From http://www.jwz.org/xscreensaver/xscreensaver-5.36.tar.gz
[xscreensaver] / hacks / glx / splodesic.c
diff --git a/hacks/glx/splodesic.c b/hacks/glx/splodesic.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8bf2fc9
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,640 @@
+/* splodesic, Copyright (c) 2016 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.
+ */
+
+#define DEFAULTS       "*delay:        30000       \n" \
+                       "*showFPS:      False       \n" \
+                       "*wireframe:    False       \n" \
+                       "*suppressRotationAnimation: True\n" \
+
+# define refresh_splodesic 0
+#undef countof
+#define countof(x) (sizeof((x))/sizeof((*x)))
+
+#include "xlockmore.h"
+#include "colors.h"
+#include "normals.h"
+#include "rotator.h"
+#include "gltrackball.h"
+#include <ctype.h>
+
+#ifdef USE_GL /* whole file */
+
+
+#define DEF_SPIN        "True"
+#define DEF_WANDER      "True"
+#define DEF_SPEED       "1.0"
+#define DEF_DEPTH       "4"
+
+#define BELLRAND(n) ((frand((n)) + frand((n)) + frand((n))) / 3)
+
+typedef struct { double a, o; } LL;    /* latitude + longitude */
+
+typedef struct triangle triangle;
+struct triangle {
+  XYZ p[3];
+  triangle *next;
+  triangle *neighbors[3];
+  GLfloat altitude;
+  GLfloat velocity;
+  GLfloat thrust;
+  int thrust_duration;
+  int refcount;
+};
+
+typedef struct {
+  GLXContext *glx_context;
+  rotator *rot;
+  trackball_state *trackball;
+  Bool button_down_p;
+
+  int count;
+  triangle *triangles;
+
+  int ncolors;
+  XColor *colors;
+  int ccolor;
+
+} splodesic_configuration;
+
+static splodesic_configuration *bps = NULL;
+
+static Bool do_spin;
+static GLfloat speed;
+static int depth_arg;
+static Bool do_wander;
+
+static XrmOptionDescRec opts[] = {
+  { "-spin",   ".spin",   XrmoptionNoArg, "True" },
+  { "+spin",   ".spin",   XrmoptionNoArg, "False" },
+  { "-speed",  ".speed",  XrmoptionSepArg, 0 },
+  { "-depth",  ".depth",  XrmoptionSepArg, 0 },
+  { "-wander", ".wander", XrmoptionNoArg, "True" },
+  { "+wander", ".wander", XrmoptionNoArg, "False" }
+};
+
+static argtype vars[] = {
+  {&do_spin,   "spin",   "Spin",   DEF_SPIN,   t_Bool},
+  {&do_wander, "wander", "Wander", DEF_WANDER, t_Bool},
+  {&speed,     "speed",  "Speed",  DEF_SPEED,  t_Float},
+  {&depth_arg, "depth",  "Depth",  DEF_DEPTH,  t_Int},
+};
+
+ENTRYPOINT ModeSpecOpt splodesic_opts = {countof(opts), opts, countof(vars), vars, NULL};
+
+
+/* Creates a triangle specified by 3 polar endpoints.
+ */
+static void
+make_triangle1 (ModeInfo *mi, LL v1, LL v2, LL v3)
+{
+  splodesic_configuration *bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
+  triangle *t = (triangle *) calloc (1, sizeof(*t));
+
+  t->p[0].x = cos (v1.a) * cos (v1.o);
+  t->p[0].y = cos (v1.a) * sin (v1.o);
+  t->p[0].z = sin (v1.a);
+
+  t->p[1].x = cos (v2.a) * cos (v2.o);
+  t->p[1].y = cos (v2.a) * sin (v2.o);
+  t->p[1].z = sin (v2.a);
+
+  t->p[2].x = cos (v3.a) * cos (v3.o);
+  t->p[2].y = cos (v3.a) * sin (v3.o);
+  t->p[2].z = sin (v3.a);
+
+  t->next = bp->triangles;
+  bp->triangles = t;
+  bp->count++;
+}
+
+
+/* Computes the midpoint of a line between two polar coords.
+ */
+static void
+midpoint2 (LL v1, LL v2, LL *vm_ret,
+           XYZ *p1_ret, XYZ *p2_ret, XYZ *pm_ret)
+{
+  XYZ p1, p2, pm;
+  LL vm;
+  GLfloat hyp;
+
+  p1.x = cos (v1.a) * cos (v1.o);
+  p1.y = cos (v1.a) * sin (v1.o);
+  p1.z = sin (v1.a);
+
+  p2.x = cos (v2.a) * cos (v2.o);
+  p2.y = cos (v2.a) * sin (v2.o);
+  p2.z = sin (v2.a);
+
+  pm.x = (p1.x + p2.x) / 2;
+  pm.y = (p1.y + p2.y) / 2;
+  pm.z = (p1.z + p2.z) / 2;
+
+  vm.o = atan2 (pm.y, pm.x);
+  hyp = sqrt (pm.x * pm.x + pm.y * pm.y);
+  vm.a = atan2 (pm.z, hyp);
+
+  *p1_ret = p1;
+  *p2_ret = p2;
+  *pm_ret = pm;
+  *vm_ret = vm;
+}
+
+
+/* Creates triangular geodesic facets to the given depth.
+ */
+static void
+make_triangle (ModeInfo *mi, LL v1, LL v2, LL v3, int depth)
+{
+  if (depth <= 0)
+    make_triangle1 (mi, v1, v2, v3);
+  else
+    {
+      LL v12, v23, v13;
+      XYZ p1, p2, p3, p12, p23, p13;
+
+      midpoint2 (v1, v2, &v12, &p1, &p2, &p12);
+      midpoint2 (v2, v3, &v23, &p2, &p3, &p23);
+      midpoint2 (v1, v3, &v13, &p1, &p3, &p13);
+      depth--;
+
+      make_triangle (mi, v1,  v12, v13, depth);
+      make_triangle (mi, v12, v2,  v23, depth);
+      make_triangle (mi, v13, v23, v3,  depth);
+      make_triangle (mi, v12, v23, v13, depth);
+    }
+}
+
+
+/* Creates triangles of a geodesic to the given depth (frequency).
+ */
+static void
+make_geodesic (ModeInfo *mi)
+{
+  int depth = depth_arg;
+  GLfloat th0 = atan (0.5);  /* lat division: 26.57 deg */
+  GLfloat s = M_PI / 5;             /* lon division: 72 deg    */
+  int i;
+
+  for (i = 0; i < 10; i++)
+    {
+      GLfloat th1 = s * i;
+      GLfloat th2 = s * (i+1);
+      GLfloat th3 = s * (i+2);
+      LL v1, v2, v3, vc;
+      v1.a = th0;    v1.o = th1;
+      v2.a = th0;    v2.o = th3;
+      v3.a = -th0;   v3.o = th2;
+      vc.a = M_PI/2; vc.o = th2;
+
+      if (i & 1)                       /* north */
+        {
+          make_triangle (mi, v1, v2, vc, depth);
+          make_triangle (mi, v2, v1, v3, depth);
+        }
+      else                             /* south */
+        {
+          v1.a = -v1.a;
+          v2.a = -v2.a;
+          v3.a = -v3.a;
+          vc.a = -vc.a;
+          make_triangle (mi, v2, v1, vc, depth);
+          make_triangle (mi, v1, v2, v3, depth);
+        }
+    }
+}
+
+
+/* Add t1 to the neighbor list of t0. */
+static void
+link_neighbor (int i, int j, triangle *t0, triangle *t1)
+{
+  int k;
+  if (t0 == t1)
+    return;
+  for (k = 0; k < countof(t0->neighbors); k++)
+    {
+      if (t0->neighbors[k] == t1 ||
+          t0->neighbors[k] == 0)
+        {
+          t0->neighbors[k] = t1;
+          return;
+        }
+    }
+  fprintf (stderr, "%d %d: too many neighbors\n", i, j);
+  abort();
+}
+
+
+static int
+feq (GLfloat a, GLfloat b)     /* Oh for fuck's sake */
+{
+  const GLfloat e = 0.00001;
+  GLfloat d = a - b;
+  return (d > -e && d < e);
+}
+
+
+/* Link each triangle to its three neighbors.
+ */
+static void
+link_neighbors (ModeInfo *mi)
+{
+  splodesic_configuration *bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
+  triangle *t0 = bp->triangles;
+  int i;
+
+  /* Triangles are neighbors if they share an edge (exactly 2 points).
+     (There must be a faster than N! way to do this...)
+   */
+  for (i = 0, t0 = bp->triangles; t0; t0 = t0->next, i++)
+    {
+      triangle *t1;
+      int j;
+
+      for (j = i+1, t1 = t0->next; t1; t1 = t1->next, j++)
+        {
+          int count = 0;
+          int ii, jj;
+          for (ii = 0; ii < 3; ii++)
+            for (jj = 0; jj < 3; jj++)
+              if (feq (t0->p[ii].x, t1->p[jj].x) &&
+                  feq (t0->p[ii].y, t1->p[jj].y) &&
+                  feq (t0->p[ii].z, t1->p[jj].z))
+                count++;
+          if (count >= 3)
+            {
+              fprintf (stderr, "%d %d: too many matches: %d\n", i, j, count);
+              abort();
+            }
+          if (count == 2)
+            {
+              link_neighbor (i, j, t0, t1);
+              link_neighbor (j, i, t1, t0);
+            }
+        }
+
+      if (! (t0->neighbors[0] && t0->neighbors[1] && t0->neighbors[2]))
+        {
+          fprintf (stderr, "%d: missing neighbors\n", i);
+          abort();
+        }
+
+      t0->altitude = 60;  /* Fall in from space */
+    }
+}
+
+
+/* Add thrust to the triangle, and propagate some of that to its neighbors.
+ */
+static void
+add_thrust (triangle *t, GLfloat thrust)
+{
+  GLfloat dampen = 0;
+  if (t->refcount)
+    return;
+  t->refcount++;
+  t->velocity += thrust;
+
+  /* Eyeballed this to look roughly the same at various depths. Eh. */
+  switch (depth_arg) {
+  case 0: dampen = 0.5;    break;
+  case 1: dampen = 0.7;    break;
+  case 2: dampen = 0.9;    break;
+  case 3: dampen = 0.98;   break;
+  case 4: dampen = 0.985;  break;
+  default: dampen = 0.993; break;
+  }
+
+  thrust *= dampen;
+  if (thrust > 0.1)
+    {
+      add_thrust (t->neighbors[0], thrust);
+      add_thrust (t->neighbors[1], thrust);
+      add_thrust (t->neighbors[2], thrust);
+    }
+}
+
+
+static void
+tick_triangles (ModeInfo *mi)
+{
+  splodesic_configuration *bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
+  GLfloat gravity = 0.1;
+  triangle *t;
+  int i;
+
+  /* Compute new velocities. */
+  for (i = 0, t = bp->triangles; t; t = t->next, i++)
+    {
+      if (t->thrust > 0)
+        {
+          add_thrust (t, t->thrust);
+          t->thrust_duration--;
+          if (t->thrust_duration <= 0)
+            {
+              t->thrust_duration = 0;
+              t->thrust = 0;
+            }
+        }
+    }
+
+  /* Apply new velocities. */
+  for (i = 0, t = bp->triangles; t; t = t->next, i++)
+    {
+      t->altitude += t->velocity;
+      t->velocity -= gravity;
+      if (t->altitude < 0)
+        {
+          t->velocity = 0;
+          t->altitude = 0;
+        }
+      t->refcount = 0;  /* Clear for next time */
+    }
+
+  /* Add eruptions. */
+  if (frand(1 / speed) < 0.2)
+    {
+      int n = random() % bp->count;
+      for (i = 0, t = bp->triangles; t; t = t->next, i++)
+        if (i == n)
+          break;
+      t->thrust += gravity * 1.5;
+      t->thrust_duration = 1 + BELLRAND(16);
+    }
+
+  bp->ccolor++;
+  if (bp->ccolor >= bp->ncolors)
+    bp->ccolor = 0;
+}
+
+
+static void
+draw_triangles (ModeInfo *mi)
+{
+  splodesic_configuration *bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
+  int wire = MI_IS_WIREFRAME(mi);
+  triangle *t;
+  GLfloat c[4];
+  int c0 = bp->ccolor;
+  int c1 = (c0 + bp->ncolors / 2) % bp->ncolors;
+
+  c[0] = bp->colors[c0].red    / 65536.0;
+  c[1] = bp->colors[c0].green  / 65536.0;
+  c[2] = bp->colors[c0].blue   / 65536.0;
+  c[3] = 1;
+
+  if (wire)
+    glColor4fv (c);
+  else
+    {
+      glMaterialfv (GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, c);
+
+      c[0] = bp->colors[c1].red    / 65536.0;
+      c[1] = bp->colors[c1].green  / 65536.0;
+      c[2] = bp->colors[c1].blue   / 65536.0;
+      c[3] = 1;
+      glMaterialfv (GL_BACK, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, c);
+    }
+
+  glFrontFace (GL_CCW);
+  for (t = bp->triangles; t; t = t->next)
+    {
+      GLfloat a = t->altitude * 0.25;
+      XYZ c;
+      glPushMatrix();
+
+      c.x = t->p[0].x + t->p[1].x + t->p[2].x;
+      c.y = t->p[0].y + t->p[1].y + t->p[2].y;
+      c.z = t->p[0].z + t->p[1].z + t->p[2].z;
+      if (a > 0)
+        glTranslatef (a * c.x / 3, a * c.y / 3, a * c.z / 3);
+      glBegin (wire ? GL_LINE_LOOP : GL_TRIANGLES);
+      glNormal3f (c.x, c.y, c.z);
+      glVertex3f (t->p[0].x, t->p[0].y, t->p[0].z);
+      glVertex3f (t->p[1].x, t->p[1].y, t->p[1].z);
+      glVertex3f (t->p[2].x, t->p[2].y, t->p[2].z);
+      glEnd();
+      mi->polygon_count++;
+      glPopMatrix();
+    }
+}
+
+
+/* Window management, etc
+ */
+ENTRYPOINT void
+reshape_splodesic (ModeInfo *mi, int width, int height)
+{
+  GLfloat h = (GLfloat) height / (GLfloat) width;
+
+  glViewport (0, 0, (GLint) width, (GLint) height);
+
+  glMatrixMode(GL_PROJECTION);
+  glLoadIdentity();
+  gluPerspective (30.0, 1/h, 1.0, 100.0);
+
+  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
+  glLoadIdentity();
+  gluLookAt( 0.0, 0.0, 30.0,
+             0.0, 0.0, 0.0,
+             0.0, 1.0, 0.0);
+
+# ifdef HAVE_MOBILE    /* Keep it the same relative size when rotated. */
+  {
+    int o = (int) current_device_rotation();
+    if (o != 0 && o != 180 && o != -180)
+      glScalef (1/h, 1/h, 1/h);
+  }
+# endif
+
+  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
+}
+
+
+ENTRYPOINT Bool
+splodesic_handle_event (ModeInfo *mi, XEvent *event)
+{
+  splodesic_configuration *bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
+
+  if (gltrackball_event_handler (event, bp->trackball,
+                                 MI_WIDTH (mi), MI_HEIGHT (mi),
+                                 &bp->button_down_p))
+    return True;
+  else if (event->xany.type == KeyPress)
+    {
+      KeySym keysym;
+      char c = 0;
+      XLookupString (&event->xkey, &c, 1, &keysym, 0);
+      if (c == ' ' || c == '\t')
+        {
+          bp->ncolors = 1024;
+          make_smooth_colormap (0, 0, 0,
+                                bp->colors, &bp->ncolors,
+                                False, 0, False);
+          return True;
+        }
+    }
+
+  return False;
+}
+
+
+ENTRYPOINT void 
+init_splodesic (ModeInfo *mi)
+{
+  splodesic_configuration *bp;
+  int wire = MI_IS_WIREFRAME(mi);
+
+  if (!bps) {
+    bps = (splodesic_configuration *)
+      calloc (MI_NUM_SCREENS(mi), sizeof (splodesic_configuration));
+    if (!bps) {
+      fprintf(stderr, "%s: out of memory\n", progname);
+      exit(1);
+    }
+  }
+
+  bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
+
+  bp->glx_context = init_GL(mi);
+
+  reshape_splodesic (mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
+
+  if (!wire)
+    {
+      GLfloat pos[4] = {4.0, 1.4, 1.1, 0.0};
+      GLfloat amb[4] = {0.0, 0.0, 0.0, 1.0};
+      GLfloat dif[4] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
+      GLfloat spc[4] = {1.0, 0.2, 0.2, 1.0};
+      GLfloat cspec[4] = {1, 1, 1, 1};
+      static const GLfloat shiny = 10;
+      int lightmodel = 1;
+
+      glEnable(GL_LIGHTING);
+      glEnable(GL_LIGHT0);
+      glEnable(GL_DEPTH_TEST);
+      glEnable(GL_CULL_FACE);
+
+      glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, pos);
+      glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT,  amb);
+      glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE,  dif);
+      glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, spc);
+      glLightModeliv (GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, &lightmodel);
+      glMaterialfv (GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, cspec);
+      glMateriali (GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, shiny);
+    }
+
+  {
+    double spin_speed   = 0.5;
+    double wander_speed = 0.005;
+    double spin_accel   = 1.0;
+
+    bp->rot = make_rotator (do_spin ? spin_speed : 0,
+                            do_spin ? spin_speed : 0,
+                            do_spin ? spin_speed : 0,
+                            spin_accel,
+                            do_wander ? wander_speed : 0,
+                            True);
+    bp->trackball = gltrackball_init (True);
+  }
+
+  bp->ncolors = 1024;
+  bp->colors = (XColor *) calloc(bp->ncolors, sizeof(XColor));
+  make_smooth_colormap (0, 0, 0,
+                        bp->colors, &bp->ncolors,
+                        False, 0, False);
+
+# ifdef HAVE_MOBILE
+  depth_arg--;
+# endif
+
+  if (depth_arg < 0)  depth_arg = 0;
+  if (depth_arg > 10) depth_arg = 10;
+
+  make_geodesic (mi);
+  link_neighbors (mi);
+}
+
+
+ENTRYPOINT void
+draw_splodesic (ModeInfo *mi)
+{
+  splodesic_configuration *bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
+  Display *dpy = MI_DISPLAY(mi);
+  Window window = MI_WINDOW(mi);
+
+  if (!bp->glx_context)
+    return;
+
+  glXMakeCurrent(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), *(bp->glx_context));
+
+  glShadeModel(GL_SMOOTH);
+
+  glEnable(GL_DEPTH_TEST);
+  glEnable(GL_NORMALIZE);
+  glDisable(GL_CULL_FACE);
+
+  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
+
+  glPushMatrix ();
+
+  {
+    double x, y, z;
+    get_position (bp->rot, &x, &y, &z, !bp->button_down_p);
+    glTranslatef((x - 0.5) * 6,
+                 (y - 0.5) * 6,
+                 (z - 0.5) * 8);
+
+    gltrackball_rotate (bp->trackball);
+
+    get_rotation (bp->rot, &x, &y, &z, !bp->button_down_p);
+    glRotatef (x * 360, 1.0, 0.0, 0.0);
+    glRotatef (y * 360, 0.0, 1.0, 0.0);
+    glRotatef (z * 360, 0.0, 0.0, 1.0);
+  }
+
+  mi->polygon_count = 0;
+
+# ifdef HAVE_MOBILE
+  glScalef (3, 3, 3);
+#else
+  glScalef (4, 4, 4);
+# endif
+
+  if (! bp->button_down_p)
+    tick_triangles (mi);
+  draw_triangles (mi);
+
+  glPopMatrix ();
+
+  if (mi->fps_p) do_fps (mi);
+  glFinish();
+
+  glXSwapBuffers(dpy, window);
+}
+
+
+ENTRYPOINT void
+release_splodesic (ModeInfo *mi)
+{
+  splodesic_configuration *bp = &bps[MI_SCREEN(mi)];
+  while (bp->triangles)
+    {
+      triangle *t = bp->triangles->next;
+      free (bp->triangles);
+      bp->triangles = t;
+    }
+}
+
+XSCREENSAVER_MODULE ("Splodesic", splodesic)
+
+#endif /* USE_GL */