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Text File  |  1996-11-27  |  9KB  |  427 lines
  1. #! /usr/bin/env python
  2. # Simulate the artwork in the hall.
  3. # Jack Jansen, Feb 91.
  4.  
  5. from gl import *
  6. from GL import *
  7. from math import *
  8. from DEVICE import *
  9. import sys
  10. import __main__
  11. main_dict = __main__.__dict__
  12.  
  13. SPOTDIRECTION = 103
  14. SPOTLIGHT = 104
  15.  
  16. #
  17. # Make a cylinder paralel with the Z axis with center (X,Y,0)
  18. # and radius 1
  19. def mkcyl(nslice, nparts, docircle):
  20.     cyl = []
  21.     step = 2.0 / float(nslice)
  22.     z = -1.0
  23.     for i in range(nslice):
  24.         cyl.append(mkslice(z, z+step, nparts, docircle))
  25.         z = z + step
  26.     return drawcylinder(cyl)
  27. #
  28. # Make one part of a cylinder
  29. #
  30. def mkslice(z1, z2, nparts, docircle):
  31.     if docircle:
  32.         w1 = z1
  33.         w2 = z2
  34.         w1 = sqrt(1.0-w1*w1)
  35.         w2 = sqrt(1.0-w2*w2)
  36.         normalz = 1.0
  37.     else:
  38.         w1 = 1.0
  39.         w2 = 1.0
  40.         normalz = 0.0
  41.     slice = []
  42.     step = (2.0*pi)/float(nparts)
  43.     angle = 0.0
  44.     for i in range(nparts+1):
  45.         vx = cos(angle)
  46.         vy = sin(angle)
  47.         slice.append( ((vx*w1,vy*w1,z1), (vx*w1, vy*w1, z1*normalz)) )
  48.         slice.append( ((vx*w2,vy*w2,z2), (vx*w2, vy*w2, z2*normalz)) )
  49.         angle = angle + step
  50.     return slice
  51. #
  52. # Drawcylinder : draw the cylinder
  53. #
  54. class struct: pass
  55. curobj = struct()
  56. curobj.curobj = 1
  57. def drawcylinder(cyl):
  58.     obj = curobj.curobj
  59.     curobj.curobj = curobj.curobj+1
  60.     makeobj(obj)
  61.     for slice in cyl:
  62.         bgntmesh()
  63.         vnarray(slice)
  64.         endtmesh()
  65.     closeobj()
  66.     return obj
  67. #
  68. def drawnormals(cyl):
  69.     for slice in cyl:
  70.         for triang in slice:
  71.         bgnline()
  72.         v3f(triang[0])
  73.         v3f(triang[0][0] + triang[1][0], triang[0][1] + triang[1][1], triang[0][2] + triang[1][2])
  74.         endline()
  75. def drawfloors():
  76.     obj = curobj.curobj
  77.     curobj.curobj = curobj.curobj+1
  78.     makeobj(obj)
  79.     bgnpolygon()
  80.     v3i(4,6,-6)
  81.     v3i(-6,6,-6)
  82.     v3i(-6,-6,-6)
  83.     v3i(4,-6,-6)
  84.     endpolygon()
  85.     for floor in range(3):
  86.         pos = -1 + 5*floor
  87.         bgnpolygon()
  88.         v3i(4,4,pos)
  89.         v3i(-6,4,pos)
  90.         v3i(-6,6,pos)
  91.         v3i(4,6,pos)
  92.         endpolygon()
  93.         bgnpolygon()
  94.         v3i(-4,4,pos)
  95.         v3i(-4,-4,pos)
  96.         v3i(-6,-4,pos)
  97.         v3i(-6,4,pos)
  98.         endpolygon()
  99.         bgnpolygon()
  100.         v3i(-6,-4,pos)
  101.         v3i(-6,-6,pos)
  102.         v3i(4,-6,pos)
  103.         v3i(4,-4,pos)
  104.         endpolygon()
  105.     closeobj()
  106.     return obj
  107. def drawdoors():
  108.     obj = curobj.curobj
  109.     curobj.curobj = curobj.curobj+1
  110.     makeobj(obj)
  111.     for floor in range(3):
  112.         pos = -1+5*floor
  113.         bgnpolygon()
  114.         v3i(-2,6,pos)
  115.         v3i(-2,6,pos+3)
  116.         v3i(0,6,pos+3)
  117.         v3i(0,6,pos)
  118.         endpolygon()
  119.     closeobj()
  120.     return obj
  121. def drawrailing():
  122.     obj = curobj.curobj
  123.     curobj.curobj = curobj.curobj+1
  124.     makeobj(obj)
  125.     for floor in range(3):
  126.         pos = -1 + 5*floor
  127.         bgnpolygon()
  128.         v3i(4,4,pos)
  129.         v3i(4,4,pos-1)
  130.         v3i(-4,4,pos-1)
  131.         v3i(-4,4,pos)
  132.         endpolygon()
  133.         bgnpolygon()
  134.         v3i(-4,4,pos)
  135.         v3i(-4,4,pos-1)
  136.         v3i(-4,-4,pos-1)
  137.         v3i(-4,-4,pos)
  138.         endpolygon()
  139.         bgnpolygon()
  140.         v3i(-4,-4,pos)
  141.         v3i(-4,-4,pos-1)
  142.         v3i(4,-4,pos-1)
  143.         v3i(4,-4,pos)
  144.         endpolygon()
  145.     closeobj()
  146.     return obj
  147. def drawwalls():
  148.     obj = curobj.curobj
  149.     curobj.curobj = curobj.curobj+1
  150.     makeobj(obj)
  151.     bgnpolygon()
  152.     v3i(4,6,-6)
  153.     v3i(4,6,18)
  154.     v3i(-6,6,18)
  155.     v3i(-6,6,-6)
  156.     endpolygon()
  157.     bgnpolygon()
  158.     v3i(-6,6,-6)
  159.     v3i(-6,6,18)
  160.     v3i(-6,-6,18)
  161.     v3i(-6,-6,-6)
  162.     endpolygon()
  163.     bgnpolygon()
  164.     v3i(-6,-6,-6)
  165.     v3i(-6,-6,18)
  166.     v3i(4,-6,18)
  167.     v3i(4,-6,-6)
  168.     endpolygon()
  169.     bgnpolygon()
  170.     v3i(4,-6,-6)
  171.     v3i(4,-6,18)
  172.     v3i(4,4,18)
  173.     v3i(4,4,-6)
  174.     endpolygon()
  175.     closeobj()
  176.     return obj
  177. def axis():
  178.     bgnline()
  179.     cpack(0xff0000)
  180.     v3i(-1,0,0)
  181.     v3i(1,0,0)
  182.     v3f(1.0, 0.1, 0.1)
  183.     endline()
  184.     bgnline()
  185.     cpack(0xff00)
  186.     v3i(0,-1,0)
  187.     v3i(0,1,0)
  188.     v3f(0.1, 1.0, 0.1)
  189.     endline()
  190.     bgnline()
  191.     cpack(0xff)
  192.     v3i(0,0,-1)
  193.     v3i(0,0,1)
  194.     v3f(0.1,0.1,1.0)
  195.     endline()
  196. #
  197. green_velvet = [ DIFFUSE, 0.05, 0.4, 0.05, LMNULL]
  198. silver = [ DIFFUSE, 0.3, 0.3, 0.3, SPECULAR, 0.9, 0.9, 0.95, \
  199.     SHININESS, 40.0, LMNULL]
  200. floormat = [ AMBIENT, 0.5, 0.25, 0.15, DIFFUSE, 0.5, 0.25, 0.15, SPECULAR, 0.6, 0.3, 0.2, SHININESS, 20.0, LMNULL]
  201. wallmat = [ DIFFUSE, 0.4, 0.2, 0.1, AMBIENT, 0.4, 0.20, 0.10, SPECULAR, 0.0, 0.0, 0.0, SHININESS, 20.0, LMNULL]
  202. offwhite = [ DIFFUSE, 0.8, 0.8, 0.6, AMBIENT, 0.8, 0.8, 0.6, SPECULAR, 0.9, 0.9, 0.9, SHININESS, 30.0, LMNULL]
  203. doormat = [ DIFFUSE, 0.1, 0.2, 0.5, AMBIENT, 0.2, 0.4, 1.0, SPECULAR, 0.2, 0.4, 1.0, SHININESS, 60.0, LMNULL]
  204.  
  205. toplight = [ LCOLOR, 1.0, 1.0, 0.5, \
  206.     POSITION, 0.0, 0.0, 11.0, 1.0, LMNULL]
  207. floor1light = [ LCOLOR, 1.0, 1.0, 1.0, POSITION, 3.9, -3.9, 0.0, 1.0, \
  208.     SPOTDIRECTION, 1.0, 1.0, 0.0, SPOTLIGHT, 10.0, 90.0, LMNULL]
  209.  
  210. lmodel = [ AMBIENT, 0.92, 0.8, 0.5, LOCALVIEWER, 1.0, LMNULL]
  211. #
  212. def lighting():
  213.     lmdef(DEFMATERIAL, 1, green_velvet)
  214.     lmdef(DEFMATERIAL, 2, silver)
  215.     lmdef(DEFMATERIAL, 3, floormat)
  216.     lmdef(DEFMATERIAL, 4, wallmat)
  217.     lmdef(DEFMATERIAL, 5, offwhite)
  218.     lmdef(DEFMATERIAL, 6, doormat)
  219.     lmdef(DEFLIGHT, 1, toplight)
  220.     lmdef(DEFLIGHT, 2, floor1light)
  221.     lmdef(DEFLMODEL, 1, lmodel)
  222.     lmbind(MATERIAL, 1)
  223.     lmbind(LIGHT0, 1)
  224.     lmbind(LIGHT1, 2)
  225.     lmbind(LMODEL, 1)
  226. IdMat=[1.0,0.0,0.0,0.0, 0.0,1.0,0.0,0.0, 0.0,0.0,1.0,0.0, 0.0,0.0,0.0,1.0]
  227. #
  228. def defun(axis):
  229.     done = 0
  230.     while not done:
  231.         print 'F'+axis+'(t) = ',
  232.         s = sys.stdin.readline(100)
  233.         print
  234.         try:
  235.         s = 'def f'+axis+'(t): return '+s
  236.         exec(s, main_dict)
  237.         done = 1
  238.         except RuntimeError:
  239.         print 'Sorry, there is a syntax error in your expression'
  240. def getfunctions():
  241.     print 'Welcome to the CWI art simulator. You can now enter X, Y and Z'
  242.     print 'coordinates as a function of t.'
  243.     print 'Normal trig functions are available. Please use floating point'
  244.     print 'values only (so 0.0 for 0). Comments to jack@cwi.nl'
  245.     defun('x')
  246.     defun('y')
  247.     defun('z')
  248.     print 'Ok, here you go. Use mouse+right button to move up/down,'
  249.     print 'mouse+middle to speed up/slow down time. type ESC to quit simulation'
  250. def main():
  251.     getfunctions()
  252.     foreground()
  253.     prefposition(100,600,100,600)
  254.     void = winopen('cyl')
  255.     qdevice(ESCKEY)
  256.     qdevice(MOUSE1)
  257.     qdevice(MOUSE2)
  258.     qdevice(PKEY)
  259.     RGBmode()
  260.     doublebuffer()
  261.     gconfig()
  262.     zbuffer(1)
  263.     mmode(MVIEWING)
  264.     perspective(400, 1.0, 1.0, 20.0)
  265.     loadmatrix(IdMat)
  266.     vx = 0.0
  267.     vy = -6.0
  268.     vz = 0.0
  269.     lookat(0.0, -6.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0)
  270.     lighting()
  271.     t = -1.0
  272.     step = 1.0
  273.     bol = mkcyl(12,24, 1)
  274.     cable = mkcyl(1, 6, 0)
  275.     floors = drawfloors()
  276.     walls = drawwalls()
  277.     pillar = mkcyl(1,4,0)
  278.     railing = drawrailing()
  279.     doors = drawdoors()
  280.     shademodel(GOURAUD)
  281.     mousing = -1
  282.     pausing = 0
  283.     while 1:
  284.         #
  285.         # Check for some user input
  286.         #
  287.         if qtest():
  288.         dev, value = qread()
  289.         if dev == PKEY and value == 1:
  290.             pausing = 1
  291.         if dev == ESCKEY:
  292.             break
  293.         elif (dev==MOUSE1 or dev==MOUSE2) and value == 1:
  294.             if mousing > 0:
  295.             vx = 0.0
  296.             vy = -6.0
  297.             vz = 0.0
  298.             mousing = dev
  299.             oldx = getvaluator(MOUSEX)
  300.             oldy = getvaluator(MOUSEY)
  301.         elif (dev==MOUSE1 or dev==MOUSE2):
  302.             mousing = -1
  303.         if mousing >= 0:
  304.         newx = getvaluator(MOUSEX)
  305.         newy = getvaluator(MOUSEY)
  306.         if newy <> oldy and mousing==MOUSE1:
  307.             vz = vz + float(newy - oldy)/100.0
  308.             dist = sqrt(vx*vx + vy*vy + vz*vz)
  309.             perspective(400, 1.0, 1.0, dist+16.0)
  310.             loadmatrix(IdMat)
  311.             if vz < 0.0:
  312.             lookat(vx, vy, vz, 0.0, 0.0, 0.0, 1800)
  313.             else:
  314.             lookat(vx, vy, vz, 0.0, 0.0, 0.0, 0)
  315.         if newy <> oldy and mousing==MOUSE2:
  316.             step = step * exp(float(newy-oldy)/400.0)
  317.         if getbutton(CTRLKEY) == 0:
  318.         t = t + step
  319.         else:
  320.         t = t - step
  321.         if getbutton(LEFTSHIFTKEY) == 0:
  322.         shademodel(GOURAUD)
  323.         else:
  324.         shademodel(FLAT)
  325.         #
  326.         # Draw background and axis
  327.         cpack(0x105090)
  328.         clear()
  329.         zclear()
  330.         cpack(0x905010)
  331.         axis()
  332.         #
  333.         # Draw object
  334.         #
  335.         bolx = fx(t)
  336.         boly = fy(t)
  337.         bolz = fz(t)
  338.         err = ''
  339.         if bolx < -4.0 or bolx > 4.0:
  340.         err = 'X('+`bolx`+') out of range [-4,4]'
  341.         if boly < -4.0 or boly > 4.0:
  342.         err = 'Y('+`boly`+') out of range [-4,4]'
  343.         if bolz < -4.0 or bolz > 8.0:
  344.         err = 'Z('+`bolz`+') out of range [-4,8]'
  345.         if not err:
  346.         pushmatrix()
  347.         translate(bolx, boly, bolz)
  348.         scale(0.3, 0.3, 0.3)
  349.         lmbind(MATERIAL, 2)
  350.         callobj(bol)
  351.         popmatrix()
  352.         #
  353.         # Draw the cables
  354.         #
  355.         bolz = bolz + 0.3
  356.         pushmatrix()
  357.         linesmooth(SML_ON)
  358.         bgnline()
  359.         v3i(-4,-4,9)
  360.         v3f(bolx, boly, bolz)
  361.         endline()
  362.         bgnline()
  363.         v3i(-4,4,9)
  364.         v3f(bolx, boly, bolz)
  365.         endline()
  366.         bgnline()
  367.         v3i(4,-4,9)
  368.         v3f(bolx, boly, bolz)
  369.         endline()
  370.         bgnline()
  371.         v3i(4,4,9)
  372.         v3f(bolx, boly, bolz)
  373.         endline()
  374.         popmatrix()
  375.         #
  376.         # draw the floors
  377.         #
  378.         lmbind(MATERIAL, 3)
  379.         callobj(floors)
  380.         lmbind(MATERIAL, 4)
  381.         callobj(walls)
  382.         lmbind(MATERIAL, 5)
  383.         pushmatrix()
  384.         translate(-4.5,4.5,3.0)
  385.         scale(0.2,0.2,9.0)
  386.         rotate(450,'z')
  387.         callobj(pillar)
  388.         popmatrix()
  389.         callobj(railing)
  390.         lmbind(MATERIAL, 6)
  391.         pushmatrix()
  392.         translate(0.0, -0.01, 0.0)
  393.         callobj(doors)
  394.         popmatrix()
  395.         if mousing == MOUSE2 or err:
  396.         cpack(0xff0000)
  397.         cmov(0.0, 0.0, 0.4)
  398.         charstr('t='+`t`)
  399.         if mousing == MOUSE2:
  400.         cpack(0xff0000)
  401.         cmov(0.0, 0.0, 0.2)
  402.         charstr('delta-t='+`step`)
  403.         if err:
  404.         cpack(0xff00)
  405.         cmov(0.0, 0.0, 0.2)
  406.         print err
  407.         charstr(err)
  408.         pausing = 1
  409.         if pausing:
  410.         cpack(0xff00)
  411.         cmov(0.0, 0.0, 0.0)
  412.         charstr('Pausing, type P to continue')
  413.         swapbuffers()
  414.         if pausing:
  415.         while 1:
  416.             dv=qread()
  417.             if dv==(PKEY,1):
  418.             break
  419.             if dv==(ESCKEY,1):
  420.             sys.exit(0)
  421.         pausing = 0
  422. #
  423. try:
  424.     main()
  425. except KeyboardInterrupt:
  426.     sys.exit(1)
  427.