ftp://ftp.smr.ru/pub/0/FreeBSD/releases/distfiles/xscreensaver-3.16.tar.gz
[xscreensaver] / hacks / critical.c
diff --git a/hacks/critical.c b/hacks/critical.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..17abf8f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,329 @@
+/* critical -- Self-organizing-criticality display hack for XScreenSaver
+ * Copyright (C) 1998, 1999 Martin Pool <mbp@humbug.org.au>
+ *
+ * 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.
+ *
+ * See `critical.man' for more information.
+ *
+ * Revision history:
+ * 13 Nov 1998: Initial version, Martin Pool <mbp@humbug.org.au>
+ */
+
+#include "screenhack.h"
+#include "erase.h"
+
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+
+char *progclass = "Critical";
+
+
+typedef struct {
+  int width, height;           /* in cells */
+  unsigned short *cells;
+} CriticalModel;
+
+
+CriticalModel * model_allocate (int w, int h);
+void model_initialize (CriticalModel *model);
+static void model_step (CriticalModel *model, int *top_x, int *top_y);
+
+
+/* Options this module understands.  */
+XrmOptionDescRec options[] = {
+  { "-ncolors",                ".ncolors",     XrmoptionSepArg, 0 },
+  { "-delay",          ".delay",       XrmoptionSepArg, 0 },
+  { "-colorscheme",    ".colorscheme", XrmoptionSepArg, 0 },
+  { "-restart",                ".restart",     XrmoptionSepArg, 0 },
+  { "-cellsize",       ".cellsize",    XrmoptionSepArg, 0 },
+  { "-batchcount",     ".batchcount",  XrmoptionSepArg, 0 },
+  { 0, 0, 0, 0 }               /* end */
+};
+
+
+/* Default xrm resources. */
+char *defaults[] = {
+  ".background:                        black",
+  "*colorscheme:               smooth",
+  "*delay:                     10000", 
+  "*ncolors:                   64",
+  "*restart:                   8",
+  "*cellsize:                  9",
+  "*batchcount:                        1500",
+  0                            /* end */
+};
+
+
+/* Allocate an return a new simulation model datastructure.
+ */
+
+CriticalModel *
+model_allocate (int model_w, int model_h)
+{
+  CriticalModel                *model;
+
+  model = malloc (sizeof (CriticalModel));
+  if (!model)
+    return 0;
+
+  model->width = model_w;
+  model->height = model_h;
+
+  model->cells = malloc (sizeof (int) * model_w * model_h);
+  if (!model->cells)
+    return 0;
+
+  return model;
+}
+
+
+
+/* Initialize the data model underlying the hack.
+
+   For the self-organizing criticality hack, this consists of a 2d
+   array full of random integers.
+
+   I've considered storing the data as (say) a binary tree within a 2d
+   array, to make finding the highest value faster at the expense of
+   storage space: searching the whole array on each iteration seems a
+   little inefficient.  However, the screensaver doesn't seem to take
+   up many cycles as it is: presumably the search is pretty quick
+   compared to the sleeps.  The current version uses less than 1% of
+   the CPU time of an AMD K6-233.  Many machines running X11 at this
+   point in time seem to be memory-limited, not CPU-limited.
+
+   The root of all evil, and all that.
+*/
+
+
+void
+model_initialize (CriticalModel *model)
+{
+  int i;
+  
+  for (i = model->width * model->height; i >= 0; i--)
+    {
+      model->cells[i] = (unsigned short) random ();
+    }
+}
+
+
+/* Move one step forward in the criticality simulation.
+
+   This function locates and returns in (TOP_X, TOP_Y) the location of
+   the highest-valued cell in the model.  It also replaces that cell
+   and it's eight nearest neighbours with new random values.
+   Neighbours that fall off the edge of the model are simply
+   ignored. */
+static void
+model_step (CriticalModel *model, int *top_x, int *top_y)
+{
+  int                  x, y, i;
+  int                  dx, dy;
+  unsigned short       top_value;
+
+  /* Find the top cell */
+  top_value = 0;
+  i = 0;
+  for (y = 0; y < model->height; y++)
+    for (x = 0; x < model->width; x++)
+      {
+       if (model->cells[i] >= top_value)
+         {
+           top_value = model->cells[i];
+           *top_x = x;
+           *top_y = y;
+         }
+       i++;
+      }
+
+  /* Replace it and its neighbours with new random values */
+  for (dy = -1; dy <= 1; dy++)
+    {
+      int y = *top_y + dy;
+      if (y < 0  ||  y >= model->height)
+       continue;
+      
+      for (dx = -1; dx <= 1; dx++)
+       {
+         int x = *top_x + dx;
+         if (x < 0  ||  x >= model->width)
+           continue;
+         
+         model->cells[y * model->width + x] = (unsigned short) random();
+       }
+    }
+}
+
+
+/* Construct and return in COLORS and N_COLORS a new set of colors,
+   depending on the resource settings.  */
+void
+setup_colormap (Display *dpy, XWindowAttributes *wattr,
+               XColor **colors,
+               int *n_colors)
+{
+  Bool                 writable;
+  char const *         color_scheme;
+
+  /* Make a colormap */
+  *n_colors = get_integer_resource ("ncolors", "Integer");
+  if (*n_colors < 2)
+    *n_colors = 2;
+  
+  *colors = (XColor *) calloc (sizeof(XColor), *n_colors);
+  if (!*colors)
+    {
+      fprintf (stderr, "%s:%d: can't allocate memory for colors\n",
+              __FILE__, __LINE__);
+      return;
+    }
+
+  writable = False;
+  color_scheme = get_string_resource ("colorscheme", "ColorScheme");
+  
+  if (!strcmp (color_scheme, "random"))
+    {
+      make_random_colormap (dpy, wattr->visual,
+                           wattr->colormap,
+                           *colors, n_colors,
+                           True, True, &writable, True);
+    }
+  else if (!strcmp (color_scheme, "smooth"))
+    {
+      make_smooth_colormap (dpy, wattr->visual,
+                           wattr->colormap,
+                           *colors, n_colors,
+                           True, &writable, True);
+    }
+  else 
+    {
+      make_uniform_colormap (dpy, wattr->visual,
+                            wattr->colormap,
+                            *colors, n_colors, True,
+                            &writable, True);
+    }
+}
+
+
+
+/* Display a self-organizing criticality screen hack.  The program
+   runs indefinately on the root window. */
+void
+screenhack (Display *dpy, Window window)
+{
+  GC                   fgc, bgc;
+  XGCValues            gcv;
+  XWindowAttributes    wattr;
+  int                  n_colors;
+  XColor               *colors;
+  int                  model_w, model_h;
+  CriticalModel                *model;
+  int                  lines_per_color = 10;
+  int                  i_color = 0;
+  int                  x1, y1, x2, y2;
+  long                 delay_usecs;
+  int                  cell_size;
+  int                  batchcount;
+
+  /* Number of screens that should be drawn before reinitializing the
+     model, and count of the number of screens done so far. */
+  int                  n_restart, i_restart;
+
+  /* Find window attributes */
+  XGetWindowAttributes (dpy, window, &wattr);
+
+  /* Construct the initial model state. */
+  cell_size = get_integer_resource ("cellsize", "Integer");
+  if (cell_size < 1)
+    cell_size = 1;
+  if (cell_size >= 100)
+    cell_size = 99;
+
+  batchcount = get_integer_resource ("batchcount", "Integer");
+  if (batchcount < 5)
+    batchcount = 5;
+  
+  model_w = wattr.width / cell_size;
+  model_h = wattr.height  / cell_size;
+  
+  model = model_allocate (model_w, model_h);
+  if (!model)
+    {
+      fprintf (stderr, "critical: error preparing the model\n");
+      return;
+    }
+  
+  /* make a black gc for the background */
+  gcv.foreground = get_pixel_resource ("background", "Background",
+                                      dpy, wattr.colormap);
+  bgc = XCreateGC (dpy, window, GCForeground, &gcv);
+
+  fgc = XCreateGC (dpy, window, 0, &gcv);
+
+  x2 = rand() % model_w;
+  y2 = rand() % model_h;
+
+  delay_usecs = get_integer_resource ("delay", "Integer");
+  n_restart = get_integer_resource ("restart", "Integer");
+    
+  /* xscreensaver will kill or stop us when the user does something
+   * that deserves attention. */
+  i_restart = 0;
+  
+  while (1) {
+    int i_batch;
+
+    if (!i_restart)
+      {
+       setup_colormap (dpy, &wattr, &colors, &n_colors);
+       model_initialize (model);
+      }
+    
+    for (i_batch = batchcount; i_batch; i_batch--)
+      {
+       /* Set color */
+       if ((i_batch % lines_per_color) == 0)
+         {
+           i_color = (i_color + 1) % n_colors;
+           gcv.foreground = colors[i_color].pixel;
+           XChangeGC (dpy, fgc, GCForeground, &gcv);
+         }
+       
+      /* draw a line */
+      x1 = x2;
+      y1 = y2;
+
+      model_step (model, &x2, &y2);
+
+      XDrawLine (dpy, window, fgc,
+                x1 * cell_size + cell_size/2,
+                y1 * cell_size + cell_size/2,
+                x2 * cell_size + cell_size/2,
+                y2 * cell_size + cell_size/2);
+
+      XSync (dpy, False); 
+      screenhack_handle_events (dpy);
+
+      if (delay_usecs)
+        usleep (delay_usecs);
+    }
+
+    i_restart = (i_restart + 1) % n_restart;
+    erase_full_window (dpy, window);
+  }
+}
+
+
+/*
+ * Local variables:
+ * c-indent-mode: gnu
+ * compile-command "make critical && ./critical"
+ * End:
+ */