ftp://ftp.sunet.se/pub/vendor/sco/skunkware/osr5/x11/savers/xscreensaver/xscreensaver...
[xscreensaver] / hacks / attraction.c
diff --git a/hacks/attraction.c b/hacks/attraction.c
deleted file mode 100644 (file)
index 1a84833..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,667 +0,0 @@
-/* xscreensaver, Copyright (c) 1992, 1995, 1996, 1997, 1998
- *  Jamie Zawinski <jwz@jwz.org>
- *
- * Permission to use, copy, modify, distribute, and sell this software and its
- * documentation for any purpose is hereby granted without fee, provided that
- * the above copyright notice appear in all copies and that both that
- * copyright notice and this permission notice appear in supporting
- * documentation.  No representations are made about the suitability of this
- * software for any purpose.  It is provided "as is" without express or 
- * implied warranty.
- */
-
-/* Simulation of a pair of quasi-gravitational fields, maybe sorta kinda
-   a little like the strong and weak electromagnetic forces.  Derived from
-   a Lispm screensaver by John Pezaris <pz@mit.edu>.  Mouse control and
-   viscosity added by "Philip Edward Cutone, III" <pc2d+@andrew.cmu.edu>.
-
-   John sez:
-
-   The simulation started out as a purely accurate gravitational simulation,
-   but, with constant simulation step size, I quickly realized the field being
-   simulated while grossly gravitational was, in fact, non-conservative.  It
-   also had the rather annoying behavior of dealing very badly with colliding
-   orbs.  Therefore, I implemented a negative-gravity region (with two
-   thresholds; as I read your code, you only implemented one) to prevent orbs
-   from every coming too close together, and added a viscosity factor if the
-   speed of any orb got too fast.  This provides a nice stable system with
-   interesting behavior.
-
-   I had experimented with a number of fields including the van der Waals
-   force (very interesting orbiting behavior) and 1/r^3 gravity (not as
-   interesting as 1/r^2).  An even normal viscosity (rather than the
-   thresholded version to bleed excess energy) is also not interesting.
-   The 1/r^2, -1/r^2, -10/r^2 thresholds proved not only robust but also
-   interesting -- the orbs never collided and the threshold viscosity fixed
-   the non-conservational problem.
-
-   Philip sez:
-   > An even normal viscosity (rather than the thresholded version to
-   > bleed excess energy) is also not interesting.
-
-   unless you make about 200 points.... set the viscosity to about .8
-   and drag the mouse through it.   it makes a nice wave which travels
-   through the field.
-
-   And (always the troublemaker) Joe Keane <jgk@jgk.org> sez:
-
-   Despite what John sez, the field being simulated is always conservative.
-   The real problem is that it uses a simple hack, computing acceleration
-   *based only on the starting position*, instead of a real differential
-   equation solver.  Thus you'll always have energy coming out of nowhere,
-   although it's most blatant when balls get close together.  If it were
-   done right, you wouldn't need viscosity or artificial limits on how
-   close the balls can get.
- */
-
-#include <stdio.h>
-#include <math.h>
-#include "screenhack.h"
-#include "spline.h"
-
-struct ball {
-  double x, y;
-  double vx, vy;
-  double dx, dy;
-  double mass;
-  int size;
-  int pixel_index;
-  int hue;
-};
-
-static struct ball *balls;
-static int npoints;
-static int threshold;
-static int delay;
-static int global_size;
-static int segments;
-static Bool glow_p;
-static Bool orbit_p;
-static XPoint *point_stack;
-static int point_stack_size, point_stack_fp;
-static XColor *colors;
-static int ncolors;
-static int fg_index;
-static int color_shift;
-
-/*flip mods for mouse interaction*/
-static Bool mouse_p;
-int mouse_x, mouse_y, mouse_mass, root_x, root_y;
-static double viscosity;
-
-static enum object_mode {
-  ball_mode, line_mode, polygon_mode, spline_mode, spline_filled_mode,
-  tail_mode
-} mode;
-
-static GC draw_gc, erase_gc;
-
-#define MAX_SIZE 16
-
-#define min(a,b) ((a)<(b)?(a):(b))
-#define max(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
-
-static void
-init_balls (Display *dpy, Window window)
-{
-  int i;
-  XWindowAttributes xgwa;
-  XGCValues gcv;
-  int xlim, ylim, midx, midy, r, vx, vy;
-  double th;
-  Colormap cmap;
-  char *mode_str;
-  XGetWindowAttributes (dpy, window, &xgwa);
-  xlim = xgwa.width;
-  ylim = xgwa.height;
-  cmap = xgwa.colormap;
-  midx = xlim/2;
-  midy = ylim/2;
-  r = get_integer_resource ("radius", "Integer");
-  if (r <= 0 || r > min (xlim/2, ylim/2))
-    r = min (xlim/2, ylim/2) - 50;
-  vx = get_integer_resource ("vx", "Integer");
-  vy = get_integer_resource ("vy", "Integer");
-  npoints = get_integer_resource ("points", "Integer");
-  if (npoints < 1)
-    npoints = 3 + (random () % 5);
-  balls = (struct ball *) malloc (npoints * sizeof (struct ball));
-  segments = get_integer_resource ("segments", "Integer");
-  if (segments < 0) segments = 1;
-  threshold = get_integer_resource ("threshold", "Integer");
-  if (threshold < 0) threshold = 0;
-  delay = get_integer_resource ("delay", "Integer");
-    if (delay < 0) delay = 0;
-  global_size = get_integer_resource ("size", "Integer");
-  if (global_size < 0) global_size = 0;
-  glow_p = get_boolean_resource ("glow", "Boolean");
-  orbit_p = get_boolean_resource ("orbit", "Boolean");
-  color_shift = get_integer_resource ("colorShift", "Integer");
-  if (color_shift <= 0) color_shift = 5;
-
-  /*flip mods for mouse interaction*/
-  mouse_p = get_boolean_resource ("mouse", "Boolean");
-  mouse_mass = get_integer_resource ("mouseSize", "Integer");
-  mouse_mass =  mouse_mass *  mouse_mass *10;
-
-  viscosity = get_float_resource ("viscosity", "Float");
-
-  mode_str = get_string_resource ("mode", "Mode");
-  if (! mode_str) mode = ball_mode;
-  else if (!strcmp (mode_str, "balls")) mode = ball_mode;
-  else if (!strcmp (mode_str, "lines")) mode = line_mode;
-  else if (!strcmp (mode_str, "polygons")) mode = polygon_mode;
-  else if (!strcmp (mode_str, "tails")) mode = tail_mode;
-  else if (!strcmp (mode_str, "splines")) mode = spline_mode;
-  else if (!strcmp (mode_str, "filled-splines")) mode = spline_filled_mode;
-  else {
-    fprintf (stderr,
-            "%s: mode must be balls, lines, tails, polygons, splines, or\n\
-       filled-splines, not \"%s\"\n",
-            progname, mode_str);
-    exit (1);
-  }
-
-  if (mode != ball_mode && mode != tail_mode) glow_p = False;
-  
-  if (mode == polygon_mode && npoints < 3)
-    mode = line_mode;
-
-  ncolors = get_integer_resource ("colors", "Colors");
-  if (ncolors < 2) ncolors = 2;
-  if (ncolors <= 2) mono_p = True;
-  colors = 0;
-
-  if (!mono_p)
-    {
-      fg_index = 0;
-      switch (mode)
-       {
-       case ball_mode:
-         if (glow_p)
-           {
-             int H = random() % 360;
-             double S1 = 0.25;
-             double S2 = 1.00;
-             double V = frand(0.25) + 0.75;
-             colors = (XColor *) malloc(sizeof(*colors) * (ncolors+1));
-             make_color_ramp (dpy, cmap, H, S1, V, H, S2, V, colors, &ncolors,
-                              False, True, False);
-           }
-         else
-           {
-             ncolors = npoints;
-             colors = (XColor *) malloc(sizeof(*colors) * (ncolors+1));
-             make_random_colormap (dpy, xgwa.visual, cmap, colors, &ncolors,
-                                   True, True, False, True);
-           }
-         break;
-       case line_mode:
-       case polygon_mode:
-       case spline_mode:
-       case spline_filled_mode:
-       case tail_mode:
-         colors = (XColor *) malloc(sizeof(*colors) * (ncolors+1));
-         make_smooth_colormap (dpy, xgwa.visual, cmap, colors, &ncolors,
-                               True, False, True);
-         break;
-       default:
-         abort ();
-       }
-    }
-
-  if (!mono_p && ncolors <= 2)
-    {
-      if (colors) free (colors);
-      colors = 0;
-      mono_p = True;
-    }
-
-  if (mode != ball_mode)
-    {
-      int size = (segments ? segments : 1);
-      point_stack_size = size * (npoints + 1);
-      point_stack = (XPoint *) calloc (point_stack_size, sizeof (XPoint));
-      point_stack_fp = 0;
-    }
-
-  gcv.line_width = (mode == tail_mode
-                   ? (global_size ? global_size : (MAX_SIZE * 2 / 3))
-                   : 1);
-  gcv.cap_style = (mode == tail_mode ? CapRound : CapButt);
-
-  if (mono_p)
-    gcv.foreground = get_pixel_resource("foreground", "Foreground", dpy, cmap);
-  else
-    gcv.foreground = colors[fg_index].pixel;
-  draw_gc = XCreateGC (dpy, window, GCForeground|GCLineWidth|GCCapStyle, &gcv);
-
-  gcv.foreground = get_pixel_resource("background", "Background", dpy, cmap);
-  erase_gc = XCreateGC (dpy, window, GCForeground|GCLineWidth|GCCapStyle,&gcv);
-
-
-#define rand_size() min (MAX_SIZE, 8 + (random () % (MAX_SIZE - 9)))
-
-  if (orbit_p && !global_size)
-    /* To orbit, all objects must be the same mass, or the math gets
-       really hairy... */
-    global_size = rand_size ();
-
-  th = frand (M_PI+M_PI);
-  for (i = 0; i < npoints; i++)
-    {
-      int new_size = (global_size ? global_size : rand_size ());
-      balls [i].dx = 0;
-      balls [i].dy = 0;
-      balls [i].size = new_size;
-      balls [i].mass = (new_size * new_size * 10);
-      balls [i].x = midx + r * cos (i * ((M_PI+M_PI) / npoints) + th);
-      balls [i].y = midy + r * sin (i * ((M_PI+M_PI) / npoints) + th);
-      if (! orbit_p)
-       {
-         balls [i].vx = vx ? vx : ((6.0 - (random () % 11)) / 8.0);
-         balls [i].vy = vy ? vy : ((6.0 - (random () % 11)) / 8.0);
-       }
-      if (mono_p || mode != ball_mode)
-       balls [i].pixel_index = -1;
-      else if (glow_p)
-       balls [i].pixel_index = 0;
-      else
-       balls [i].pixel_index = random() % ncolors;
-    }
-
-  if (orbit_p)
-    {
-      double a = 0;
-      double v;
-      double v_mult = get_float_resource ("vMult", "Float");
-      if (v_mult == 0.0) v_mult = 1.0;
-
-      for (i = 1; i < npoints; i++)
-       {
-          double _2ipi_n = (2 * i * M_PI / npoints);
-         double x = r * cos (_2ipi_n);
-         double y = r * sin (_2ipi_n);
-         double distx = r - x;
-         double dist2 = (distx * distx) + (y * y);
-          double dist = sqrt (dist2);
-          double a1 = ((balls[i].mass / dist2) *
-                       ((dist < threshold) ? -1.0 : 1.0) *
-                       (distx / dist));
-         a += a1;
-       }
-      if (a < 0.0)
-       {
-         fprintf (stderr, "%s: domain error: forces on balls too great\n",
-                  progname);
-         exit (-1);
-       }
-      v = sqrt (a * r) * v_mult;
-      for (i = 0; i < npoints; i++)
-       {
-         double k = ((2 * i * M_PI / npoints) + th);
-         balls [i].vx = -v * sin (k);
-         balls [i].vy =  v * cos (k);
-       }
-    }
-
-  if (mono_p) glow_p = False;
-  XClearWindow (dpy, window);
-}
-
-static void
-compute_force (int i, double *dx_ret, double *dy_ret)
-{
-  int j;
-  double x_dist, y_dist, dist, dist2;
-  *dx_ret = 0;
-  *dy_ret = 0;
-  for (j = 0; j < npoints; j++)
-    {
-      if (i == j) continue;
-      x_dist = balls [j].x - balls [i].x;
-      y_dist = balls [j].y - balls [i].y;
-      dist2 = (x_dist * x_dist) + (y_dist * y_dist);
-      dist = sqrt (dist2);
-             
-      if (dist > 0.1) /* the balls are not overlapping */
-       {
-         double new_acc = ((balls[j].mass / dist2) *
-                           ((dist < threshold) ? -1.0 : 1.0));
-         double new_acc_dist = new_acc / dist;
-         *dx_ret += new_acc_dist * x_dist;
-         *dy_ret += new_acc_dist * y_dist;
-       }
-      else
-       {               /* the balls are overlapping; move randomly */
-         *dx_ret += (frand (10.0) - 5.0);
-         *dy_ret += (frand (10.0) - 5.0);
-       }
-    }
-
-  if (mouse_p)
-    {
-      x_dist = mouse_x - balls [i].x;
-      y_dist = mouse_y - balls [i].y;
-      dist2 = (x_dist * x_dist) + (y_dist * y_dist);
-      dist = sqrt (dist2);
-       
-      if (dist > 0.1) /* the balls are not overlapping */
-       {
-         double new_acc = ((mouse_mass / dist2) *
-                           ((dist < threshold) ? -1.0 : 1.0));
-         double new_acc_dist = new_acc / dist;
-         *dx_ret += new_acc_dist * x_dist;
-         *dy_ret += new_acc_dist * y_dist;
-       }
-      else
-       {               /* the balls are overlapping; move randomly */
-         *dx_ret += (frand (10.0) - 5.0);
-         *dy_ret += (frand (10.0) - 5.0);
-       }
-    }
-}
-
-static void
-run_balls (Display *dpy, Window window)
-{
-  int last_point_stack_fp = point_stack_fp;
-  static int tick = 500, xlim, ylim;
-  static Colormap cmap;
-  int i;
-
-  /*flip mods for mouse interaction*/
-  Window  root1, child1;
-  unsigned int mask;
-  if (mouse_p)
-    {
-      XQueryPointer(dpy, window, &root1, &child1,
-                   &root_x, &root_y, &mouse_x, &mouse_y, &mask);
-    }
-
-  if (tick++ == 500)
-    {
-      XWindowAttributes xgwa;
-      XGetWindowAttributes (dpy, window, &xgwa);
-      tick = 0;
-      xlim = xgwa.width;
-      ylim = xgwa.height;
-      cmap = xgwa.colormap;
-    }
-
-  /* compute the force of attraction/repulsion among all balls */
-  for (i = 0; i < npoints; i++)
-    compute_force (i, &balls[i].dx, &balls[i].dy);
-
-  /* move the balls according to the forces now in effect */
-  for (i = 0; i < npoints; i++)
-    {
-      double old_x = balls[i].x;
-      double old_y = balls[i].y;
-      double new_x, new_y;
-      int size = balls[i].size;
-      balls[i].vx += balls[i].dx;
-      balls[i].vy += balls[i].dy;
-
-      /* don't let them get too fast: impose a terminal velocity
-         (actually, make the medium have friction) */
-      if (balls[i].vx > 10)
-       {
-         balls[i].vx *= 0.9;
-         balls[i].dx = 0;
-       }
-      else if (viscosity != 1)
-       {
-         balls[i].vx *= viscosity;
-       }
-
-      if (balls[i].vy > 10)
-       {
-         balls[i].vy *= 0.9;
-         balls[i].dy = 0;
-       }
-      else if (viscosity != 1)
-       {
-         balls[i].vy *= viscosity;
-       }
-
-      balls[i].x += balls[i].vx;
-      balls[i].y += balls[i].vy;
-
-      /* bounce off the walls */
-      if (balls[i].x >= (xlim - balls[i].size))
-       {
-         balls[i].x = (xlim - balls[i].size - 1);
-         if (balls[i].vx > 0)
-           balls[i].vx = -balls[i].vx;
-       }
-      if (balls[i].y >= (ylim - balls[i].size))
-       {
-         balls[i].y = (ylim - balls[i].size - 1);
-         if (balls[i].vy > 0)
-           balls[i].vy = -balls[i].vy;
-       }
-      if (balls[i].x <= 0)
-       {
-         balls[i].x = 0;
-         if (balls[i].vx < 0)
-           balls[i].vx = -balls[i].vx;
-       }
-      if (balls[i].y <= 0)
-       {
-         balls[i].y = 0;
-         if (balls[i].vy < 0)
-           balls[i].vy = -balls[i].vy;
-       }
-
-      new_x = balls[i].x;
-      new_y = balls[i].y;
-
-      if (!mono_p)
-       {
-         if (mode == ball_mode)
-           {
-             if (glow_p)
-               {
-                 /* make color saturation be related to particle
-                    acceleration. */
-                 double limit = 0.5;
-                 double s, fraction;
-                 double vx = balls [i].dx;
-                 double vy = balls [i].dy;
-                 if (vx < 0) vx = -vx;
-                 if (vy < 0) vy = -vy;
-                 fraction = vx + vy;
-                 if (fraction > limit) fraction = limit;
-
-                 s = 1 - (fraction / limit);
-                 balls[i].pixel_index = (ncolors * s);
-               }
-             XSetForeground (dpy, draw_gc,
-                             colors[balls[i].pixel_index].pixel);
-           }
-       }
-
-      if (mode == ball_mode)
-       {
-         XFillArc (dpy, window, erase_gc, (int) old_x, (int) old_y,
-                   size, size, 0, 360*64);
-         XFillArc (dpy, window, draw_gc,  (int) new_x, (int) new_y,
-                   size, size, 0, 360*64);
-       }
-      else
-       {
-         point_stack [point_stack_fp].x = new_x;
-         point_stack [point_stack_fp].y = new_y;
-         point_stack_fp++;
-       }
-    }
-
-  /* draw the lines or polygons after computing all points */
-  if (mode != ball_mode)
-    {
-      point_stack [point_stack_fp].x = balls [0].x; /* close the polygon */
-      point_stack [point_stack_fp].y = balls [0].y;
-      point_stack_fp++;
-      if (point_stack_fp == point_stack_size)
-       point_stack_fp = 0;
-      else if (point_stack_fp > point_stack_size) /* better be aligned */
-       abort ();
-      if (!mono_p)
-       {
-         static int tick = 0;
-         if (tick++ == color_shift)
-           {
-             tick = 0;
-             fg_index = (fg_index + 1) % ncolors;
-             XSetForeground (dpy, draw_gc, colors[fg_index].pixel);
-           }
-       }
-    }
-
-  switch (mode)
-    {
-    case ball_mode:
-      break;
-    case line_mode:
-      if (segments > 0)
-       XDrawLines (dpy, window, erase_gc, point_stack + point_stack_fp,
-                   npoints + 1, CoordModeOrigin);
-      XDrawLines (dpy, window, draw_gc, point_stack + last_point_stack_fp,
-                 npoints + 1, CoordModeOrigin);
-      break;
-    case polygon_mode:
-      if (segments > 0)
-       XFillPolygon (dpy, window, erase_gc, point_stack + point_stack_fp,
-                     npoints + 1, (npoints == 3 ? Convex : Complex),
-                     CoordModeOrigin);
-      XFillPolygon (dpy, window, draw_gc, point_stack + last_point_stack_fp,
-                   npoints + 1, (npoints == 3 ? Convex : Complex),
-                   CoordModeOrigin);
-      break;
-    case tail_mode:
-      {
-       for (i = 0; i < npoints; i++)
-         {
-           int index = point_stack_fp + i;
-           int next_index = (index + (npoints + 1)) % point_stack_size;
-           XDrawLine (dpy, window, erase_gc,
-                      point_stack [index].x,
-                      point_stack [index].y,
-                      point_stack [next_index].x,
-                      point_stack [next_index].y);
-
-           index = last_point_stack_fp + i;
-           next_index = (index - (npoints + 1)) % point_stack_size;
-           if (next_index < 0) next_index += point_stack_size;
-           if (point_stack [next_index].x == 0 &&
-               point_stack [next_index].y == 0)
-             continue;
-           XDrawLine (dpy, window, draw_gc,
-                      point_stack [index].x,
-                      point_stack [index].y,
-                      point_stack [next_index].x,
-                      point_stack [next_index].y);
-         }
-      }
-      break;
-    case spline_mode:
-    case spline_filled_mode:
-      {
-       static spline *s = 0;
-       if (! s) s = make_spline (npoints);
-       if (segments > 0)
-         {
-           for (i = 0; i < npoints; i++)
-             {
-               s->control_x [i] = point_stack [point_stack_fp + i].x;
-               s->control_y [i] = point_stack [point_stack_fp + i].y;
-             }
-           compute_closed_spline (s);
-           if (mode == spline_filled_mode)
-             XFillPolygon (dpy, window, erase_gc, s->points, s->n_points,
-                           (s->n_points == 3 ? Convex : Complex),
-                           CoordModeOrigin);
-           else
-             XDrawLines (dpy, window, erase_gc, s->points, s->n_points,
-                         CoordModeOrigin);
-         }
-       for (i = 0; i < npoints; i++)
-         {
-           s->control_x [i] = point_stack [last_point_stack_fp + i].x;
-           s->control_y [i] = point_stack [last_point_stack_fp + i].y;
-         }
-       compute_closed_spline (s);
-       if (mode == spline_filled_mode)
-         XFillPolygon (dpy, window, draw_gc, s->points, s->n_points,
-                       (s->n_points == 3 ? Convex : Complex),
-                       CoordModeOrigin);
-       else
-         XDrawLines (dpy, window, draw_gc, s->points, s->n_points,
-                     CoordModeOrigin);
-      }
-      break;
-    default:
-      abort ();
-    }
-
-  XSync (dpy, False);
-}
-
-\f
-char *progclass = "Attraction";
-
-char *defaults [] = {
-  ".background:        black",
-  ".foreground:        white",
-  "*mode:      balls",
-  "*points:    0",
-  "*size:      0",
-  "*colors:    200",
-  "*threshold: 100",
-  "*delay:     10000",
-  "*glow:      false",
-  "*mouseSize: 10",
-  "*mouse:     false",
-  "*viscosity: 1",
-  "*orbit:     false",
-  "*colorShift:        3",
-  "*segments:  500",
-  "*vMult:     0.9",
-  0
-};
-
-XrmOptionDescRec options [] = {
-  { "-mode",           ".mode",        XrmoptionSepArg, 0 },
-  { "-colors",         ".colors",      XrmoptionSepArg, 0 },
-  { "-points",         ".points",      XrmoptionSepArg, 0 },
-  { "-color-shift",    ".colorShift",  XrmoptionSepArg, 0 },
-  { "-threshold",      ".threshold",   XrmoptionSepArg, 0 },
-  { "-segments",       ".segments",    XrmoptionSepArg, 0 },
-  { "-delay",          ".delay",       XrmoptionSepArg, 0 },
-  { "-size",           ".size",        XrmoptionSepArg, 0 },
-  { "-radius",         ".radius",      XrmoptionSepArg, 0 },
-  { "-vx",             ".vx",          XrmoptionSepArg, 0 },
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-  { "-vmult",          ".vMult",       XrmoptionSepArg, 0 },
-  { "-mouse-size",     ".mouseSize",   XrmoptionSepArg, 0 },
-  { "-mouse",          ".mouse",       XrmoptionNoArg, "true" },
-  { "-nomouse",                ".mouse",       XrmoptionNoArg, "false" },
-  { "-viscosity",      ".viscosity",   XrmoptionSepArg, 0 },
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-  { "-noglow",         ".glow",        XrmoptionNoArg, "false" },
-  { "-orbit",          ".orbit",       XrmoptionNoArg, "true" },
-  { 0, 0, 0, 0 }
-};
-
-void
-screenhack (Display *dpy, Window window)
-{
-  init_balls (dpy, window);
-  while (1)
-    {
-      run_balls (dpy, window);
-      screenhack_handle_events (dpy);
-      if (delay) usleep (delay);
-    }
-}