git.maemo.org Git - xscreensaver/blob - xscreensaver/hacks/glx/cage.c

   1 /* -*- Mode: C; tab-width: 4 -*- */
   2 /* cage --- the Impossible Cage, an Escher like scene. */
   3
   4 #if 0
   5 static const char sccsid[] = "@(#)cage.c        5.01 2001/03/01 xlockmore";
   6 #endif
   7
   8 /*-
   9  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software and its
  10  * documentation for any purpose and without fee is hereby granted,
  11  * provided that the above copyright notice appear in all copies and that
  12  * both that copyright notice and this permission notice appear in
  13  * supporting documentation.
  14  *
  15  * This file is provided AS IS with no warranties of any kind.  The author
  16  * shall have no liability with respect to the infringement of copyrights,
  17  * trade secrets or any patents by this file or any part thereof.  In no
  18  * event will the author be liable for any lost revenue or profits or
  19  * other special, indirect and consequential damages.
  20  *
  21  * The RotateAroundU() routine was adapted from the book
  22  *    "Computer Graphics Principles and Practice
  23  *     Foley - vanDam - Feiner - Hughes
  24  *     Second Edition" Pag. 227, exercise 5.15.
  25  *
  26  * This mode shows some interesting scenes that are impossible OR very
  27  * wierd to build in the real universe. Much of the scenes are inspirated
  28  * on Mauritz Cornelis Escher's works which derivated the mode's name.
  29  * M.C. Escher (1898-1972) was a dutch artist and many people prefer to
  30  * say he was a mathematician.
  31  *
  32  * Thanks goes to Brian Paul for making it possible and inexpensive to use
  33  * OpenGL at home.
  34  *
  35  * Since I'm not a native English speaker, my apologies for any grammatical
  36  * mistakes.
  37  *
  38  * My e-mail address is
  39  * mfvianna@centroin.com.br
  40  *
  41  * Marcelo F. Vianna (Jun-01-1997)
  42  *
  43  * Revision History:
  44  * 05-Apr-2002: Removed all gllist uses (fix some bug with nvidia driver)
  45  * 01-Mar-2001: Added FPS stuff E.Lassauge <lassauge@mail.dotcom.fr>
  46  * 01-Nov-2000: Allocation checks
  47  * 01-Jan-1998: Mode separated from escher and renamed
  48  * 08-Jun-1997: New scene implemented: "Impossible Cage" based in a M.C.
  49  *              Escher's painting with the same name (quite similar). The
  50  *              first GL mode to use texture mapping.
  51  *              The "Impossible Cage" scene doesn't use DEPTH BUFFER, the
  52  *              wood planks are drawn consistently using GL_CULL_FACE, and
  53  *              the painter's algorithm is used to sort the planks.
  54  *              Marcelo F. Vianna.
  55  * 07-Jun-1997: Speed ups in Moebius Strip using GL_CULL_FACE.
  56  *              Marcelo F. Vianna.
  57  * 03-Jun-1997: Initial Release (Only one scene: "Moebius Strip")
  58  *              The Moebius Strip scene was inspirated in a M.C. Escher's
  59  *              painting named Moebius Strip II in wich ants walk across a
  60  *              Moebius Strip path, sometimes meeting each other and sometimes
  61  *              being in "opposite faces" (note that the moebius strip has
  62  *              only one face and one edge).
  63  *              Marcelo F. Vianna.
  64  */
  65
  66 /*-
  67  * Texture mapping is only available on RGBA contexts, Mono and color index
  68  * visuals DO NOT support texture mapping in OpenGL.
  69  *
  70  * BUT Mesa do implements RGBA contexts in pseudo color visuals, so texture
  71  * mapping shuld work on PseudoColor, DirectColor, TrueColor using Mesa. Mono
  72  * is not officially supported for both OpenGL and Mesa, but seems to not crash
  73  * Mesa.
  74  *
  75  * In real OpenGL, PseudoColor DO NOT support texture map (as far as I know).
  76  */
  77
  78 #ifdef STANDALONE
  79 # define MODE_cage
  80 # define DEFAULTS                       "*delay:                25000   \n"                     \
  81                                                         "*showFPS:      False   \n"                     \
  82                                                         "*wireframe:    False   \n"
  83 # define refresh_cage 0
  84 # define reshape_cage 0
  85 # define cage_handle_event 0
  86 # include "xlockmore.h"         /* from the xscreensaver distribution */
  87 #else /* !STANDALONE */
  88 # include "xlock.h"             /* from the xlockmore distribution */
  89 #endif /* !STANDALONE */
  90
  91 #ifdef MODE_cage
  92
  93 #include "e_textures.h"
  94
  95 ENTRYPOINT ModeSpecOpt cage_opts =
  96 {0, (XrmOptionDescRec *) NULL, 0, (argtype *) NULL, (OptionStruct *) NULL};
  97
  98 #ifdef USE_MODULES
  99 ModStruct   cage_description =
 100 {"cage", "init_cage", "draw_cage", "release_cage",
 101  "draw_cage", "change_cage", (char *) NULL, &cage_opts,
 102  25000, 1, 1, 1, 1.0, 4, "",
 103  "Shows the Impossible Cage, an Escher-like GL scene", 0, NULL};
 104
 105 #endif
 106
 107 #define Scale4Window               0.3
 108 #define Scale4Iconic               0.4
 109
 110 #define sqr(A)                     ((A)*(A))
 111
 112 #ifndef Pi
 113 #define Pi                         M_PI
 114 #endif
 115
 116 #define ObjWoodPlank    0
 117 #define MaxObj          1
 118
 119 /*************************************************************************/
 120
 121 typedef struct {
 122         GLint       WindH, WindW;
 123         GLfloat     step;
 124         GLXContext *glx_context;
 125 } cagestruct;
 126
 127 static const float front_shininess[] = {60.0};
 128 static const float front_specular[] = {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};
 129 static const float ambient[] = {0.0, 0.0, 0.0, 1.0};
 130 static const float diffuse[] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
 131 static const float position0[] = {1.0, 1.0, 1.0, 0.0};
 132 static const float position1[] = {-1.0, -1.0, 1.0, 0.0};
 133 static const float lmodel_ambient[] = {0.5, 0.5, 0.5, 1.0};
 134 static const float lmodel_twoside[] = {GL_TRUE};
 135
 136 static const float MaterialWhite[] = {0.7, 0.7, 0.7, 1.0};
 137
 138 static cagestruct *cage = (cagestruct *) NULL;
 139
 140 #define PlankWidth      3.0
 141 #define PlankHeight     0.35
 142 #define PlankThickness  0.15
 143
 144 static Bool
 145 draw_woodplank(cagestruct * cp, int wire)
 146 {
 147         glBegin(wire ? GL_LINES : GL_QUADS);
 148         glNormal3f(0, 0, 1);
 149         glTexCoord2f(0, 0);
 150         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 151         glTexCoord2f(1, 0);
 152         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 153         glTexCoord2f(1, 1);
 154         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 155         glTexCoord2f(0, 1);
 156         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 157         glNormal3f(0, 0, -1);
 158         glTexCoord2f(0, 0);
 159         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 160         glTexCoord2f(1, 0);
 161         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 162         glTexCoord2f(1, 1);
 163         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 164         glTexCoord2f(0, 1);
 165         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 166         glNormal3f(0, 1, 0);
 167         glTexCoord2f(0, 0);
 168         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 169         glTexCoord2f(1, 0);
 170         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 171         glTexCoord2f(1, 1);
 172         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 173         glTexCoord2f(0, 1);
 174         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 175         glNormal3f(0, -1, 0);
 176         glTexCoord2f(0, 0);
 177         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 178         glTexCoord2f(1, 0);
 179         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 180         glTexCoord2f(1, 1);
 181         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 182         glTexCoord2f(0, 1);
 183         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 184         glNormal3f(1, 0, 0);
 185         glTexCoord2f(0, 0);
 186         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 187         glTexCoord2f(1, 0);
 188         glVertex3f(PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 189         glTexCoord2f(1, 1);
 190         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 191         glTexCoord2f(0, 1);
 192         glVertex3f(PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 193         glNormal3f(-1, 0, 0);
 194         glTexCoord2f(0, 0);
 195         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, PlankThickness);
 196         glTexCoord2f(1, 0);
 197         glVertex3f(-PlankWidth, PlankHeight, -PlankThickness);
 198         glTexCoord2f(1, 1);
 199         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, -PlankThickness);
 200         glTexCoord2f(0, 1);
 201         glVertex3f(-PlankWidth, -PlankHeight, PlankThickness);
 202         glEnd();
 203
 204         return True;
 205 }
 206
 207 static Bool
 208 draw_impossiblecage(cagestruct * cp, int wire)
 209 {
 210         glPushMatrix();
 211         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 212         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, -PlankThickness - PlankWidth);
 213         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 214                 return False;
 215         glPopMatrix();
 216         glPushMatrix();
 217         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 218         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth - PlankThickness);
 219         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 220                 return False;
 221         glPopMatrix();
 222         glPushMatrix();
 223         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 224         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, -PlankThickness - PlankWidth);
 225         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 226                 return False;
 227         glPopMatrix();
 228         glPushMatrix();
 229         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, 3 * PlankThickness - PlankWidth);
 230         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 231                 return False;
 232         glPopMatrix();
 233         glPushMatrix();
 234         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 235         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth - PlankThickness);
 236         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 237                 return False;
 238         glPopMatrix();
 239         glPushMatrix();
 240         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth - 3 * PlankThickness);
 241         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 242                 return False;
 243         glPopMatrix();
 244         glPushMatrix();
 245         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, 3 * PlankThickness - PlankWidth);
 246         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 247                 return False;
 248         glPopMatrix();
 249         glPushMatrix();
 250         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 251         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankThickness - PlankWidth);
 252         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 253                 return False;
 254         glPopMatrix();
 255         glPushMatrix();
 256         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth - 3 * PlankThickness);
 257         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 258                 return False;
 259         glPopMatrix();
 260         glPushMatrix();
 261         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 262         glTranslatef(0.0, PlankHeight - PlankWidth, PlankWidth + PlankThickness);
 263         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 264                 return False;
 265         glPopMatrix();
 266         glPushMatrix();
 267         glRotatef(90, 0, 0, 1);
 268         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankThickness - PlankWidth);
 269         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 270                 return False;
 271         glPopMatrix();
 272         glPushMatrix();
 273         glRotatef(90, 0, 1, 0);
 274         glTranslatef(0.0, PlankWidth - PlankHeight, PlankWidth + PlankThickness);
 275         if (!draw_woodplank(cp, wire))
 276                 return False;
 277         glPopMatrix();
 278         return True;
 279 }
 280
 281 static void
 282 reshape(ModeInfo * mi, int width, int height)
 283 {
 284         cagestruct *cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 285         int i;
 286
 287         glViewport(0, 0, cp->WindW = (GLint) width, cp->WindH = (GLint) height);
 288         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 289         glLoadIdentity();
 290         glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 5.0, 15.0);
 291         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 292         i = width / 512 + 1;
 293         glLineWidth(i);
 294         glPointSize(i);
 295 }
 296
 297 static void
 298 pinit(ModeInfo *mi)
 299 {
 300         int status;
 301
 302         glClearDepth(1.0);
 303         glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
 304
 305     if (MI_IS_WIREFRAME(mi))
 306       return;
 307
 308         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambient);
 309         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuse);
 310         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, position0);
 311         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, ambient);
 312         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, diffuse);
 313         glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, position1);
 314         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, lmodel_ambient);
 315         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, lmodel_twoside);
 316         glEnable(GL_LIGHTING);
 317         glEnable(GL_LIGHT0);
 318         glEnable(GL_LIGHT1);
 319         glEnable(GL_NORMALIZE);
 320         glFrontFace(GL_CCW);
 321         glCullFace(GL_BACK);
 322
 323         /* cage */
 324         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE, MaterialWhite);
 325         glShadeModel(GL_FLAT);
 326         glDisable(GL_DEPTH_TEST);
 327         glEnable(GL_TEXTURE_2D);
 328         glEnable(GL_CULL_FACE);
 329
 330         glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 331
 332         clear_gl_error();
 333         if (MI_IS_MONO(mi))
 334       status = 0;
 335     else
 336       status = gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D, 3,
 337                                  WoodTextureWidth, WoodTextureHeight,
 338                                  GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, WoodTextureData);
 339         if (status)
 340           {
 341                 const char *s = (char *) gluErrorString (status);
 342                 fprintf (stderr, "%s: error mipmapping texture: %s\n",
 343                                  progname, (s ? s : "(unknown)"));
 344                 exit (1);
 345           }
 346         check_gl_error("mipmapping");
 347
 348         glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 349         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
 350         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
 351         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
 352         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
 353
 354         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, front_shininess);
 355         glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, front_specular);
 356 }
 357
 358 ENTRYPOINT void
 359 release_cage (ModeInfo * mi)
 360 {
 361         if (cage != NULL) {
 362                 int screen;
 363
 364                 for (screen = 0; screen < MI_NUM_SCREENS(mi); screen++) {
 365                         cagestruct *cp = &cage[screen];
 366
 367                         if (cp->glx_context) {
 368                                 cp->glx_context = (GLXContext *) NULL;
 369                         }
 370                 }
 371                 (void) free((void *) cage);
 372                 cage = (cagestruct *) NULL;
 373         }
 374         FreeAllGL(mi);
 375 }
 376
 377 ENTRYPOINT void
 378 init_cage (ModeInfo * mi)
 379 {
 380         cagestruct *cp;
 381
 382         if (cage == NULL) {
 383                 if ((cage = (cagestruct *) calloc(MI_NUM_SCREENS(mi),
 384                                                sizeof (cagestruct))) == NULL)
 385                         return;
 386         }
 387         cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 388
 389         cp->step = NRAND(90);
 390         if ((cp->glx_context = init_GL(mi)) != NULL) {
 391
 392                 reshape(mi, MI_WIDTH(mi), MI_HEIGHT(mi));
 393                 glDrawBuffer(GL_BACK);
 394                 pinit(mi);
 395         } else {
 396                 MI_CLEARWINDOW(mi);
 397         }
 398 }
 399
 400 ENTRYPOINT void
 401 draw_cage (ModeInfo * mi)
 402 {
 403         Display    *display = MI_DISPLAY(mi);
 404         Window      window = MI_WINDOW(mi);
 405         cagestruct *cp;
 406
 407         if (cage == NULL)
 408                 return;
 409         cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 410
 411         MI_IS_DRAWN(mi) = True;
 412         if (!cp->glx_context)
 413                 return;
 414
 415         glXMakeCurrent(display, window, *(cp->glx_context));
 416
 417         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 418
 419         glPushMatrix();
 420
 421         glTranslatef(0.0, 0.0, -10.0);
 422
 423         if (!MI_IS_ICONIC(mi)) {
 424                 glScalef(Scale4Window * cp->WindH / cp->WindW, Scale4Window, Scale4Window);
 425         } else {
 426                 glScalef(Scale4Iconic * cp->WindH / cp->WindW, Scale4Iconic, Scale4Iconic);
 427         }
 428
 429         /* cage */
 430         glRotatef(cp->step * 100, 0, 0, 1);
 431         glRotatef(25 + cos(cp->step * 5) * 6, 1, 0, 0);
 432         glRotatef(204.5 - sin(cp->step * 5) * 8, 0, 1, 0);
 433         if (!draw_impossiblecage(cp, MI_IS_WIREFRAME(mi))) {
 434                 release_cage(mi);
 435                 return;
 436         }
 437
 438         glPopMatrix();
 439         if (MI_IS_FPS(mi)) do_fps (mi);
 440         glFlush();
 441
 442         glXSwapBuffers(display, window);
 443
 444         cp->step += 0.025;
 445 }
 446
 447 #ifndef STANDALONE
 448 ENTRYPOINT void
 449 change_cage (ModeInfo * mi)
 450 {
 451         cagestruct *cp = &cage[MI_SCREEN(mi)];
 452
 453         if (!cp->glx_context)
 454                 return;
 455
 456         glXMakeCurrent(MI_DISPLAY(mi), MI_WINDOW(mi), *(cp->glx_context));
 457         pinit(mi);
 458 }
 459 #endif /* !STANDALONE */
 460
 461 XSCREENSAVER_MODULE ("Cage", cage)
 462
 463 #endif