home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ OpenGL Superbible (2nd Edition) / OpenGL SuperBible e2.iso / tools / GLUT-3.7 / PROGS / GLE / transport.c < prev    next >
Encoding:
C/C++ Source or Header  |  1998-08-12  |  10.6 KB  |  380 lines
  1. /* 
  2.  * transport.c
  3.  * 
  4.  * FUNCTION:
  5.  * Illustrate principle of shearing vs. parallel transport.
  6.  *
  7.  * HISTORY:
  8.  * -- created by Linas Vepstas October 1991
  9.  * -- C++ and OO playing around Linas Vepstas June 1993
  10.  * -- converted to use GLUT -- December 1995, Linas
  11.  *
  12.  */
  13.  
  14. /* required include files */
  15. #include <stdlib.h>
  16. #include <math.h>
  17. #include <GL/glut.h>
  18. #include <GL/tube.h>
  19.  
  20. /* =========================================================== */
  21.  
  22. #define SET_RGB(rgb,r,g,b) {            \
  23.     rgb[0]=r; rgb[1]=g; rgb[2]=b;        \
  24. } 
  25.  
  26. typedef struct _material {
  27.  
  28.    /* public data areas */
  29.    float emission[3];    
  30.    float ambient[3];  
  31.    float diffuse[3];  
  32.    float specular[3]; 
  33.    float shininess;
  34.  
  35. } Material;
  36.  
  37. #define SET_EMIS(self,r,g,b) { SET_RGB(self->emission, r,g,b); }
  38. #define SET_AMB(self,r,g,b) { SET_RGB(self->ambient, r,g,b); }
  39. #define SET_DIFF(self,r,g,b) { SET_RGB(self->diffuse, r,g,b); }
  40. #define SET_SPEC(self,r,g,b) { SET_RGB(self->specular, r,g,b); }
  41.  
  42. /* =========================================================== */
  43.  
  44. #ifdef NOTNOW
  45. class goPolyline {
  46.    public:
  47.       int dimension;
  48.       int numPoints;
  49.       double * pts;
  50.  
  51.    private:
  52.       int  nfree;
  53.  
  54.    public:
  55.       goPolyline ();        // by default, construct 3D polyline
  56.       goPolyline (int);            // construct arbitrary dimension polyline
  57.       void Print ();
  58.       void AddPoint (double x, double y);
  59.       void AddNormal (double x, double y);
  60.       void MakeFacetNormal ();
  61. };
  62. #endif /* NOTNOW */
  63.  
  64. typedef double SVec[2];
  65.  
  66. typedef struct contour {
  67.  
  68.    /* public data areas */
  69.    int numContourPoints;
  70.    int numContourNorms;
  71.    SVec * pts;
  72.    SVec * norms;
  73.    double up[3];
  74.  
  75. } Contour;
  76.  
  77. #define pfree numContourPoints
  78. #define nfree numContourNorms
  79.  
  80. #define NEW_CONTOUR(self) {            \
  81.    self -> pts = (SVec *) malloc (100*sizeof (double));    \
  82.    self -> norms = (SVec *) malloc (100*sizeof (double));    \
  83.    self -> pfree = 0;        \
  84.    self -> nfree = 0;        \
  85. }
  86.  
  87. #define ADD_POINT(self,x,y) {             \
  88.    self -> pts[self->pfree][0] = x;        \
  89.    self -> pts[self->pfree][1] = y;        \
  90.    self->pfree ++;                \
  91. }
  92.  
  93. #define ADD_NORMAL(self,x,y) {             \
  94.    self -> norms[self->nfree][0] = x;        \
  95.    self -> norms[self->nfree][1] = y;        \
  96.    self->nfree ++;                \
  97. }
  98.  
  99. #define MAKE_NORMAL(self) {            \
  100.    float dx, dy, w;                \
  101.    dx = self -> pts [self->pfree -1][0];    \
  102.    dx -= self -> pts [self->pfree -2][0];    \
  103.    dy = self -> pts [self->pfree -1][1];    \
  104.    dy -= self -> pts [self->pfree -2][1];    \
  105.    w = 1.0 / sqrt (dx*dx+dy*dy);        \
  106.    dx *= w;                    \
  107.    dy *= w;                    \
  108.    self -> norms[self->nfree][0] = -dy;        \
  109.    self -> norms[self->nfree][1] = dx;        \
  110.    self -> nfree ++;                \
  111. }
  112.  
  113. /* =========================================================== */
  114. /* class gleExtrustion */
  115.  
  116. typedef struct _extrusion {
  117.    Material    *material;    /* material description */
  118.    Contour     *contour;    /* 2D contour */
  119.  
  120.    double radius;        /* for polycylinder, torus */
  121.    double startRadius;     /* spiral starts in x-y plane */
  122.    double drdTheta;        /* change in radius per revolution */
  123.    double startZ;          /* starting z value */
  124.    double dzdTheta;        /* change in Z per revolution */
  125.    double startXform[2][3]; /* starting contour affine xform */
  126.    double dXdTheta[2][3]; /* tangent change xform per revoln */
  127.    double startTheta;      /* start angle in x-y plane */
  128.    double sweepTheta;     /* degrees to spiral around */
  129.  
  130. } Extrusion;
  131.  
  132. #define  NEW_EXTRUSION(self) {        \
  133.    self -> material = (Material *) malloc (sizeof (Material));    \
  134.    self -> contour = (Contour *) malloc (sizeof (Contour));    \
  135.    NEW_CONTOUR (self->contour);                    \
  136. }
  137.     
  138.  
  139. /* =========================================================== */
  140. Extrusion *arrow = NULL;
  141.  
  142. /* =========================================================== */
  143. float lastx=0;
  144. float lasty=0;
  145.  
  146. void draw_arrow () {
  147.  
  148.    /* attach the mouse */
  149.    arrow->sweepTheta = 180.0 + 0.13* lastx;
  150.    arrow->dzdTheta = 0.03 * (lasty+10.0);
  151.  
  152.    glMaterialfv (GL_FRONT_AND_BACK, GL_AMBIENT, arrow->material->ambient);
  153.    glMaterialfv (GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE, arrow->material->diffuse);
  154.    glMaterialfv (GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, arrow->material->specular);
  155.    glMaterialf (GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS, 2.0);
  156.  
  157. #ifdef IBM_GL_32
  158.    rotate (-750, 'x');
  159.    rotate (-100, 'z');
  160.  
  161.    /* first, draw with the routine that uses a local coordinate 
  162.     * system with torsion */
  163.    translate (-0.5, -0.5, 3.2);
  164.  
  165.    lathe (arrow->contour->numContourPoints,
  166.            arrow->contour->pts,
  167.            arrow->contour->norms,
  168.            arrow->contour->up,
  169.            arrow->startRadius,    /* donut radius */
  170.            arrow->drdTheta,   /* change in donut radius per revolution */
  171.            arrow->startZ,    /* start z value */
  172.            arrow->dzdTheta,     /* change in Z per revolution */
  173.            NULL,
  174.            NULL,
  175.            arrow->startTheta,     /* start angle */
  176.            arrow->sweepTheta);     /* sweep angle */
  177.  
  178.    draw_axes ();
  179.  
  180.    /* next, draw with a routine that uses parallel transport */
  181.    translate (0.0, 0.0, -5.4);
  182.    lmbind (MATERIAL, 88);
  183.    cpack (0x339999);
  184.    spiral (arrow->contour->numContourPoints,
  185.            arrow->contour->pts,
  186.            arrow->contour->norms,
  187.            arrow->contour->up,
  188.            arrow->startRadius,    /* donut radius */
  189.            arrow->drdTheta,   /* change in donut radius per revolution */
  190.            arrow->startZ,    /* start z value */
  191.            arrow->dzdTheta,     /* change in Z per revolution */
  192.            NULL,
  193.            NULL,
  194.            arrow->startTheta,     /* start angle */
  195.            arrow->sweepTheta);     /* sweep angle */
  196.  
  197. #endif 
  198.  
  199. #define OPENGL_10
  200. #ifdef OPENGL_10
  201.    glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
  202.  
  203.    /* set up some matrices so that the object spins with the mouse */
  204.    glPushMatrix ();
  205.    glTranslatef (0.0, 0.0, -80.0);
  206.    glRotated (-75.0, 1.0, 0.0, 0.0);
  207.    glRotated (-10.0, 0.0, 0.0, 1.0);
  208.  
  209.    /* first, draw with the routine that uses a local coordinate 
  210.     * system with torsion */
  211.    glTranslated (-0.5, -0.5, 4.2);
  212.  
  213.    gleLathe (arrow->contour->numContourPoints,
  214.            arrow->contour->pts,
  215.            arrow->contour->norms,
  216.            arrow->contour->up,
  217.            arrow->startRadius,    /* donut radius */
  218.            arrow->drdTheta,   /* change in donut radius per revolution */
  219.            arrow->startZ,    /* start z value */
  220.            arrow->dzdTheta,     /* change in Z per revolution */
  221.            NULL,
  222.            NULL,
  223.            arrow->startTheta,     /* start angle */
  224.            arrow->sweepTheta);     /* sweep angle */
  225.  
  226.    /* next, draw with a routine that uses parallel transport */
  227.    glTranslated (0.0, 0.0, -8.4);
  228. /*
  229.    lmbind (MATERIAL, 88);
  230.    cpack (0x339999);
  231. */
  232.    gleSpiral (arrow->contour->numContourPoints,
  233.            arrow->contour->pts,
  234.            arrow->contour->norms,
  235.            arrow->contour->up,
  236.            arrow->startRadius,    /* donut radius */
  237.            arrow->drdTheta,   /* change in donut radius per revolution */
  238.            arrow->startZ,    /* start z value */
  239.            arrow->dzdTheta,     /* change in Z per revolution */
  240.            NULL,
  241.            NULL,
  242.            arrow->startTheta,     /* start angle */
  243.            arrow->sweepTheta);     /* sweep angle */
  244.  
  245.    glPopMatrix ();
  246.    glutSwapBuffers ();
  247. #endif 
  248. }
  249.  
  250. /* =========================================================== */
  251.  
  252. #define SCALE 1.80
  253. #define PT(x,y) { ADD_POINT (arrow->contour, SCALE*x, SCALE*y); }
  254. #define NORM(x,y) { ADD_NORMAL (arrow->contour, x, y); }
  255. #define FACET { MAKE_NORMAL (arrow->contour); }
  256.  
  257. /* =========================================================== */
  258.  
  259. void init_arrow (void)
  260. {
  261.    int style;
  262.  
  263.    arrow = (Extrusion *) malloc (sizeof (Extrusion));
  264.    NEW_EXTRUSION (arrow);
  265.  
  266.    /* define color of arrow */
  267.    SET_AMB (arrow->material, 0.15, 0.15, 0.15);
  268.    SET_DIFF (arrow->material, 0.15, 0.55, 0.55);
  269.    SET_SPEC (arrow->material, 0.4, 0.4, 0.4);
  270.  
  271.    /* define lathe/spiral parameters */
  272.    arrow -> startRadius = 7.3;
  273.    arrow -> drdTheta = 0.0;
  274.    arrow -> startZ = 0.0;
  275.    arrow -> dzdTheta = 0.0;
  276.    arrow -> startTheta = 0.0;
  277.    arrow -> sweepTheta = 90.0;
  278.  
  279.    /* define arrow contour */
  280.    PT (-1.0, -2.0); 
  281.    PT (-1.0, 0.0); FACET; 
  282.    PT (-2.0, 0.0); FACET;
  283.    PT (0.0, 2.0); FACET;
  284.    PT (2.0, 0.0); FACET;
  285.    PT (1.0, 0.0); FACET;
  286.    PT (1.0, -2.0); FACET;
  287.  
  288.    /* define contour up vector */
  289.    arrow->contour->up[0] = 0.0;
  290.    arrow->contour->up[1] = 0.0;
  291.    arrow->contour->up[2] = 1.0;
  292.  
  293.    /* set the initial join style */
  294.    style = 0x0;
  295.    style |= TUBE_JN_CAP;
  296.    style |= TUBE_NORM_PATH_EDGE;
  297.    style |= TUBE_NORM_FACET;
  298.    style |= TUBE_CONTOUR_CLOSED;
  299.    gleSetJoinStyle (style);
  300.  
  301. }
  302.  
  303. /* =========================================================== */
  304.  
  305. /* get notified of mouse motions */
  306. void MouseMotion (int x, int y)
  307. {
  308.    lastx = x;
  309.    lasty = y;
  310.    glutPostRedisplay ();
  311. }
  312.  
  313. /* ARGSUSED */
  314. void JoinStyle (int msg) 
  315. {
  316.    exit (0);
  317. }
  318.  
  319. /* set up a light */
  320. GLfloat lightOnePosition[] = {40.0, 40, 100.0, 0.0};
  321. GLfloat lightOneColor[] = {0.54, 0.54, 0.54, 1.0}; 
  322.  
  323. GLfloat lightTwoPosition[] = {-40.0, 40, 100.0, 0.0};
  324. GLfloat lightTwoColor[] = {0.54, 0.54, 0.54, 1.0}; 
  325.  
  326. GLfloat lightThreePosition[] = {40.0, 40, -100.0, 0.0};
  327. GLfloat lightThreeColor[] = {0.54, 0.54, 0.54, 1.0}; 
  328.  
  329. int
  330. main (int argc, char * argv[]) {
  331.  
  332.    /* initialize glut */
  333.    glutInit (&argc, argv);
  334.    glutInitDisplayMode (GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
  335.    glutCreateWindow ("transport");
  336.    glutDisplayFunc (draw_arrow);
  337.    glutMotionFunc (MouseMotion);
  338.  
  339.    /* create popup menu */
  340.    glutCreateMenu (JoinStyle);
  341.    glutAddMenuEntry ("Exit", 99);
  342.    glutAttachMenu (GLUT_MIDDLE_BUTTON);
  343.  
  344.    /* initialize GL */
  345.    glClearDepth (1.0);
  346.    glEnable (GL_DEPTH_TEST);
  347.    glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
  348.    glShadeModel (GL_SMOOTH);
  349.  
  350.    glMatrixMode (GL_PROJECTION);
  351.    /* roughly, measured in centimeters */
  352.    glFrustum (-9.0, 9.0, -9.0, 9.0, 50.0, 150.0);
  353.    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
  354.  
  355.    /* initialize lighting */
  356.    glLightfv (GL_LIGHT0, GL_POSITION, lightOnePosition);
  357.    glLightfv (GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, lightOneColor);
  358.    glLightfv (GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, lightOneColor);
  359.    glLightfv (GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, lightOneColor);
  360.    glEnable (GL_LIGHT0);
  361.    glLightfv (GL_LIGHT1, GL_POSITION, lightTwoPosition);
  362.    glLightfv (GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, lightTwoColor);
  363.    glLightfv (GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, lightTwoColor);
  364.    glEnable (GL_LIGHT1);
  365.    glLightfv (GL_LIGHT2, GL_POSITION, lightThreePosition);
  366.    glLightfv (GL_LIGHT2, GL_DIFFUSE, lightThreeColor);
  367.    glLightfv (GL_LIGHT2, GL_AMBIENT, lightThreeColor);
  368.    glEnable (GL_LIGHT2);
  369.    glEnable (GL_LIGHTING);
  370.    glEnable (GL_NORMALIZE);
  371.    /* glColorMaterial (GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE); */
  372.    /* glEnable (GL_COLOR_MATERIAL); */
  373.  
  374.    init_arrow ();
  375.  
  376.    glutMainLoop ();
  377.    return 0;             /* ANSI C requires main to return int. */
  378. }
  379. /* ================== END OF FILE ================== */
  380.