxbits;
 999     st->draw_transparent = draw_transparent_light;
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     if (st->rmask == 0) st->draw_transparent = draw_transparent_vanilla;
1004
1005     /* Adjust the shift value "light" when we don't have 8 bits per colour */
1006     maxbits = MIN(MIN(BITCOUNT(st->rmask), BITCOUNT(st->gmask)), BITCOUNT(st->bmask));
1007     st->light -= 8-maxbits;
1008     if (st->light < 0) st->light = 0;
1009   } else {
1010     if (st->grayscale_p)
1011     {
1012       set_mask(st->visual->red_mask,   &st->rmask, &st->rshift);
1013       set_mask(st->visual->green_mask, &st->gmask, &st->gshift);
1014       set_mask(st->visual->blue_mask,  &st->bmask, &st->bshift);
1015     }
1016     st->draw_transparent = draw_transparent_vanilla;
1017   }
1018
1019   if (!st->transparent)
1020     init_ripples(st, 0, -SPLASH); /* Start off without any drops */
1021
1022   return st;
1023 }
1024
1025 static unsigned long
1026 ripples_draw (Display *dpy, Window window, void *closure)
1027 {
1028   struct state *st = (struct state *) closure;
1029
1030   if (st->img_loader)   /* still loading */
1031     {
1032       st->img_loader = load_image_async_simple (st->img_loader, 0, 0, 0, 0, 0);
1033       if (! st->img_loader) {  /* just finished */
1034         XWindowAttributes xgwa;
1035         XGetWindowAttributes(st->dpy, st->window, &xgwa);
1036         st->start_time = time ((time_t) 0);
1037         st->orig_map = XGetImage (st->dpy, st->window, 0, 0,
1038                                   xgwa.width, xgwa.height,
1039                                   ~0L, ZPixmap);
1040         init_ripples(st, 0, -SPLASH); /* Start off without any drops */
1041       }
1042       return st->delay;
1043     }
1044
1045     if (!st->img_loader &&
1046         st->start_time + st->duration < time ((time_t) 0)) {
1047       XWindowAttributes xgwa;
1048       XGetWindowAttributes(st->dpy, st->window, &xgwa);
1049       st->img_loader = load_image_async_simple (0, xgwa.screen, st->window,
1050                                                 st->window, 0, 0);
1051       st->start_time = time ((time_t) 0);
1052       return st->delay;
1053     }
1054
1055     if (st->rate > 0 && (st->iterations % st->rate) == 0)
1056       add_drop(st, ripple_blob, -SPLASH);
1057     if (st->stir)
1058       add_drop(st, ripple_stir, -SPLASH);
1059     if (st->box > 0 && (random() % st->box) == 0)
1060       add_drop(st, ripple_box, -SPLASH);
1061
1062     ripple(st);
1063     DisplayImage(st);
1064
1065     st->iterations++;
1066
1067     return st->delay;
1068 }
1069
1070
1071 static void
1072 ripples_reshape (Display *dpy, Window window, void *closure,
1073                  unsigned int w, unsigned int h)
1074 {
1075 }
1076
1077 static Bool
1078 ripples_event (Display *dpy, Window window, void *closure, XEvent *event)
1079 {
1080   return False;
1081 }
1082
1083 static void
1084 ripples_free (Display *dpy, Window window, void *closure)
1085 {
1086   struct state *st = (struct state *) closure;
1087   free (st);
1088 }
1089
1090 static const char *ripples_defaults[] =
1091 {
1092   ".background:         black",
1093   ".foreground:         #FFAF5F",
1094   "*colors:             200",
1095   "*dontClearRoot:      True",
1096   "*delay:              50000",
1097   "*duration:           120",
1098   "*rate:               5",
1099   "*box:                0",
1100   "*water:              True",
1101   "*oily:               False",
1102   "*stir:               False",
1103   "*fluidity:           6",
1104   "*light:              4",
1105   "*grayscale:          False",
1106 #ifdef HAVE_XSHM_EXTENSION
1107   "*useSHM: True",
1108 #else
1109   "*useSHM: False",
1110 #endif
1111 #ifdef USE_IPHONE
1112   "*ignoreRotation: True",
1113 #endif
1114   0
1115 };
1116
1117 static XrmOptionDescRec ripples_options[] =
1118 {
1119   { "-colors",  ".colors",      XrmoptionSepArg, 0},
1120   { "-colours", ".colors",      XrmoptionSepArg, 0},
1121   {"-delay",    ".delay",       XrmoptionSepArg, 0},
1122   {"-duration", ".duration",    XrmoptionSepArg, 0 },
1123   {"-rate",     ".rate",        XrmoptionSepArg, 0},
1124   {"-box",      ".box",         XrmoptionSepArg, 0},
1125   {"-water",    ".water",       XrmoptionNoArg, "True"},
1126   {"-oily",     ".oily",        XrmoptionNoArg, "True"},
1127   {"-stir",     ".stir",        XrmoptionNoArg, "True"},
1128   {"-fluidity", ".fluidity",    XrmoptionSepArg, 0},
1129   {"-light",    ".light",       XrmoptionSepArg, 0},
1130   {"-grayscale",        ".grayscale",   XrmoptionNoArg, "True"},
1131   {"-shm",      ".useSHM",      XrmoptionNoArg, "True"},
1132   {"-no-shm",   ".useSHM",      XrmoptionNoArg, "False"},
1133   {0, 0, 0, 0}
1134 };
1135
1136
1137 XSCREENSAVER_MODULE ("Ripples", ripples)