http://www.tienza.es/crux/src/www.jwz.org/xscreensaver/xscreensaver-5.05.tar.gz
[xscreensaver] / hacks / glx / polyhedra-gl.c
index e85559dbe6b8ecf0613aa03345073954a0e16cfb..44badca99ba0314e4227c4f89b8aa32a3d61be63 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-/* polyhedra, Copyright (c) 2004 Jamie Zawinski <jwz@jwz.org>
+/* polyhedra, Copyright (c) 2004-2008 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
  *
  * This file contains the OpenGL side; computation of the polyhedra themselves
  * is in "polyhedra.c".
- *
- * KNOWN BUG:
- *
- *   The normals are wrong (inverted) on some faces of some of the duals
- *   (e.g., "Rhombicosacron".)  I can't figure out how to tell when the
- *   normal should be pointing the other way.
  */
 
-#include <X11/Intrinsic.h>
-
-extern XtAppContext app;
-
-#define PROGCLASS      "Polyhedra"
-#define HACK_INIT      init_polyhedra
-#define HACK_DRAW      draw_polyhedra
-#define HACK_RESHAPE   reshape_polyhedra
-#define HACK_HANDLE_EVENT polyhedra_handle_event
-#define EVENT_MASK      PointerMotionMask
-#define sws_opts       xlockmore_opts
-
-#define DEF_SPIN        "True"
-#define DEF_WANDER      "True"
-#define DEF_SPEED       "1.0"
-#define DEF_TITLES      "True"
-#define DEF_DURATION    "12"
-#define DEF_WHICH       "-1"
-
 #define DEFAULTS       "*delay:        30000         \n" \
                        "*showFPS:      False         \n" \
                        "*wireframe:    False         \n" \
-                       "*speed:      " DEF_SPEED    "\n" \
-                       "*spin:       " DEF_SPIN     "\n" \
-                       "*wander:     " DEF_WANDER   "\n" \
-                       "*duration:   " DEF_DURATION "\n" \
-                       "*which:      " DEF_WHICH    "\n" \
                        "*titleFont:  -*-times-bold-r-normal-*-180-*\n" \
                        "*titleFont2: -*-times-bold-r-normal-*-120-*\n" \
                        "*titleFont3: -*-times-bold-r-normal-*-80-*\n"  \
 
 
+# define refresh_polyhedra 0
+# define release_polyhedra 0
 #undef countof
 #define countof(x) (sizeof((x))/sizeof((*x)))
 
 #include "xlockmore.h"
+
+
+#define DEF_SPIN        "True"
+#define DEF_WANDER      "True"
+#define DEF_SPEED       "1.0"
+#define DEF_TITLES      "True"
+#define DEF_DURATION    "12"
+#define DEF_WHICH       "random"
+
+#include "glxfonts.h"
+#include "normals.h"
 #include "polyhedra.h"
 #include "colors.h"
 #include "rotator.h"
 #include "gltrackball.h"
-#include <ctype.h>
 
 #ifdef USE_GL /* whole file */
 
-#include <GL/glu.h>
-
 typedef struct {
   GLXContext *glx_context;
   rotator *rot;
@@ -90,6 +70,9 @@ typedef struct {
   XFontStruct *xfont1, *xfont2, *xfont3;
   GLuint font1_dlist, font2_dlist, font3_dlist;
 
+  time_t last_change_time;
+  int change_tick;
+
 } polyhedra_configuration;
 
 static polyhedra_configuration *bps = NULL;
@@ -123,111 +106,43 @@ static argtype vars[] = {
   {&do_which_str,"which", "Which", DEF_WHICH,   t_String},
 };
 
-ModeSpecOpt sws_opts = {countof(opts), opts, countof(vars), vars, NULL};
+ENTRYPOINT ModeSpecOpt polyhedra_opts = {countof(opts), opts, countof(vars), vars, NULL};
 
 
 \f
-typedef struct {
-  double x,y,z;
-} XYZ;
-
-static void
-normalize (XYZ *p)
-{
-  double length;
-  length = sqrt (p->x * p->x +
-                 p->y * p->y +
-                 p->z * p->z);
-  if (length != 0)
-    {
-      p->x /= length;
-      p->y /= length;
-      p->z /= length;
-    }
-  else
-    {
-      p->x = 0;
-      p->y = 0;
-      p->z = 0;
-    }
-}
-
-/* Calculate the unit normal at p given two other points p1,p2 on the
-   surface. The normal points in the direction of p1 crossproduct p2
+/* Calculate the normals at each vertex of a face, and use the sum to
+   decide which normal to assign to the entire face.  This also solves
+   problems caused by nonconvex faces, in most (but not all) cases.
  */
-static XYZ
-calc_normal (XYZ p, XYZ p1, XYZ p2)
-{
-  XYZ n, pa, pb;
-  pa.x = p1.x - p.x;
-  pa.y = p1.y - p.y;
-  pa.z = p1.z - p.z;
-  pb.x = p2.x - p.x;
-  pb.y = p2.y - p.y;
-  pb.z = p2.z - p.z;
-  n.x = pa.y * pb.z - pa.z * pb.y;
-  n.y = pa.z * pb.x - pa.x * pb.z;
-  n.z = pa.x * pb.y - pa.y * pb.x;
-  normalize (&n);
-  return (n);
-}
-
-
 static void
-do_normal(GLfloat x1, GLfloat y1, GLfloat z1,
-         GLfloat x2, GLfloat y2, GLfloat z2,
-         GLfloat x3, GLfloat y3, GLfloat z3)
+kludge_normal (int n, const int *indices, const point *points)
 {
-  XYZ p1, p2, p3, p;
-  p1.x = x1; p1.y = y1; p1.z = z1;
-  p2.x = x2; p2.y = y2; p2.z = z2;
-  p3.x = x3; p3.y = y3; p3.z = z3;
+  XYZ normal = { 0, 0, 0 };
+  XYZ p = { 0, 0, 0 };
+  int i;
 
-  p = calc_normal (p1, p2, p3);
+  for (i = 0; i < n; ++i) {
+    int i1 = indices[i];
+    int i2 = indices[(i + 1) % n];
+    int i3 = indices[(i + 2) % n];
+    XYZ p1, p2, p3;
 
-  glNormal3f (p.x, p.y, p.z);
+    p1.x = points[i1].x; p1.y = points[i1].y; p1.z = points[i1].z;
+    p2.x = points[i2].x; p2.y = points[i2].y; p2.z = points[i2].z;
+    p3.x = points[i3].x; p3.y = points[i3].y; p3.z = points[i3].z;
 
-#ifdef DEBUG
-  /* Draw a line in the direction of this face's normal. */
-  {
-    glPushMatrix();
-    glTranslatef ((x1 + x2 + x3) / 3,
-                  (y1 + y2 + y3) / 3,
-                  (z1 + z2 + z3) / 3);
-    glScalef (0.5, 0.5, 0.5);
-    glBegin(GL_LINE_LOOP);
-    glVertex3f(0, 0, 0);
-    glVertex3f(p.x, p.y, p.z);
-    glEnd();
-    glPopMatrix();
+    p = calc_normal (p1, p2, p3);
+    normal.x += p.x;
+    normal.y += p.y;
+    normal.z += p.z;
   }
-#endif /* DEBUG */
-}
 
-static void
-load_font (ModeInfo *mi, char *res, XFontStruct **fontP, GLuint *dlistP)
-{
-  const char *font = get_string_resource (res, "Font");
-  XFontStruct *f;
-  Font id;
-  int first, last;
-
-  if (!font) font = "-*-times-bold-r-normal-*-180-*";
-
-  f = XLoadQueryFont(mi->dpy, font);
-  if (!f) f = XLoadQueryFont(mi->dpy, "fixed");
-
-  id = f->fid;
-  first = f->min_char_or_byte2;
-  last = f->max_char_or_byte2;
-  
-  clear_gl_error ();
-  *dlistP = glGenLists ((GLuint) last+1);
-  check_gl_error ("glGenLists");
-  glXUseXFont(id, first, last-first+1, *dlistP + first);
-  check_gl_error ("glXUseXFont");
-
-  *fontP = f;
+  /*normalize(&normal);*/
+  if (normal.x == 0 && normal.y == 0 && normal.z == 0) {
+    glNormal3f (p.x, p.y, p.z);
+  } else {
+    glNormal3f (normal.x, normal.y, normal.z);
+  }
 }
 
 
@@ -235,116 +150,24 @@ static void
 load_fonts (ModeInfo *mi)
 {
   polyhedra_configuration *bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
-  load_font (mi, "titleFont",  &bp->xfont1, &bp->font1_dlist);
-  load_font (mi, "titleFont2", &bp->xfont2, &bp->font2_dlist);
-  load_font (mi, "titleFont3", &bp->xfont3, &bp->font3_dlist);
+  load_font (mi->dpy, "titleFont",  &bp->xfont1, &bp->font1_dlist);
+  load_font (mi->dpy, "titleFont2", &bp->xfont2, &bp->font2_dlist);
+  load_font (mi->dpy, "titleFont3", &bp->xfont3, &bp->font3_dlist);
 }
 
 
-static int
-string_width (XFontStruct *f, const char *c)
-{
-  int w = 0;
-  while (*c)
-    {
-      int cc = *((unsigned char *) c);
-      w += (f->per_char
-            ? f->per_char[cc-f->min_char_or_byte2].rbearing
-            : f->min_bounds.rbearing);
-      c++;
-    }
-  return w;
-}
-
-static void
-print_title_string (ModeInfo *mi, const char *string,
-                    GLfloat x, GLfloat y,
-                    XFontStruct *font, int font_dlist)
-{
-  GLfloat line_height = font->ascent + font->descent;
-  GLfloat sub_shift = (line_height * 0.3);
-  int cw = string_width (font, "m");
-  int tabs = cw * 7;
-
-  y -= line_height;
-
-  glPushAttrib (GL_TRANSFORM_BIT |  /* for matrix contents */
-                GL_ENABLE_BIT);     /* for various glDisable calls */
-  glDisable (GL_LIGHTING);
-  glDisable (GL_DEPTH_TEST);
-  {
-    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
-    glPushMatrix();
-    {
-      glLoadIdentity();
-
-      glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
-      glPushMatrix();
-      {
-        int i;
-        int x2 = x;
-        Bool sub_p = False;
-        glLoadIdentity();
-
-        gluOrtho2D (0, mi->xgwa.width, 0, mi->xgwa.height);
-
-        glColor3f (0.8, 0.8, 0);
-
-        glRasterPos2f (x, y);
-        for (i = 0; i < strlen(string); i++)
-          {
-            char c = string[i];
-            if (c == '\n')
-              {
-                glRasterPos2f (x, (y -= line_height));
-                x2 = x;
-              }
-            else if (c == '\t')
-              {
-                x2 -= x;
-                x2 = ((x2 + tabs) / tabs) * tabs;  /* tab to tab stop */
-                x2 += x;
-                glRasterPos2f (x2, y);
-              }
-            else if (c == '[' && (isdigit (string[i+1])))
-              {
-                sub_p = True;
-                glRasterPos2f (x2, (y -= sub_shift));
-              }
-            else if (c == ']' && sub_p)
-              {
-                sub_p = False;
-                glRasterPos2f (x2, (y += sub_shift));
-              }
-            else
-              {
-                glCallList (font_dlist + (int)(c));
-                x2 += (font->per_char
-                       ? font->per_char[c - font->min_char_or_byte2].width
-                       : font->min_bounds.width);
-              }
-          }
-      }
-      glPopMatrix();
-    }
-    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
-    glPopMatrix();
-  }
-  glPopAttrib();
-
-  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
-}
-
 
 static void
 startup_blurb (ModeInfo *mi)
 {
   polyhedra_configuration *bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
   const char *s = "Computing polyhedra...";
-  print_title_string (mi, s,
-                      mi->xgwa.width - (string_width (bp->xfont1, s) + 40),
-                      10 + bp->xfont1->ascent + bp->xfont1->descent,
-                      bp->xfont1, bp->font1_dlist);
+  glColor3f (0.8, 0.8, 0);
+  print_gl_string (mi->dpy, bp->xfont1, bp->font1_dlist,
+                   mi->xgwa.width, mi->xgwa.height,
+                   mi->xgwa.width - (string_width (bp->xfont1, s) + 40),
+                   mi->xgwa.height - 10,
+                   s);
   glFinish();
   glXSwapBuffers(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi));
 }
@@ -355,7 +178,7 @@ startup_blurb (ModeInfo *mi)
  */
 static void new_label (ModeInfo *mi);
 
-void
+ENTRYPOINT void
 reshape_polyhedra (ModeInfo *mi, int width, int height)
 {
   GLfloat h = (GLfloat) height / (GLfloat) width;
@@ -379,13 +202,13 @@ reshape_polyhedra (ModeInfo *mi, int width, int height)
 }
 
 
-Bool
+ENTRYPOINT Bool
 polyhedra_handle_event (ModeInfo *mi, XEvent *event)
 {
   polyhedra_configuration *bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
 
   if (event->xany.type == ButtonPress &&
-      event->xbutton.button & Button1)
+      event->xbutton.button == Button1)
     {
       bp->button_down_p = True;
       gltrackball_start (bp->trackball,
@@ -394,11 +217,21 @@ polyhedra_handle_event (ModeInfo *mi, XEvent *event)
       return True;
     }
   else if (event->xany.type == ButtonRelease &&
-           event->xbutton.button & Button1)
+           event->xbutton.button == Button1)
     {
       bp->button_down_p = False;
       return True;
     }
+  else if (event->xany.type == ButtonPress &&
+           (event->xbutton.button == Button4 ||
+            event->xbutton.button == Button5 ||
+            event->xbutton.button == Button6 ||
+            event->xbutton.button == Button7))
+    {
+      gltrackball_mousewheel (bp->trackball, event->xbutton.button, 10,
+                              !!event->xbutton.state);
+      return True;
+    }
   else if (event->xany.type == KeyPress)
     {
       KeySym keysym;
@@ -472,24 +305,42 @@ new_label (ModeInfo *mi)
         else
           f = bp->xfont3, fl = bp->font3_dlist;                       /* tiny font */
 
-        print_title_string (mi, label,
-                            10, mi->xgwa.height - 10,
-                            f, fl);
+        glColor3f (0.8, 0.8, 0);
+        print_gl_string (mi->dpy, f, fl,
+                         mi->xgwa.width, mi->xgwa.height,
+                         10, mi->xgwa.height - 10,
+                         label);
       }
     }
   glEndList ();
 }
 
 
+static void
+tess_error (GLenum errorCode)
+{
+  fprintf (stderr, "%s: tesselation error: %s\n",
+           progname, gluErrorString(errorCode));
+  exit (0);
+}
+
 static void
 new_polyhedron (ModeInfo *mi)
 {
   polyhedra_configuration *bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
   polyhedron *p;
   int wire = MI_IS_WIREFRAME(mi);
-  static GLfloat bcolor[4] = {0.0, 0.0, 0.0, 1.0};
   int i;
 
+  /* Use the GLU polygon tesselator so that nonconvex faces are displayed
+     correctly (e.g., for the "pentagrammic concave deltohedron").
+   */
+  GLUtesselator *tobj = gluNewTess();
+  gluTessCallback (tobj, GLU_TESS_BEGIN,  (void (*) (void)) &glBegin);
+  gluTessCallback (tobj, GLU_TESS_END,    (void (*) (void)) &glEnd);
+  gluTessCallback (tobj, GLU_TESS_VERTEX, (void (*) (void)) &glVertex3dv);
+  gluTessCallback (tobj, GLU_TESS_ERROR,  (void (*) (void)) &tess_error);
+
   mi->polygon_count = 0;
 
   bp->ncolors = 128;
@@ -509,6 +360,9 @@ new_polyhedron (ModeInfo *mi)
 
   new_label (mi);
 
+  if (wire)
+    glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
+
   glNewList (bp->object_list, GL_COMPILE);
   for (i = 0; i < p->nfaces; i++)
     {
@@ -520,40 +374,34 @@ new_polyhedron (ModeInfo *mi)
         glColor3f (0, 1, 0);
       else
         {
+          GLfloat bcolor[4];
           bcolor[0] = bp->colors[f->color].red   / 65536.0;
           bcolor[1] = bp->colors[f->color].green / 65536.0;
           bcolor[2] = bp->colors[f->color].blue  / 65536.0;
+          bcolor[2] = 1.0;
           glMaterialfv (GL_FRONT_AND_BACK, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, bcolor);
         }
 
-      do_normal (p->points[f->points[0]].x,
-                 p->points[f->points[0]].y,
-                 p->points[f->points[0]].z,
-                 p->points[f->points[1]].x,
-                 p->points[f->points[1]].y,
-                 p->points[f->points[1]].z,
-                 p->points[f->points[2]].x,
-                 p->points[f->points[2]].y,
-                 p->points[f->points[2]].z);
-
-      glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP :
-               f->npoints == 3 ? GL_TRIANGLES :
-               f->npoints == 4 ? GL_QUADS :
-               GL_POLYGON);
+      kludge_normal (f->npoints, f->points, p->points);
+      
+      gluTessBeginPolygon (tobj, 0);
+      gluTessBeginContour (tobj);
       for (j = 0; j < f->npoints; j++)
         {
           point *pp = &p->points[f->points[j]];
-          glVertex3f (pp->x, pp->y, pp->z);
+          gluTessVertex (tobj, &pp->x, &pp->x);
         }
-      glEnd();
+      gluTessEndContour (tobj);
+      gluTessEndPolygon (tobj);
     }
   glEndList ();
 
   mi->polygon_count += p->nfaces;
+  gluDeleteTess (tobj);
 }
 
 
-void 
+ENTRYPOINT void 
 init_polyhedra (ModeInfo *mi)
 {
   polyhedra_configuration *bp;
@@ -592,6 +440,11 @@ init_polyhedra (ModeInfo *mi)
       glEnable(GL_DEPTH_TEST);
       /* glEnable(GL_CULL_FACE); */
 
+      /* We need two-sided lighting for polyhedra where both sides of
+         a face are simultaneously visible (e.g., the "X-hemi-Y-hedrons".)
+       */
+      glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, GL_TRUE);
+
       glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, pos);
       glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT,  amb);
       glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE,  dif);
@@ -622,7 +475,9 @@ init_polyhedra (ModeInfo *mi)
     int x;
     char c;
     do_which = -1;
-    if (1 == sscanf (do_which_str, " %d %c", &x, &c))
+    if (!strcasecmp (do_which_str, "random"))
+      ;
+    else if (1 == sscanf (do_which_str, " %d %c", &x, &c))
       do_which = x;
     else if (*do_which_str)
       {
@@ -651,39 +506,37 @@ init_polyhedra (ModeInfo *mi)
 }
 
 
-void
+ENTRYPOINT void
 draw_polyhedra (ModeInfo *mi)
 {
   polyhedra_configuration *bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
   Display *dpy = MI_DISPLAY(mi);
   Window window = MI_WINDOW(mi);
 
-  static time_t last_time = 0;
-
-  static GLfloat bspec[4]  = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
-  static GLfloat bshiny    = 128.0;
+  static const GLfloat bspec[4]  = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
+  GLfloat bshiny    = 128.0;
 
   if (!bp->glx_context)
     return;
 
+  glXMakeCurrent(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), *(bp->glx_context));
+
   if (bp->mode == 0 && do_which >= 0 && bp->change_to < 0)
     ;
   else if (bp->mode == 0)
     {
-      static int tick = 0;
-
       if (bp->change_to >= 0)
-        tick = 999, last_time = 1;
-      if (tick++ > 10)
+        bp->change_tick = 999, bp->last_change_time = 1;
+      if (bp->change_tick++ > 10)
         {
           time_t now = time((time_t *) 0);
-          if (last_time == 0) last_time = now;
-          tick = 0;
-          if (!bp->button_down_p && now - last_time >= duration)
+          if (bp->last_change_time == 0) bp->last_change_time = now;
+          bp->change_tick = 0;
+          if (!bp->button_down_p && now - bp->last_change_time >= duration)
             {
               bp->mode = 1;    /* go out */
               bp->mode_tick = 20 * speed;
-              last_time = now;
+              bp->last_change_time = now;
             }
         }
     }
@@ -754,4 +607,6 @@ draw_polyhedra (ModeInfo *mi)
   glXSwapBuffers(dpy, window);
 }
 
+XSCREENSAVER_MODULE ("Polyhedra", polyhedra)
+
 #endif /* USE_GL */