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

   1 /* xscreensaver, Copyright (c) 2000 Paul "Joey" Clark <pclark@bris.ac.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  * 19971004: Johannes Keukelaar <johannes@nada.kth.se>: Use helix screen
  12  *           eraser.
  13  */
  14
  15 /* WhirlwindWarp: moving stars.  Ported from QBasic by Joey.
  16    Version 1.2.  FF parameters now driven by a
  17    dampened-walked velocity, making them smoother.
  18
  19    This code adapted from original program by jwz/jk above.
  20    Freely distrubtable.  Please keep this tag with
  21    this code, and add your own if you contribute.
  22    I would be delighted to hear if have made use of this code.
  23    If you find this code useful or have any queries, please
  24    contact me: pclark@cs.bris.ac.uk / joeyclark@usa.net
  25    Paul "Joey" Clark, hacking for humanity, Feb 99
  26    www.cs.bris.ac.uk/~pclark | www.changetheworld.org.uk */
  27
  28 #include <math.h>
  29
  30 #include "screenhack.h"
  31 #include "erase.h"
  32 #include "hsv.h"
  33
  34 static GC draw_gc, erase_gc;
  35 static unsigned int default_fg_pixel;
  36
  37 /* Maximum number of points, tails, and fields (hard-coded) */
  38 #define maxps 1000
  39 #define maxts 30
  40 #define fs 10
  41
  42 /* Screen width and height */
  43 static int scrwid,scrhei;
  44
  45 /* Current x,y of stars in realspace */
  46 static float cx[maxps];
  47 static float cy[maxps];
  48 /* Previous x,y plots in pixelspace for removal later */
  49 static int tx[maxps*maxts];
  50 static int ty[maxps*maxts];
  51 /* The force fields and their parameters */
  52 static char *name[fs];
  53 static int fon[fs];     /* Is field on or off? */
  54 static float var[fs];   /* Current parameter */
  55 static float op[fs];    /* Optimum (central/mean) value */
  56 static float damp[fs];  /* Dampening (how much drawn between current and optimal) */
  57 static float force[fs]; /* Amount of change per moment */
  58 static float acc[fs];
  59
  60 /* Number of points and tails */
  61 static int ps=500;
  62 static int ts=5;
  63
  64 /* Show meters or not? */
  65 static Bool meters;
  66
  67 static Bool init_whirlwindwarp(Display *dpy, Window window) {
  68   XGCValues gcv;
  69   Colormap cmap;
  70   XWindowAttributes xgwa;
  71   XGetWindowAttributes (dpy, window, &xgwa);
  72   cmap = xgwa.colormap;
  73   gcv.foreground = default_fg_pixel = get_pixel_resource ("foreground", "Foreground", dpy, cmap);
  74   draw_gc = XCreateGC (dpy, window, GCForeground, &gcv);
  75   gcv.foreground = get_pixel_resource ("background", "Background", dpy, cmap);
  76   erase_gc = XCreateGC (dpy, window, GCForeground, &gcv);
  77
  78   ps = get_integer_resource ("points", "Integer");
  79   ts = get_integer_resource ("tails", "Integer");
  80   meters = get_boolean_resource ("meters", "Show meters");
  81   if (ps>maxps || ts>maxts)
  82     return 0;
  83   return 1;
  84 }
  85
  86 static float myrnd() { /* between -1.0 and +1.0 */
  87   return 2.0*((float)((random()%10000000)/10000000.0)-0.5);
  88 }
  89
  90 float mysgn(float x) {
  91   return ( x < 0 ? -1 :
  92            x > 0 ? +1 :
  93                     0 );
  94 }
  95
  96 void stars_newp(int p) {
  97   cx[p]=myrnd();
  98   cy[p]=myrnd();
  99 }
 100
 101 /* Adjust a variable var about optimum op,
 102      with damp = dampening about op
 103          force = force of random perturbation */
 104 float stars_perturb(float var,float op,float damp,float force) {
 105   var=op+damp*(var-op)+force*myrnd()/4.0;
 106 /*  if (fabs(var-op)>0.1)  // (to keep within bounds)
 107     var=op+0.1*mysgn(var-op);*/
 108   return var;
 109 }
 110
 111 /* Get pixel coordinates of a star */
 112 int stars_scrpos_x(int p) {
 113   return scrwid*(cx[p]+1.0)/2.0;
 114 }
 115 int stars_scrpos_y(int p) {
 116   return scrhei*(cy[p]+1.0)/2.0;
 117 }
 118
 119 /* Draw a meter of a forcefield's parameter */
 120 void stars_draw_meter(Display *dpy,Window window,GC draw_gc,int f) {
 121   int x,y,w,h;
 122   x=scrwid/2;
 123   y=f*10;
 124   w=(var[f]-op[f])*scrwid*4;
 125   h=7;
 126   if (w<0) {
 127     w=-w;
 128     x=x-w;
 129   }
 130   if (fon[f])
 131     XFillRectangle(dpy,window,draw_gc,x,y,w,h);
 132   else
 133     XDrawRectangle(dpy,window,draw_gc,x,y,w,h);
 134 }
 135
 136 /* Move a star according to acting forcefields */
 137 void stars_move(int p) {
 138   float nx,ny;
 139   float x=cx[p];
 140   float y=cy[p];
 141     if (fon[1]) {
 142         x = x * var[1]; y = y * var[1];
 143     }
 144     if (fon[2]) {
 145       nx=x*cos(var[2])+y*sin(var[2]);
 146       ny=-x*sin(var[2])+y*cos(var[2]);
 147       x=nx;
 148       y=ny;
 149     }
 150     if (fon[3]) {
 151       y=y*var[3];
 152     }
 153     if (fon[4]) {
 154       x=(x-1.0)*var[3]+1.0;
 155     }
 156     if (fon[5]) {
 157       x=x+var[5]*x;
 158     }
 159     if (fon[6]) {
 160         x = mysgn(x) * pow(fabs(x),var[6]);
 161         y = mysgn(y) * pow(fabs(y),var[6]);
 162     }
 163     if (fon[7]) {
 164       if (fon[0]) {
 165         if (fon[9]) {
 166           x=x+var[7]*(-1.0+2.0*(float)(p%2));
 167         } else {
 168           x=x+var[7]*(-1.0+2.0*(float)((p%50)/49.0));
 169         }
 170       }
 171     }
 172     if (fon[8]) {
 173       if (fon[0]) {
 174         if (fon[9]) {
 175           y=y+var[8]*(-1.0+2.0*(float)(p%2));
 176         } else {
 177           y=y+var[8]*(-1.0+2.0*(float)((p%50)/49.0));
 178         }
 179       }
 180     }
 181   cx[p]=x;
 182   cy[p]=y;
 183 }
 184
 185 static void do_whirlwindwarp(Display *dpy, Window window) {
 186   Colormap cmap;
 187   XWindowAttributes xgwa;
 188   int got_color = 0;
 189   XColor color[maxps];
 190   XColor bgcolor;
 191   int p,f,nt, sx,sy, resets,lastresets,cnt;
 192
 193   XClearWindow (dpy, window);
 194   XGetWindowAttributes (dpy, window, &xgwa);
 195   cmap = xgwa.colormap;
 196   scrwid = xgwa.width;
 197   scrhei = xgwa.height;
 198
 199   /* Setup colours */
 200   hsv_to_rgb (0.0, 0.0, 0.0, &bgcolor.red, &bgcolor.green, &bgcolor.blue);
 201   got_color = XAllocColor (dpy, cmap, &bgcolor);
 202   for (p=0;p<ps;p++) {
 203         if (!mono_p)
 204           hsv_to_rgb (random()%360, .6+.4*myrnd(), .6+.4*myrnd(), &color[p].red, &color[p].green, &color[p].blue);
 205           /* hsv_to_rgb (random()%360, 1.0, 1.0, &color[p].red, &color[p].green, &color[p].blue);   for stronger colours! */
 206         if ((!mono_p) && (got_color = XAllocColor (dpy, cmap, &color[p]))) {
 207         } else {
 208           if (p>0)
 209             color[p]=color[0];
 210           else
 211             color[p].pixel=default_fg_pixel;
 212         }
 213   }
 214
 215   /* Set up parameter movements for the different forcefields */
 216   name[1] = "Velocity";
 217   op[1] = 1; damp[1] = .999; force[1] = .002;
 218   name[2] = "Rotation";
 219   op[2] = 0; damp[2] = .999; force[2] = .002;
 220   name[3] = "Drip";
 221   op[3] = 1; damp[3] = .999; force[3] = .005;
 222   name[4] = "Dribble";
 223   op[4] = 1; damp[4] = .999; force[4] = .005;
 224   name[5] = "Slide";
 225   op[5] = 0; damp[5] = .999; force[5] = .002;
 226   name[6] = "Accelerate";
 227   op[6] = 1.0; damp[6] = .999; force[6] = .005;
 228   name[7] = "xDisplace";
 229   op[7] = 0; damp[7] = .999; force[7] = .005;
 230   name[8] = "yDisplace";
 231   op[8] = 0; damp[8] = .999; force[8] = .005;
 232   /* 0 and 9 are options for splitting displacements [no var] */
 233   name[0] = "Split";
 234   op[0] = 0; damp[0] = 0; force[0] = 0;
 235   name[9] = "2d/3d split";
 236   op[9] = 0; damp[9] = 0; force[9] = 0;
 237
 238   /* Initialise parameters to optimum, all off */
 239   for (f=0;f<fs;f++) {
 240     var[f]=op[f];
 241     fon[f]=0;
 242     acc[f]=0;
 243   }
 244
 245   /* Initialise stars */
 246   for (p=0;p<ps;p++)
 247     stars_newp(p);
 248
 249   /* tx[nt],ty[nt] remeber earlier screen plots (tails of stars)
 250      which are deleted when nt comes round again */
 251   nt=0;
 252   resets=0;
 253
 254   while (1) {
 255
 256       /* Move current points */
 257       lastresets=resets;
 258       resets=0;
 259       for (p=0;p<ps;p++) {
 260         /* Erase old */
 261         XSetForeground (dpy, draw_gc, bgcolor.pixel);
 262         XDrawPoint(dpy,window,draw_gc,tx[nt],ty[nt]);
 263
 264         /* Move */
 265         stars_move(p);
 266         /* If moved off screen, create a new one */
 267         if (cx[p]<-1.0 || cx[p]>+1.0 ||
 268             cy[p]<-1.0 || cy[p]>+1.0 ||
 269             fabs(cx[p])<.0001 || fabs(cy[p])<.0001) {
 270           stars_newp(p);
 271           resets++;
 272         } else if (myrnd()>0.99) /* Reset at random */
 273           stars_newp(p);
 274
 275         /* Draw point */
 276         sx=stars_scrpos_x(p);
 277         sy=stars_scrpos_y(p);
 278         XSetForeground (dpy, draw_gc, color[p].pixel);
 279         XDrawPoint(dpy,window,draw_gc,sx,sy);
 280
 281         /* Remember it for removal later */
 282         tx[nt]=sx;
 283         ty[nt]=sy;
 284         nt=(nt+1)%(ps*ts);
 285       }
 286
 287       /* Adjust force fields */
 288       cnt=0;
 289       for (f=0;f<fs;f++) {
 290
 291         if (meters) { /* Remove meter from display */
 292           XSetForeground(dpy, draw_gc, bgcolor.pixel);
 293           stars_draw_meter(dpy,window,draw_gc,f);
 294         }
 295
 296         /* Adjust forcefield's parameter */
 297         acc[f]=stars_perturb(acc[f],0,0.98,0.009);
 298         var[f]=op[f]+(var[f]-op[f])*damp[f]+force[f]*acc[f];
 299
 300         if (myrnd()>0.998) /* Turn it on/off ? */
 301           fon[f]=(myrnd()<0.0);
 302           /* fon[f]=!fon[f]; */
 303
 304         if (meters) { /* Redraw the meter */
 305           XSetForeground(dpy, draw_gc, color[f].pixel);
 306           stars_draw_meter(dpy,window,draw_gc,f);
 307         }
 308
 309         if (fon[f])
 310           cnt++;
 311       }
 312       if (cnt==0) { /* Ensure at least one is on! */
 313         f=random() % fs;
 314         fon[f]=1;
 315       }
 316       if (meters) {
 317         XSetForeground(dpy, draw_gc, bgcolor.pixel);
 318         XDrawRectangle(dpy,window,draw_gc,0,0,lastresets*5,3);
 319         XSetForeground(dpy, draw_gc, default_fg_pixel);
 320         XDrawRectangle(dpy,window,draw_gc,0,0,resets*5,3);
 321       }
 322 /*      if (resets*5>scrwid) {
 323        Turn one off a field if too many points are flying off screen */
 324       /* This was a problem when one of the force-fields was acting wrong,
 325          but not really needed any more unless we need to debug new ones ...! */
 326         /* for (f=0;f<fs;f++)
 327             if (fon[f])
 328             printf("%i",f);
 329           printf("\n");
 330           XSync (dpy, False);
 331           screenhack_handle_events (dpy);
 332          sleep(1);
 333         do { // In fact this bit might go wrong if
 334           f=random() % fs; // we have not ensured at least one is on (above)
 335         } while (!fon[f]);
 336         fon[f]=0;
 337       }            */
 338
 339       XSync (dpy, False);
 340       screenhack_handle_events (dpy);
 341
 342   }
 343
 344 }
 345
 346
 347 char *progclass = "WhirlwindWarp";
 348
 349 char *defaults [] = {
 350   ".background: black",
 351   ".foreground: white",
 352   "*points:     400",
 353   "*tails:      10",
 354   "*meters:     false",
 355   0
 356 };
 357
 358 XrmOptionDescRec options [] = {
 359   { "-points",  ".points",      XrmoptionSepArg, 0 },
 360   { "-tails",   ".tails",       XrmoptionSepArg, 0 },
 361   { "-meters",  ".meters",      XrmoptionNoArg, "true" },
 362   { 0, 0, 0, 0 }
 363 };
 364
 365 void screenhack(Display *dpy, Window window) {
 366   if (init_whirlwindwarp(dpy, window))
 367     do_whirlwindwarp(dpy, window);
 368 }