home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ OpenGL Superbible (2nd Edition) / OpenGL SuperBible e2.iso / tools / GLUT-3.7 / LIB / GLUT / glut_shapes.c < prev    next >
Encoding:
C/C++ Source or Header  |  1998-08-12  |  13.3 KB  |  597 lines
  1.  
  2. /* Copyright (c) Mark J. Kilgard, 1994, 1997. */
  3.  
  4. /**
  5. (c) Copyright 1993, Silicon Graphics, Inc.
  6.  
  7. ALL RIGHTS RESERVED
  8.  
  9. Permission to use, copy, modify, and distribute this software
  10. for any purpose and without fee is hereby granted, provided
  11. that the above copyright notice appear in all copies and that
  12. both the copyright notice and this permission notice appear in
  13. supporting documentation, and that the name of Silicon
  14. Graphics, Inc. not be used in advertising or publicity
  15. pertaining to distribution of the software without specific,
  16. written prior permission.
  17.  
  18. THE MATERIAL EMBODIED ON THIS SOFTWARE IS PROVIDED TO YOU
  19. "AS-IS" AND WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS, IMPLIED OR
  20. OTHERWISE, INCLUDING WITHOUT LIMITATION, ANY WARRANTY OF
  21. MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  IN NO
  22. EVENT SHALL SILICON GRAPHICS, INC.  BE LIABLE TO YOU OR ANYONE
  23. ELSE FOR ANY DIRECT, SPECIAL, INCIDENTAL, INDIRECT OR
  24. CONSEQUENTIAL DAMAGES OF ANY KIND, OR ANY DAMAGES WHATSOEVER,
  25. INCLUDING WITHOUT LIMITATION, LOSS OF PROFIT, LOSS OF USE,
  26. SAVINGS OR REVENUE, OR THE CLAIMS OF THIRD PARTIES, WHETHER OR
  27. NOT SILICON GRAPHICS, INC.  HAS BEEN ADVISED OF THE POSSIBILITY
  28. OF SUCH LOSS, HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY,
  29. ARISING OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE POSSESSION, USE OR
  30. PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
  31.  
  32. US Government Users Restricted Rights
  33.  
  34. Use, duplication, or disclosure by the Government is subject to
  35. restrictions set forth in FAR 52.227.19(c)(2) or subparagraph
  36. (c)(1)(ii) of the Rights in Technical Data and Computer
  37. Software clause at DFARS 252.227-7013 and/or in similar or
  38. successor clauses in the FAR or the DOD or NASA FAR
  39. Supplement.  Unpublished-- rights reserved under the copyright
  40. laws of the United States.  Contractor/manufacturer is Silicon
  41. Graphics, Inc., 2011 N.  Shoreline Blvd., Mountain View, CA
  42. 94039-7311.
  43.  
  44. OpenGL(TM) is a trademark of Silicon Graphics, Inc.
  45. */
  46.  
  47. #include <math.h>
  48. #include "glutint.h"
  49.  
  50. /* Some <math.h> files do not define M_PI... */
  51. #ifndef M_PI
  52. #define M_PI 3.14159265358979323846
  53. #endif
  54.  
  55. static GLUquadricObj *quadObj;
  56.  
  57. #define QUAD_OBJ_INIT() { if(!quadObj) initQuadObj(); }
  58.  
  59. static void
  60. initQuadObj(void)
  61. {
  62.   quadObj = gluNewQuadric();
  63.   if (!quadObj)
  64.     __glutFatalError("out of memory.");
  65. }
  66.  
  67. /* CENTRY */
  68. void APIENTRY
  69. glutWireSphere(GLdouble radius, GLint slices, GLint stacks)
  70. {
  71.   QUAD_OBJ_INIT();
  72.   gluQuadricDrawStyle(quadObj, GLU_LINE);
  73.   gluQuadricNormals(quadObj, GLU_SMOOTH);
  74.   /* If we ever changed/used the texture or orientation state
  75.      of quadObj, we'd need to change it to the defaults here
  76.      with gluQuadricTexture and/or gluQuadricOrientation. */
  77.   gluSphere(quadObj, radius, slices, stacks);
  78. }
  79.  
  80. void APIENTRY
  81. glutSolidSphere(GLdouble radius, GLint slices, GLint stacks)
  82. {
  83.   QUAD_OBJ_INIT();
  84.   gluQuadricDrawStyle(quadObj, GLU_FILL);
  85.   gluQuadricNormals(quadObj, GLU_SMOOTH);
  86.   /* If we ever changed/used the texture or orientation state
  87.      of quadObj, we'd need to change it to the defaults here
  88.      with gluQuadricTexture and/or gluQuadricOrientation. */
  89.   gluSphere(quadObj, radius, slices, stacks);
  90. }
  91.  
  92. void APIENTRY
  93. glutWireCone(GLdouble base, GLdouble height,
  94.   GLint slices, GLint stacks)
  95. {
  96.   QUAD_OBJ_INIT();
  97.   gluQuadricDrawStyle(quadObj, GLU_LINE);
  98.   gluQuadricNormals(quadObj, GLU_SMOOTH);
  99.   /* If we ever changed/used the texture or orientation state
  100.      of quadObj, we'd need to change it to the defaults here
  101.      with gluQuadricTexture and/or gluQuadricOrientation. */
  102.   gluCylinder(quadObj, base, 0.0, height, slices, stacks);
  103. }
  104.  
  105. void APIENTRY
  106. glutSolidCone(GLdouble base, GLdouble height,
  107.   GLint slices, GLint stacks)
  108. {
  109.   QUAD_OBJ_INIT();
  110.   gluQuadricDrawStyle(quadObj, GLU_FILL);
  111.   gluQuadricNormals(quadObj, GLU_SMOOTH);
  112.   /* If we ever changed/used the texture or orientation state
  113.      of quadObj, we'd need to change it to the defaults here
  114.      with gluQuadricTexture and/or gluQuadricOrientation. */
  115.   gluCylinder(quadObj, base, 0.0, height, slices, stacks);
  116. }
  117.  
  118. /* ENDCENTRY */
  119.  
  120. static void
  121. drawBox(GLfloat size, GLenum type)
  122. {
  123.   static GLfloat n[6][3] =
  124.   {
  125.     {-1.0, 0.0, 0.0},
  126.     {0.0, 1.0, 0.0},
  127.     {1.0, 0.0, 0.0},
  128.     {0.0, -1.0, 0.0},
  129.     {0.0, 0.0, 1.0},
  130.     {0.0, 0.0, -1.0}
  131.   };
  132.   static GLint faces[6][4] =
  133.   {
  134.     {0, 1, 2, 3},
  135.     {3, 2, 6, 7},
  136.     {7, 6, 5, 4},
  137.     {4, 5, 1, 0},
  138.     {5, 6, 2, 1},
  139.     {7, 4, 0, 3}
  140.   };
  141.   GLfloat v[8][3];
  142.   GLint i;
  143.  
  144.   v[0][0] = v[1][0] = v[2][0] = v[3][0] = -size / 2;
  145.   v[4][0] = v[5][0] = v[6][0] = v[7][0] = size / 2;
  146.   v[0][1] = v[1][1] = v[4][1] = v[5][1] = -size / 2;
  147.   v[2][1] = v[3][1] = v[6][1] = v[7][1] = size / 2;
  148.   v[0][2] = v[3][2] = v[4][2] = v[7][2] = -size / 2;
  149.   v[1][2] = v[2][2] = v[5][2] = v[6][2] = size / 2;
  150.  
  151.   for (i = 5; i >= 0; i--) {
  152.     glBegin(type);
  153.     glNormal3fv(&n[i][0]);
  154.     glVertex3fv(&v[faces[i][0]][0]);
  155.     glVertex3fv(&v[faces[i][1]][0]);
  156.     glVertex3fv(&v[faces[i][2]][0]);
  157.     glVertex3fv(&v[faces[i][3]][0]);
  158.     glEnd();
  159.   }
  160. }
  161.  
  162. /* CENTRY */
  163. void APIENTRY
  164. glutWireCube(GLdouble size)
  165. {
  166.   drawBox(size, GL_LINE_LOOP);
  167. }
  168.  
  169. void APIENTRY
  170. glutSolidCube(GLdouble size)
  171. {
  172.   drawBox(size, GL_QUADS);
  173. }
  174.  
  175. /* ENDCENTRY */
  176.  
  177. static void
  178. doughnut(GLfloat r, GLfloat R, GLint nsides, GLint rings)
  179. {
  180.   int i, j;
  181.   GLfloat theta, phi, theta1;
  182.   GLfloat cosTheta, sinTheta;
  183.   GLfloat cosTheta1, sinTheta1;
  184.   GLfloat ringDelta, sideDelta;
  185.  
  186.   ringDelta = 2.0 * M_PI / rings;
  187.   sideDelta = 2.0 * M_PI / nsides;
  188.  
  189.   theta = 0.0;
  190.   cosTheta = 1.0;
  191.   sinTheta = 0.0;
  192.   for (i = rings - 1; i >= 0; i--) {
  193.     theta1 = theta + ringDelta;
  194.     cosTheta1 = cos(theta1);
  195.     sinTheta1 = sin(theta1);
  196.     glBegin(GL_QUAD_STRIP);
  197.     phi = 0.0;
  198.     for (j = nsides; j >= 0; j--) {
  199.       GLfloat cosPhi, sinPhi, dist;
  200.  
  201.       phi += sideDelta;
  202.       cosPhi = cos(phi);
  203.       sinPhi = sin(phi);
  204.       dist = R + r * cosPhi;
  205.  
  206.       glNormal3f(cosTheta1 * cosPhi, -sinTheta1 * cosPhi, sinPhi);
  207.       glVertex3f(cosTheta1 * dist, -sinTheta1 * dist, r * sinPhi);
  208.       glNormal3f(cosTheta * cosPhi, -sinTheta * cosPhi, sinPhi);
  209.       glVertex3f(cosTheta * dist, -sinTheta * dist,  r * sinPhi);
  210.     }
  211.     glEnd();
  212.     theta = theta1;
  213.     cosTheta = cosTheta1;
  214.     sinTheta = sinTheta1;
  215.   }
  216. }
  217.  
  218. /* CENTRY */
  219. void APIENTRY
  220. glutWireTorus(GLdouble innerRadius, GLdouble outerRadius,
  221.   GLint nsides, GLint rings)
  222. {
  223.   glPushAttrib(GL_POLYGON_BIT);
  224.   glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
  225.   doughnut(innerRadius, outerRadius, nsides, rings);
  226.   glPopAttrib();
  227. }
  228.  
  229. void APIENTRY
  230. glutSolidTorus(GLdouble innerRadius, GLdouble outerRadius,
  231.   GLint nsides, GLint rings)
  232. {
  233.   doughnut(innerRadius, outerRadius, nsides, rings);
  234. }
  235.  
  236. /* ENDCENTRY */
  237.  
  238. static GLfloat dodec[20][3];
  239.  
  240. static void
  241. initDodecahedron(void)
  242. {
  243.   GLfloat alpha, beta;
  244.  
  245.   alpha = sqrt(2.0 / (3.0 + sqrt(5.0)));
  246.   beta = 1.0 + sqrt(6.0 / (3.0 + sqrt(5.0)) -
  247.     2.0 + 2.0 * sqrt(2.0 / (3.0 + sqrt(5.0))));
  248.   /* *INDENT-OFF* */
  249.   dodec[0][0] = -alpha; dodec[0][1] = 0; dodec[0][2] = beta;
  250.   dodec[1][0] = alpha; dodec[1][1] = 0; dodec[1][2] = beta;
  251.   dodec[2][0] = -1; dodec[2][1] = -1; dodec[2][2] = -1;
  252.   dodec[3][0] = -1; dodec[3][1] = -1; dodec[3][2] = 1;
  253.   dodec[4][0] = -1; dodec[4][1] = 1; dodec[4][2] = -1;
  254.   dodec[5][0] = -1; dodec[5][1] = 1; dodec[5][2] = 1;
  255.   dodec[6][0] = 1; dodec[6][1] = -1; dodec[6][2] = -1;
  256.   dodec[7][0] = 1; dodec[7][1] = -1; dodec[7][2] = 1;
  257.   dodec[8][0] = 1; dodec[8][1] = 1; dodec[8][2] = -1;
  258.   dodec[9][0] = 1; dodec[9][1] = 1; dodec[9][2] = 1;
  259.   dodec[10][0] = beta; dodec[10][1] = alpha; dodec[10][2] = 0;
  260.   dodec[11][0] = beta; dodec[11][1] = -alpha; dodec[11][2] = 0;
  261.   dodec[12][0] = -beta; dodec[12][1] = alpha; dodec[12][2] = 0;
  262.   dodec[13][0] = -beta; dodec[13][1] = -alpha; dodec[13][2] = 0;
  263.   dodec[14][0] = -alpha; dodec[14][1] = 0; dodec[14][2] = -beta;
  264.   dodec[15][0] = alpha; dodec[15][1] = 0; dodec[15][2] = -beta;
  265.   dodec[16][0] = 0; dodec[16][1] = beta; dodec[16][2] = alpha;
  266.   dodec[17][0] = 0; dodec[17][1] = beta; dodec[17][2] = -alpha;
  267.   dodec[18][0] = 0; dodec[18][1] = -beta; dodec[18][2] = alpha;
  268.   dodec[19][0] = 0; dodec[19][1] = -beta; dodec[19][2] = -alpha;
  269.   /* *INDENT-ON* */
  270.  
  271. }
  272.  
  273. #define DIFF3(_a,_b,_c) { \
  274.     (_c)[0] = (_a)[0] - (_b)[0]; \
  275.     (_c)[1] = (_a)[1] - (_b)[1]; \
  276.     (_c)[2] = (_a)[2] - (_b)[2]; \
  277. }
  278.  
  279. static void
  280. crossprod(GLfloat v1[3], GLfloat v2[3], GLfloat prod[3])
  281. {
  282.   GLfloat p[3];         /* in case prod == v1 or v2 */
  283.  
  284.   p[0] = v1[1] * v2[2] - v2[1] * v1[2];
  285.   p[1] = v1[2] * v2[0] - v2[2] * v1[0];
  286.   p[2] = v1[0] * v2[1] - v2[0] * v1[1];
  287.   prod[0] = p[0];
  288.   prod[1] = p[1];
  289.   prod[2] = p[2];
  290. }
  291.  
  292. static void
  293. normalize(GLfloat v[3])
  294. {
  295.   GLfloat d;
  296.  
  297.   d = sqrt(v[0] * v[0] + v[1] * v[1] + v[2] * v[2]);
  298.   if (d == 0.0) {
  299.     __glutWarning("normalize: zero length vector");
  300.     v[0] = d = 1.0;
  301.   }
  302.   d = 1 / d;
  303.   v[0] *= d;
  304.   v[1] *= d;
  305.   v[2] *= d;
  306. }
  307.  
  308. static void
  309. pentagon(int a, int b, int c, int d, int e, GLenum shadeType)
  310. {
  311.   GLfloat n0[3], d1[3], d2[3];
  312.  
  313.   DIFF3(dodec[a], dodec[b], d1);
  314.   DIFF3(dodec[b], dodec[c], d2);
  315.   crossprod(d1, d2, n0);
  316.   normalize(n0);
  317.  
  318.   glBegin(shadeType);
  319.   glNormal3fv(n0);
  320.   glVertex3fv(&dodec[a][0]);
  321.   glVertex3fv(&dodec[b][0]);
  322.   glVertex3fv(&dodec[c][0]);
  323.   glVertex3fv(&dodec[d][0]);
  324.   glVertex3fv(&dodec[e][0]);
  325.   glEnd();
  326. }
  327.  
  328. static void
  329. dodecahedron(GLenum type)
  330. {
  331.   static int inited = 0;
  332.  
  333.   if (inited == 0) {
  334.     inited = 1;
  335.     initDodecahedron();
  336.   }
  337.   pentagon(0, 1, 9, 16, 5, type);
  338.   pentagon(1, 0, 3, 18, 7, type);
  339.   pentagon(1, 7, 11, 10, 9, type);
  340.   pentagon(11, 7, 18, 19, 6, type);
  341.   pentagon(8, 17, 16, 9, 10, type);
  342.   pentagon(2, 14, 15, 6, 19, type);
  343.   pentagon(2, 13, 12, 4, 14, type);
  344.   pentagon(2, 19, 18, 3, 13, type);
  345.   pentagon(3, 0, 5, 12, 13, type);
  346.   pentagon(6, 15, 8, 10, 11, type);
  347.   pentagon(4, 17, 8, 15, 14, type);
  348.   pentagon(4, 12, 5, 16, 17, type);
  349. }
  350.  
  351. /* CENTRY */
  352. void APIENTRY
  353. glutWireDodecahedron(void)
  354. {
  355.   dodecahedron(GL_LINE_LOOP);
  356. }
  357.  
  358. void APIENTRY
  359. glutSolidDodecahedron(void)
  360. {
  361.   dodecahedron(GL_TRIANGLE_FAN);
  362. }
  363.  
  364. /* ENDCENTRY */
  365.  
  366. static void
  367. recorditem(GLfloat * n1, GLfloat * n2, GLfloat * n3,
  368.   GLenum shadeType)
  369. {
  370.   GLfloat q0[3], q1[3];
  371.  
  372.   DIFF3(n1, n2, q0);
  373.   DIFF3(n2, n3, q1);
  374.   crossprod(q0, q1, q1);
  375.   normalize(q1);
  376.  
  377.   glBegin(shadeType);
  378.   glNormal3fv(q1);
  379.   glVertex3fv(n1);
  380.   glVertex3fv(n2);
  381.   glVertex3fv(n3);
  382.   glEnd();
  383. }
  384.  
  385. static void
  386. subdivide(GLfloat * v0, GLfloat * v1, GLfloat * v2,
  387.   GLenum shadeType)
  388. {
  389.   int depth;
  390.   GLfloat w0[3], w1[3], w2[3];
  391.   GLfloat l;
  392.   int i, j, k, n;
  393.  
  394.   depth = 1;
  395.   for (i = 0; i < depth; i++) {
  396.     for (j = 0; i + j < depth; j++) {
  397.       k = depth - i - j;
  398.       for (n = 0; n < 3; n++) {
  399.         w0[n] = (i * v0[n] + j * v1[n] + k * v2[n]) / depth;
  400.         w1[n] = ((i + 1) * v0[n] + j * v1[n] + (k - 1) * v2[n])
  401.           / depth;
  402.         w2[n] = (i * v0[n] + (j + 1) * v1[n] + (k - 1) * v2[n])
  403.           / depth;
  404.       }
  405.       l = sqrt(w0[0] * w0[0] + w0[1] * w0[1] + w0[2] * w0[2]);
  406.       w0[0] /= l;
  407.       w0[1] /= l;
  408.       w0[2] /= l;
  409.       l = sqrt(w1[0] * w1[0] + w1[1] * w1[1] + w1[2] * w1[2]);
  410.       w1[0] /= l;
  411.       w1[1] /= l;
  412.       w1[2] /= l;
  413.       l = sqrt(w2[0] * w2[0] + w2[1] * w2[1] + w2[2] * w2[2]);
  414.       w2[0] /= l;
  415.       w2[1] /= l;
  416.       w2[2] /= l;
  417.       recorditem(w1, w0, w2, shadeType);
  418.     }
  419.   }
  420. }
  421.  
  422. static void
  423. drawtriangle(int i, GLfloat data[][3], int ndx[][3],
  424.   GLenum shadeType)
  425. {
  426.   GLfloat *x0, *x1, *x2;
  427.  
  428.   x0 = data[ndx[i][0]];
  429.   x1 = data[ndx[i][1]];
  430.   x2 = data[ndx[i][2]];
  431.   subdivide(x0, x1, x2, shadeType);
  432. }
  433.  
  434. /* octahedron data: The octahedron produced is centered at the
  435.    origin and has radius 1.0 */
  436. static GLfloat odata[6][3] =
  437. {
  438.   {1.0, 0.0, 0.0},
  439.   {-1.0, 0.0, 0.0},
  440.   {0.0, 1.0, 0.0},
  441.   {0.0, -1.0, 0.0},
  442.   {0.0, 0.0, 1.0},
  443.   {0.0, 0.0, -1.0}
  444. };
  445.  
  446. static int ondex[8][3] =
  447. {
  448.   {0, 4, 2},
  449.   {1, 2, 4},
  450.   {0, 3, 4},
  451.   {1, 4, 3},
  452.   {0, 2, 5},
  453.   {1, 5, 2},
  454.   {0, 5, 3},
  455.   {1, 3, 5}
  456. };
  457.  
  458. static void
  459. octahedron(GLenum shadeType)
  460. {
  461.   int i;
  462.  
  463.   for (i = 7; i >= 0; i--) {
  464.     drawtriangle(i, odata, ondex, shadeType);
  465.   }
  466. }
  467.  
  468. /* CENTRY */
  469. void APIENTRY
  470. glutWireOctahedron(void)
  471. {
  472.   octahedron(GL_LINE_LOOP);
  473. }
  474.  
  475. void APIENTRY
  476. glutSolidOctahedron(void)
  477. {
  478.   octahedron(GL_TRIANGLES);
  479. }
  480.  
  481. /* ENDCENTRY */
  482.  
  483. /* icosahedron data: These numbers are rigged to make an
  484.    icosahedron of radius 1.0 */
  485.  
  486. #define X .525731112119133606
  487. #define Z .850650808352039932
  488.  
  489. static GLfloat idata[12][3] =
  490. {
  491.   {-X, 0, Z},
  492.   {X, 0, Z},
  493.   {-X, 0, -Z},
  494.   {X, 0, -Z},
  495.   {0, Z, X},
  496.   {0, Z, -X},
  497.   {0, -Z, X},
  498.   {0, -Z, -X},
  499.   {Z, X, 0},
  500.   {-Z, X, 0},
  501.   {Z, -X, 0},
  502.   {-Z, -X, 0}
  503. };
  504.  
  505. static int index[20][3] =
  506. {
  507.   {0, 4, 1},
  508.   {0, 9, 4},
  509.   {9, 5, 4},
  510.   {4, 5, 8},
  511.   {4, 8, 1},
  512.   {8, 10, 1},
  513.   {8, 3, 10},
  514.   {5, 3, 8},
  515.   {5, 2, 3},
  516.   {2, 7, 3},
  517.   {7, 10, 3},
  518.   {7, 6, 10},
  519.   {7, 11, 6},
  520.   {11, 0, 6},
  521.   {0, 1, 6},
  522.   {6, 1, 10},
  523.   {9, 0, 11},
  524.   {9, 11, 2},
  525.   {9, 2, 5},
  526.   {7, 2, 11},
  527. };
  528.  
  529. static void
  530. icosahedron(GLenum shadeType)
  531. {
  532.   int i;
  533.  
  534.   for (i = 19; i >= 0; i--) {
  535.     drawtriangle(i, idata, index, shadeType);
  536.   }
  537. }
  538.  
  539. /* CENTRY */
  540. void APIENTRY
  541. glutWireIcosahedron(void)
  542. {
  543.   icosahedron(GL_LINE_LOOP);
  544. }
  545.  
  546. void APIENTRY
  547. glutSolidIcosahedron(void)
  548. {
  549.   icosahedron(GL_TRIANGLES);
  550. }
  551.  
  552. /* ENDCENTRY */
  553.  
  554. /* tetrahedron data: */
  555.  
  556. #define T       1.73205080756887729
  557.  
  558. static GLfloat tdata[4][3] =
  559. {
  560.   {T, T, T},
  561.   {T, -T, -T},
  562.   {-T, T, -T},
  563.   {-T, -T, T}
  564. };
  565.  
  566. static int tndex[4][3] =
  567. {
  568.   {0, 1, 3},
  569.   {2, 1, 0},
  570.   {3, 2, 0},
  571.   {1, 2, 3}
  572. };
  573.  
  574. static void
  575. tetrahedron(GLenum shadeType)
  576. {
  577.   int i;
  578.  
  579.   for (i = 3; i >= 0; i--)
  580.     drawtriangle(i, tdata, tndex, shadeType);
  581. }
  582.  
  583. /* CENTRY */
  584. void APIENTRY
  585. glutWireTetrahedron(void)
  586. {
  587.   tetrahedron(GL_LINE_LOOP);
  588. }
  589.  
  590. void APIENTRY
  591. glutSolidTetrahedron(void)
  592. {
  593.   tetrahedron(GL_TRIANGLES);
  594. }
  595.  
  596. /* ENDCENTRY */
  597.