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

   1 /* xanalogtv, Copyright (c) 2003 Trevor Blackwell <tlb@tlb.org>
   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  * Simulate test patterns on an analog TV. Concept similar to xteevee
  13  * in this distribution, but a totally different implementation based
  14  * on the simulation of an analog TV set in utils/analogtv.c. Much
  15  * more realistic, but needs more video card bandwidth.
  16  *
  17  * It flips around through simulated channels 2 through 13. Some show
  18  * pictures from your images directory, some show color bars, and some
  19  * just have static. Some channels receive two stations simultaneously
  20  * so you see a ghostly, misaligned image.
  21  *
  22  * It's easy to add some test patterns by compiling in an XPM, but I
  23  * can't find any that are clearly freely redistributable.
  24  *
  25  */
  26
  27 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  28 # include "config.h"
  29 #endif /* HAVE_CONFIG_H */
  30
  31 #include <math.h>
  32
  33 #ifdef HAVE_UNISTD_H
  34 # include <unistd.h>
  35 #endif
  36
  37 #ifndef HAVE_COCOA
  38 # include <X11/Intrinsic.h> /* for XtDatabase in hack_resources() */
  39 #endif
  40
  41 #include "screenhack.h"
  42 #include "xpm-pixmap.h"
  43 #include "analogtv.h"
  44
  45 #include "images/logo-50.xpm"
  46
  47 /* #define DEBUG 1 */
  48 /* #define USE_TEST_PATTERNS */
  49
  50 #define countof(x) (sizeof((x))/sizeof((*x)))
  51
  52 enum {
  53   N_CHANNELS=12, /* Channels 2 through 13 on VHF */
  54   MAX_MULTICHAN=2,
  55   MAX_STATIONS=6
  56 };
  57
  58 typedef struct chansetting_s {
  59
  60   analogtv_reception recs[MAX_MULTICHAN];
  61   double noise_level;
  62   Bool image_loaded_p;
  63 /*  char *filename;     was only used for diagnostics */
  64   int dur;
  65 } chansetting;
  66
  67
  68 struct state {
  69   Display *dpy;
  70   Window window;
  71   analogtv *tv;
  72   analogtv_font ugly_font;
  73   struct timeval basetime;
  74
  75   int n_stations;
  76   analogtv_input *stations[MAX_STATIONS];
  77   Bool image_loading_p;
  78
  79   int curinputi;
  80   int change_ticks;
  81   chansetting chansettings[N_CHANNELS];
  82   chansetting *cs;
  83
  84   int change_now;
  85
  86 };
  87
  88
  89 static void
  90 update_smpte_colorbars(analogtv_input *input)
  91 {
  92   struct state *st = (struct state *) input->client_data;
  93   int col;
  94   int xpos, ypos;
  95   int black_ntsc[4];
  96
  97   /*
  98      SMPTE is the society of motion picture and television engineers, and
  99      these are the standard color bars in the US. Following the partial spec
 100      at http://broadcastengineering.com/ar/broadcasting_inside_color_bars/
 101      These are luma, chroma, and phase numbers for each of the 7 bars.
 102   */
 103   double top_cb_table[7][3]={
 104     {75, 0, 0.0},    /* gray */
 105     {69, 31, 167.0}, /* yellow */
 106     {56, 44, 283.5}, /* cyan */
 107     {48, 41, 240.5}, /* green */
 108     {36, 41, 60.5},  /* magenta */
 109     {28, 44, 103.5}, /* red */
 110     {15, 31, 347.0}  /* blue */
 111   };
 112   double mid_cb_table[7][3]={
 113     {15, 31, 347.0}, /* blue */
 114     {7, 0, 0},       /* black */
 115     {36, 41, 60.5},  /* magenta */
 116     {7, 0, 0},       /* black */
 117     {56, 44, 283.5}, /* cyan */
 118     {7, 0, 0},       /* black */
 119     {75, 0, 0.0}     /* gray */
 120   };
 121
 122   analogtv_lcp_to_ntsc(0.0, 0.0, 0.0, black_ntsc);
 123
 124   analogtv_setup_sync(input, 1, 0);
 125   analogtv_setup_teletext(input);
 126
 127   for (col=0; col<7; col++) {
 128     analogtv_draw_solid_rel_lcp(input, col*(1.0/7.0), (col+1)*(1.0/7.0), 0.00, 0.68,
 129                                 top_cb_table[col][0],
 130                                 top_cb_table[col][1], top_cb_table[col][2]);
 131
 132     analogtv_draw_solid_rel_lcp(input, col*(1.0/7.0), (col+1)*(1.0/7.0), 0.68, 0.75,
 133                                 mid_cb_table[col][0],
 134                                 mid_cb_table[col][1], mid_cb_table[col][2]);
 135   }
 136
 137   analogtv_draw_solid_rel_lcp(input, 0.0, 1.0/6.0,
 138                               0.75, 1.00, 7, 40, 303);   /* -I */
 139   analogtv_draw_solid_rel_lcp(input, 1.0/6.0, 2.0/6.0,
 140                               0.75, 1.00, 100, 0, 0);    /* white */
 141   analogtv_draw_solid_rel_lcp(input, 2.0/6.0, 3.0/6.0,
 142                               0.75, 1.00, 7, 40, 33);    /* +Q */
 143   analogtv_draw_solid_rel_lcp(input, 3.0/6.0, 4.0/6.0,
 144                               0.75, 1.00, 7, 0, 0);      /* black */
 145   analogtv_draw_solid_rel_lcp(input, 12.0/18.0, 13.0/18.0,
 146                               0.75, 1.00, 3, 0, 0);      /* black -4 */
 147   analogtv_draw_solid_rel_lcp(input, 13.0/18.0, 14.0/18.0,
 148                               0.75, 1.00, 7, 0, 0);      /* black */
 149   analogtv_draw_solid_rel_lcp(input, 14.0/18.0, 15.0/18.0,
 150                               0.75, 1.00, 11, 0, 0);     /* black +4 */
 151   analogtv_draw_solid_rel_lcp(input, 5.0/6.0, 6.0/6.0,
 152                               0.75, 1.00, 7, 0, 0);      /* black */
 153
 154
 155   ypos=ANALOGTV_V/5;
 156   xpos=ANALOGTV_VIS_START + ANALOGTV_VIS_LEN/2;
 157
 158   {
 159     char localname[256];
 160     if (gethostname (localname, sizeof (localname))==0) {
 161       localname[sizeof(localname)-1]=0; /* "The returned name is null-
 162                                            terminated unless insufficient
 163                                            space is provided" */
 164       localname[24]=0; /* limit length */
 165
 166       analogtv_draw_string_centered(input, &st->ugly_font, localname,
 167                                     xpos, ypos, black_ntsc);
 168     }
 169   }
 170   ypos += st->ugly_font.char_h*5/2;
 171
 172   analogtv_draw_xpm(st->tv, input,
 173                     logo_50_xpm, xpos - 100, ypos);
 174
 175   ypos += 58;
 176
 177 #if 0
 178   analogtv_draw_string_centered(input, &st->ugly_font,
 179                                 "Please Stand By", xpos, ypos);
 180   ypos += st->ugly_font.char_h*4;
 181 #endif
 182
 183   {
 184     char timestamp[256];
 185     time_t t = time ((time_t *) 0);
 186     struct tm *tm = localtime (&t);
 187
 188     /* Y2K: It is OK for this to use a 2-digit year because it's simulating a
 189        TV display and is purely decorative. */
 190     strftime(timestamp, sizeof(timestamp)-1, "%y.%m.%d %H:%M:%S ", tm);
 191     analogtv_draw_string_centered(input, &st->ugly_font, timestamp,
 192                                   xpos, ypos, black_ntsc);
 193   }
 194
 195
 196   input->next_update_time += 1.0;
 197 }
 198
 199 #if 0
 200 static void
 201 draw_color_square(analogtv_input *input)
 202 {
 203   double xs,ys;
 204
 205   analogtv_draw_solid_rel_lcp(input, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0,
 206                               30.0, 0.0, 0.0);
 207
 208   for (xs=0.0; xs<0.9999; xs+=1.0/15.0) {
 209     analogtv_draw_solid_rel_lcp(input, xs, xs, 0.0, 1.0,
 210                                 100.0, 0.0, 0.0);
 211   }
 212
 213   for (ys=0.0; ys<0.9999; ys+=1.0/11.0) {
 214     analogtv_draw_solid_rel_lcp(input, 0.0, 1.0, ys, ys,
 215                                 100.0, 0.0, 0.0);
 216   }
 217
 218   for (ys=0.0; ys<0.9999; ys+=0.01) {
 219
 220     analogtv_draw_solid_rel_lcp(input, 0.0/15, 1.0/15, ys, ys+0.01,
 221                                 40.0, 45.0, 103.5*(1.0-ys) + 347.0*ys);
 222
 223     analogtv_draw_solid_rel_lcp(input, 14.0/15, 15.0/15, ys, ys+0.01,
 224                                 40.0, 45.0, 103.5*(ys) + 347.0*(1.0-ys));
 225   }
 226
 227   for (ys=0.0; ys<0.9999; ys+=0.02) {
 228     analogtv_draw_solid_rel_lcp(input, 1.0/15, 2.0/15, ys*2.0/11.0+1.0/11.0,
 229                                 (ys+0.01)*2.0/11.0+1.0/11.0,
 230                                 100.0*(1.0-ys), 0.0, 0.0);
 231   }
 232
 233
 234 }
 235 #endif
 236
 237 static const char *xanalogtv_defaults [] = {
 238   ".background:         black",
 239   ".foreground:         white",
 240   "*delay:              5",
 241   "*grabDesktopImages:  False",   /* HAVE_COCOA */
 242   "*chooseRandomImages: True",    /* HAVE_COCOA */
 243   ANALOGTV_DEFAULTS
 244   0,
 245 };
 246
 247 static XrmOptionDescRec xanalogtv_options [] = {
 248   { "-delay",           ".delay",               XrmoptionSepArg, 0 },
 249   ANALOGTV_OPTIONS
 250   { 0, 0, 0, 0 }
 251 };
 252
 253
 254 #ifdef USE_TEST_PATTERNS
 255
 256 #include "images/earth.xpm"
 257
 258 char **test_patterns[] = {
 259   earth_xpm,
 260 };
 261
 262 #endif
 263
 264
 265 static int
 266 getticks(struct state *st)
 267 {
 268   struct timeval tv;
 269   gettimeofday(&tv,NULL);
 270   return ((tv.tv_sec - st->basetime.tv_sec)*1000 +
 271           (tv.tv_usec - st->basetime.tv_usec)/1000);
 272 }
 273
 274
 275 /* The first time we grab an image, do it the default way.
 276    The second and subsequent times, add "-no-desktop" to the command.
 277    That way we don't have to watch the window un-map 5+ times in a row.
 278    Also, we end up with the desktop on only one channel, and pictures
 279    on all the others (or colorbars, if no imageDirectory is set.)
 280  */
 281 static void
 282 hack_resources (Display *dpy)
 283 {
 284 #ifndef HAVE_COCOA
 285   static int count = -1;
 286   count++;
 287
 288   if (count == 0)
 289     return;
 290   else if (count == 1)
 291     {
 292       XrmDatabase db = XtDatabase (dpy);
 293       char *res = "desktopGrabber";
 294       char *val = get_string_resource (dpy, res, "DesktopGrabber");
 295       char buf1[255];
 296       char buf2[255];
 297       XrmValue value;
 298       sprintf (buf1, "%.100s.%.100s", progname, res);
 299       sprintf (buf2, "%.200s -no-desktop", val);
 300       value.addr = buf2;
 301       value.size = strlen(buf2);
 302       XrmPutResource (&db, buf1, "String", &value);
 303     }
 304 #endif /* HAVE_COCOA */
 305 }
 306
 307
 308 static void analogtv_load_random_image(struct state *);
 309
 310
 311 static void image_loaded_cb (Screen *screen, Window window, Drawable pixmap,
 312                              const char *name, XRectangle *geometry,
 313                              void *closure)
 314 {
 315   /* When an image has just been loaded, store it into the first available
 316      channel.  If there are other unloaded channels, then start loading
 317      another image.
 318   */
 319   struct state *st = (struct state *) closure;
 320   int i;
 321   int this = -1;
 322   int next = -1;
 323
 324   if (!st->image_loading_p) abort();  /* only one at a time... */
 325   st->image_loading_p = False;
 326
 327   for (i = 0; i < MAX_STATIONS; i++) {
 328     if (! st->chansettings[i].image_loaded_p) {
 329       if (this == -1) this = i;
 330       else if (next == -1) next = i;
 331     }
 332   }
 333   if (this == -1) abort();  /* no unloaded stations? */
 334
 335   /* Load this image into the next channel. */
 336   {
 337     analogtv_input *input = st->stations[this];
 338     int width=ANALOGTV_PIC_LEN;
 339     int height=width*3/4;
 340     XImage *image = XGetImage (st->dpy, pixmap, 0, 0,
 341                                width, height, ~0L, ZPixmap);
 342     XFreePixmap(st->dpy, pixmap);
 343
 344     analogtv_setup_sync(input, 1, (random()%20)==0);
 345     analogtv_load_ximage(st->tv, input, image);
 346     if (image) XDestroyImage(image);
 347     st->chansettings[this].image_loaded_p = True;
 348 #if 0
 349     if (name) {
 350       const char *s = strrchr (name, '/');
 351       if (s) s++;
 352       else s = name;
 353       st->chansettings[this].filename = strdup (s);
 354     }
 355     fprintf(stderr, "%s: loaded channel %d, %s\n", progname, this,
 356             st->chansettings[this].filename);
 357 #endif
 358   }
 359
 360   /* If there are still unloaded stations, fire off another loader. */
 361   if (next != -1)
 362     analogtv_load_random_image (st);
 363 }
 364
 365
 366 /* Queues a single image for loading.  Only load one at a time.
 367    The image is done loading when st->img_loader is null and
 368    it->loaded_image is a pixmap.
 369  */
 370 static void
 371 analogtv_load_random_image(struct state *st)
 372 {
 373   int width=ANALOGTV_PIC_LEN;
 374   int height=width*3/4;
 375   Pixmap p;
 376
 377   if (st->image_loading_p)  /* a load is already in progress */
 378     return;
 379
 380   st->image_loading_p = True;
 381   p = XCreatePixmap(st->dpy, st->window, width, height, st->tv->visdepth);
 382   hack_resources(st->dpy);
 383   load_image_async (st->tv->xgwa.screen, st->window, p, image_loaded_cb, st);
 384 }
 385
 386
 387 #if 0
 388 static int
 389 analogtv_load_xpm(analogtv *it, analogtv_input *input, char **xpm)
 390 {
 391   Pixmap pixmap;
 392   XImage *image;
 393   int width,height;
 394   int rc;
 395
 396   pixmap=xpm_data_to_pixmap (it->dpy, it->window, xpm,
 397                              &width, &height, NULL);
 398   image = XGetImage(it->dpy, pixmap, 0, 0, width, height, ~0L, ZPixmap);
 399   XFreePixmap(it->dpy, pixmap);
 400   rc=analogtv_load_ximage(it, input, image);
 401   if (image) XDestroyImage(image);
 402   return rc;
 403 }
 404 #endif
 405
 406
 407 static void add_stations(struct state *st)
 408 {
 409   while (st->n_stations < MAX_STATIONS) {
 410     analogtv_input *input=analogtv_input_allocate();
 411     st->stations[st->n_stations++]=input;
 412     input->client_data = st;
 413   }
 414 }
 415
 416
 417 static void load_station_images(struct state *st)
 418 {
 419   int i;
 420   for (i = 0; i < MAX_STATIONS; i++) {
 421     analogtv_input *input = st->stations[i];
 422
 423     st->chansettings[i].image_loaded_p = True;
 424     if (i == 0) {   /* station 0 is always colorbars */
 425       input->updater = update_smpte_colorbars;
 426       input->do_teletext=1;
 427     }
 428 #ifdef USE_TEST_PATTERNS
 429     else if (random()%5==0) {
 430       j=random()%countof(test_patterns);
 431       analogtv_setup_sync(input);
 432       analogtv_load_xpm(tv, input, test_patterns[j]);
 433       analogtv_setup_teletext(input);
 434     }
 435 #endif
 436     else {
 437       analogtv_load_random_image(st);
 438       input->do_teletext=1;
 439       st->chansettings[i].image_loaded_p = False;
 440     }
 441   }
 442 }
 443
 444
 445 static void *
 446 xanalogtv_init (Display *dpy, Window window)
 447 {
 448   struct state *st = (struct state *) calloc (1, sizeof(*st));
 449   int i;
 450   int last_station=42;
 451   int delay = get_integer_resource(dpy, "delay", "Integer");
 452   if (delay < 1) delay = 1;
 453
 454   analogtv_make_font(dpy, window, &st->ugly_font, 7, 10, "6x10");
 455
 456   st->dpy = dpy;
 457   st->window = window;
 458   st->tv=analogtv_allocate(dpy, window);
 459
 460   add_stations(st);
 461
 462   analogtv_set_defaults(st->tv, "");
 463   st->tv->need_clear=1;
 464
 465   if (random()%4==0) {
 466     st->tv->tint_control += pow(frand(2.0)-1.0, 7) * 180.0;
 467   }
 468   if (1) {
 469     st->tv->color_control += frand(0.3);
 470   }
 471
 472   for (i=0; i<N_CHANNELS; i++) {
 473     memset(&st->chansettings[i], 0, sizeof(chansetting));
 474
 475     st->chansettings[i].noise_level = 0.06;
 476     st->chansettings[i].dur = 1000*delay;
 477
 478     if (random()%6==0) {
 479       st->chansettings[i].dur=600;
 480     }
 481     else {
 482       int stati;
 483       for (stati=0; stati<MAX_MULTICHAN; stati++) {
 484         analogtv_reception *rec=&st->chansettings[i].recs[stati];
 485         int station;
 486         while (1) {
 487           station=random()%st->n_stations;
 488           if (station!=last_station) break;
 489           if ((random()%10)==0) break;
 490         }
 491         last_station=station;
 492         rec->input = st->stations[station];
 493         rec->level = pow(frand(1.0), 3.0) * 2.0 + 0.05;
 494         rec->ofs=random()%ANALOGTV_SIGNAL_LEN;
 495         if (random()%3) {
 496           rec->multipath = frand(1.0);
 497         } else {
 498           rec->multipath=0.0;
 499         }
 500         if (stati) {
 501           /* We only set a frequency error for ghosting stations,
 502              because it doesn't matter otherwise */
 503           rec->freqerr = (frand(2.0)-1.0) * 3.0;
 504         }
 505
 506         if (rec->level > 0.3) break;
 507         if (random()%4) break;
 508       }
 509     }
 510   }
 511
 512   gettimeofday(&st->basetime,NULL);
 513
 514   st->curinputi=0;
 515   st->cs = &st->chansettings[st->curinputi];
 516   st->change_ticks = st->cs->dur + 1500;
 517
 518   st->tv->powerup=0.0;
 519
 520   load_station_images(st);
 521
 522   return st;
 523 }
 524
 525 static unsigned long
 526 xanalogtv_draw (Display *dpy, Window window, void *closure)
 527 {
 528   struct state *st = (struct state *) closure;
 529   int i;
 530
 531   int curticks=getticks(st);
 532   double curtime=curticks*0.001;
 533
 534   if (st->change_now ||
 535       (curticks >= st->change_ticks && st->tv->powerup > 10.0)) {
 536     st->change_now = 0;
 537     st->curinputi=(st->curinputi+1)%N_CHANNELS;
 538     st->cs = &st->chansettings[st->curinputi];
 539 #if 0
 540     fprintf (stderr, "%s: channel %d, %s\n", progname, st->curinputi,
 541              st->cs->filename);
 542 #endif
 543     st->change_ticks = curticks + st->cs->dur;
 544     /* Set channel change noise flag */
 545     st->tv->channel_change_cycles=200000;
 546   }
 547
 548   for (i=0; i<MAX_MULTICHAN; i++) {
 549     analogtv_reception *rec = &st->cs->recs[i];
 550     analogtv_input *inp=rec->input;
 551     if (!inp) continue;
 552
 553     if (inp->updater) {
 554       inp->next_update_time = curtime;
 555       (inp->updater)(inp);
 556     }
 557     rec->ofs += rec->freqerr;
 558   }
 559
 560   st->tv->powerup=curtime;
 561
 562   analogtv_init_signal(st->tv, st->cs->noise_level);
 563   for (i=0; i<MAX_MULTICHAN; i++) {
 564     analogtv_reception *rec = &st->cs->recs[i];
 565     analogtv_input *inp=rec->input;
 566     if (!inp) continue;
 567
 568     analogtv_reception_update(rec);
 569     analogtv_add_signal(st->tv, rec);
 570   }
 571   analogtv_draw(st->tv);
 572   return 10000;
 573 }
 574
 575 static void
 576 xanalogtv_reshape (Display *dpy, Window window, void *closure,
 577                  unsigned int w, unsigned int h)
 578 {
 579   struct state *st = (struct state *) closure;
 580   analogtv_reconfigure(st->tv);
 581 }
 582
 583 static Bool
 584 xanalogtv_event (Display *dpy, Window window, void *closure, XEvent *event)
 585 {
 586   struct state *st = (struct state *) closure;
 587
 588   if (event->type == ButtonPress)
 589     {
 590       st->change_now = 1;
 591       return True;
 592     }
 593   else if (event->type == KeyPress)
 594     {
 595       KeySym keysym;
 596       char c = 0;
 597       XLookupString (&event->xkey, &c, 1, &keysym, 0);
 598       if (c == ' ' || c == '\t' || c == '\r' || c == '\n')
 599         {
 600           st->change_now = 1;
 601           return True;
 602         }
 603     }
 604
 605   return False;
 606 }
 607
 608 static void
 609 xanalogtv_free (Display *dpy, Window window, void *closure)
 610 {
 611   struct state *st = (struct state *) closure;
 612   analogtv_release(st->tv);
 613   free (st);
 614 }
 615
 616
 617 XSCREENSAVER_MODULE ("XAnalogTV", xanalogtv)