]> git.cworth.org Git - akamaru/blob - main.c
Add init function for springs and clean up grid init.
[akamaru] / main.c
1 /*                                           -*- mode: c; c-basic-offset: 2 -*-
2  * To compile:
3  *
4  *     gcc -Wall -g $(pkg-config --cflags --libs gtk+-2.0 cairo) \
5  *             akamaru.c main.c -o akamaru
6  */
7
8 #include <gtk/gtk.h>
9 #include <cairo.h>
10 #include <cairo-xlib.h>
11 #include <gdk/gdkx.h>
12 #include <stdlib.h>
13 #include <string.h>
14 #include <sys/time.h>
15 #include <math.h>
16
17 #include "akamaru.h"
18
19 static void
20 model_init_polygons (Model *model)
21 {
22   const int num_polygons = 5;
23   const double ground_level = 500;
24
25   model->polygons = g_new (Polygon, num_polygons);
26   polygon_init_diamond (&model->polygons[0], 250, 300);
27   polygon_init_diamond (&model->polygons[1], 400, 150);
28   polygon_init_rectangle (&model->polygons[2], -100, 200, 200, 250);
29   polygon_init_rectangle (&model->polygons[3], -200, ground_level,
30                           1200, ground_level + 400);
31
32   polygon_init_rectangle (&model->polygons[4], 300, 320, 400, 350);
33
34   model->num_polygons = num_polygons;
35 }
36
37 static void
38 model_init_snake (Model *model)
39 {
40   const int num_objects = 20;
41   const int num_sticks = num_objects * 2 - 3;
42   int i;
43
44   memset (model, 0, sizeof *model);
45   model->objects = g_new (Object, num_objects);
46   model->num_objects = num_objects;
47   model->sticks = g_new (Stick, num_sticks);
48   model->num_sticks = num_sticks;
49   model_init_polygons (model);
50
51   for (i = 0; i < num_objects; i++) {
52     object_init (&model->objects[i],
53                  random() % 200 + 20, random() % 200 + 20, 1);
54
55     if (i + 1 < num_objects) {
56       model->sticks[i * 2].a = &model->objects[i];
57       model->sticks[i * 2].b = &model->objects[i + 1];
58       model->sticks[i * 2].length = random() % 20 + 20;
59     }
60     if (i + 2 < num_objects) {
61       model->sticks[i * 2 + 1].a = &model->objects[i];
62       model->sticks[i * 2 + 1].b = &model->objects[i + 2];
63       model->sticks[i * 2 + 1].length = random() % 20 + 20;
64     }
65   }
66
67   model->anchor_object = NULL;
68 }
69
70 static void
71 model_init_rope (Model *model)
72 {
73   const int num_objects = 20;
74   const int num_sticks = num_objects - 1;
75   const int stick_length = 10;
76   int i;
77
78   memset (model, 0, sizeof *model);
79   model->objects = g_new (Object, num_objects);
80   model->num_objects = num_objects;
81   model->sticks = g_new (Stick, num_sticks);
82   model->num_sticks = num_sticks;
83   model_init_polygons (model);
84
85   for (i = 0; i < num_objects; i++) {
86     object_init (&model->objects[i], 200, 40 + i * stick_length, 1);
87
88     if (i + 1 < num_objects) {
89       model->sticks[i].a = &model->objects[i];
90       model->sticks[i].b = &model->objects[i + 1];
91       model->sticks[i].length = stick_length;
92     }
93   }
94
95   model->anchor_object = NULL;
96 }
97
98 static void
99 model_init_curtain (Model *model)
100 {
101   const int num_ropes = 5;
102   const int num_rope_objects = 15;
103   const int num_objects = num_ropes * num_rope_objects;
104   const int num_sticks = num_ropes * (num_rope_objects - 1);
105   const int stick_length = 10;
106   const int rope_offset = 30;
107   double x, y;
108   int i, j, index, stick_index;
109
110   memset (model, 0, sizeof *model);
111   model->objects = g_new (Object, num_objects);
112   model->num_objects = num_objects;
113   model->sticks = g_new (Stick, num_sticks);
114   model->num_sticks = num_sticks;
115   model->offsets = g_new (Offset, 1);
116   model->num_offsets = 1;
117   model_init_polygons (model);
118
119   model->offsets[0].num_objects = num_ropes;
120   model->offsets[0].objects = g_new (Object *, num_ropes);
121   model->offsets[0].dx = rope_offset;
122   model->offsets[0].dy = 0;
123
124   for (i = 0; i < num_ropes; i++) {
125     for (j = 0; j < num_rope_objects; j++) {
126       x = 200 + i * rope_offset;
127       y = 40 + j * stick_length;
128       index = i * num_rope_objects + j;
129       object_init (&model->objects[index], x, y, 1);
130
131       if (j + 1 < num_rope_objects) {
132         stick_index = i * (num_rope_objects - 1) + j;
133         model->sticks[stick_index].a = &model->objects[index];
134         model->sticks[stick_index].b = &model->objects[index + 1];
135         model->sticks[stick_index].length = stick_length;
136       }
137     }
138
139     model->offsets[0].objects[i] = &model->objects[i * num_rope_objects];
140   }
141
142   model->anchor_object = NULL;
143 }
144
145 static void
146 model_init_grid (Model *model)
147 {
148   const int num_ropes = 4;
149   const int num_rope_objects = 4;
150   const int num_objects = num_ropes * num_rope_objects;
151   const int num_strings = num_ropes * (num_rope_objects - 1) +
152     (num_ropes - 1) * num_rope_objects;
153   const int string_length = 20;
154   const int rope_offset = 20;
155   Object *object;
156   String *string;
157   int i, j;
158
159   memset (model, 0, sizeof *model);
160   model->objects = g_new (Object, num_objects);
161   model->num_objects = num_objects;
162   model->strings = g_new (String, num_strings);
163   model->num_strings = num_strings;
164   model->offsets = g_new (Offset, 1);
165   model->num_offsets = 1;
166   model_init_polygons (model);
167
168   model->offsets[0].num_objects = num_ropes;
169   model->offsets[0].objects = g_new (Object *, num_ropes);
170   model->offsets[0].dx = rope_offset;
171   model->offsets[0].dy = 0;
172
173   object = model->objects;
174   string = model->strings;
175   for (i = 0; i < num_ropes; i++) {
176     for (j = 0; j < num_rope_objects; j++) {
177       object_init (object, 200 + i * rope_offset, 40 + j * string_length, 1);
178
179       if (i + 1 < num_ropes)
180         string_init (string++,
181                      object, object + num_rope_objects, string_length);
182       if (j + 1 < num_rope_objects)
183         string_init (string++, object, object + 1, string_length);
184       object++;
185     }
186
187     model->offsets[0].objects[i] = &model->objects[i * num_rope_objects];
188   }
189
190   model->anchor_object = NULL;
191 }
192
193 static void
194 model_init_molecule (Model *model)
195 {
196   const int num_objects = 8;
197   const int num_springs = num_objects * 2;
198   const int spring_length = 50;
199   int i;
200   Spring *spring;
201
202   memset (model, 0, sizeof *model);
203   model->objects = g_new (Object, num_objects);
204   model->num_objects = num_objects;
205   model->springs = g_new (Spring, num_springs);
206   model->num_springs = num_springs;
207   model->k = 2;
208
209   for (i = 0; i < num_objects; i++)
210     object_init (&model->objects[i], 200 + i * 20, 200, 0);
211
212   spring = model->springs;
213   for (i = 0; i < num_objects; i++) {
214     spring_init (spring++, &model->objects[i],
215                  &model->objects[(i + 1) % num_objects],
216                  spring_length);
217     spring_init (spring++, &model->objects[i],
218                  &model->objects[(i + 2) % num_objects],
219                  spring_length);
220   }
221 }
222
223
224 static void
225 model_init_wobbly (Model *model)
226 {
227   const int width = 8, height = 8;
228   const int num_objects = width * height;
229   const int num_offset_springs = (width - 1) * height + width * (height - 1);
230   const int distance = 30;
231   double x, y;
232   int i, j;
233   Object *object;
234   OffsetSpring *spring;
235
236   memset (model, 0, sizeof *model);
237   model->objects = g_new (Object, num_objects);
238   model->num_objects = num_objects;
239   model->offset_springs = g_new (OffsetSpring, num_offset_springs);
240   model->num_offset_springs = num_offset_springs;
241   model->k = 4.5;
242
243   model_init_polygons (model);
244
245   object = model->objects;
246   spring = model->offset_springs;
247   for (i = 0; i < width; i++) {
248     for (j = 0; j < height; j++) {
249       x = 200 + i * distance;
250       y = 40 + j * distance;
251       object_init (object, x, y, 0);
252
253       if (i + 1 < width)
254         offset_spring_init (spring++, object, object + height, distance, 0);
255       
256       if (j + 1 < height)
257         offset_spring_init (spring++, object, object + 1, 0, distance);
258
259       object++;
260     }
261   }
262 }
263
264 typedef struct _Color Color;
265 struct _Color {
266   double red, green, blue;
267 };
268
269 static void
270 draw_sticks (cairo_t *cr,
271              Model   *model,
272              Color   *color)
273 {
274   int i;
275
276   cairo_set_source_rgba (cr, color->red, color->green, color->blue, 1);
277   cairo_new_path (cr);
278   cairo_set_line_width (cr, 2);
279   cairo_set_line_join (cr, CAIRO_LINE_JOIN_ROUND);
280   cairo_set_line_cap (cr, CAIRO_LINE_CAP_ROUND);
281
282   for (i = 0; i < model->num_sticks; i++) {
283     cairo_move_to (cr,
284                    model->sticks[i].a->position.x,
285                    model->sticks[i].a->position.y);
286     cairo_line_to (cr,
287                    model->sticks[i].b->position.x,
288                    model->sticks[i].b->position.y);
289   }
290
291   cairo_stroke (cr);
292 }
293
294 static void
295 draw_strings (cairo_t *cr,
296               Model   *model,
297               Color   *color)
298 {
299   int i;
300
301   cairo_set_source_rgba (cr, color->red, color->green, color->blue, 1);
302   cairo_new_path (cr);
303   cairo_set_line_width (cr, 1);
304   cairo_set_line_join (cr, CAIRO_LINE_JOIN_ROUND);
305   cairo_set_line_cap (cr, CAIRO_LINE_CAP_ROUND);
306
307   for (i = 0; i < model->num_strings; i++) {
308     cairo_move_to (cr,
309                    model->strings[i].a->position.x,
310                    model->strings[i].a->position.y);
311     cairo_line_to (cr,
312                    model->strings[i].b->position.x,
313                    model->strings[i].b->position.y);
314   }
315
316   cairo_stroke (cr);
317 }
318
319 static void
320 draw_offsets (cairo_t *cr,
321               Model   *model,
322               Color   *color)
323 {
324   int i, j;
325
326   cairo_set_source_rgba (cr, color->red, color->green, color->blue, 0.5);
327   cairo_new_path (cr);
328   cairo_set_line_width (cr, 4);
329   cairo_set_line_join (cr, CAIRO_LINE_JOIN_ROUND);
330   cairo_set_line_cap (cr, CAIRO_LINE_CAP_ROUND);
331
332   for (i = 0; i < model->num_offsets; i++) {
333     for (j = 0; j < model->offsets[i].num_objects; j++) {
334       cairo_line_to (cr,
335                      model->offsets[i].objects[j]->position.x,
336                      model->offsets[i].objects[j]->position.y);
337     }
338     cairo_stroke (cr);
339   }
340
341 }
342
343 static void
344 draw_springs (cairo_t *cr,
345               Model   *model,
346               Color   *color)
347 {
348   int i;
349
350   cairo_set_source_rgba (cr, color->red, color->green, color->blue, 0.4);
351   cairo_new_path (cr);
352   cairo_set_line_width (cr, 2);
353   cairo_set_line_join (cr, CAIRO_LINE_JOIN_ROUND);
354   cairo_set_line_cap (cr, CAIRO_LINE_CAP_ROUND);
355
356   for (i = 0; i < model->num_springs; i++) {
357     cairo_move_to (cr,
358                    model->springs[i].a->position.x,
359                    model->springs[i].a->position.y);
360     cairo_line_to (cr,
361                    model->springs[i].b->position.x,
362                    model->springs[i].b->position.y);
363   }
364
365   cairo_stroke (cr);
366 }
367
368 static void
369 draw_offset_springs (cairo_t *cr,
370                      Model   *model,
371                      Color   *color)
372 {
373   int i;
374
375   cairo_set_source_rgba (cr, color->red, color->green, color->blue, 0.4);
376   cairo_new_path (cr);
377   cairo_set_line_width (cr, 2);
378   cairo_set_line_join (cr, CAIRO_LINE_JOIN_ROUND);
379   cairo_set_line_cap (cr, CAIRO_LINE_CAP_ROUND);
380
381   for (i = 0; i < model->num_offset_springs; i++) {
382     cairo_move_to (cr,
383                    model->offset_springs[i].a->position.x,
384                    model->offset_springs[i].a->position.y);
385     cairo_line_to (cr,
386                    model->offset_springs[i].b->position.x,
387                    model->offset_springs[i].b->position.y);
388   }
389
390   cairo_stroke (cr);
391 }
392
393 static void
394 draw_polygons (cairo_t *cr, Model *model, Color *color)
395 {
396   Polygon *p;
397   int i, j;
398
399   for (i = 0; i < model->num_polygons; i++) {
400     p = &model->polygons[i];
401     cairo_set_source_rgba (cr, color->red, color->green, color->blue, 0.4);
402
403     
404     for (j = 0; j < p->num_points; j++)
405       cairo_line_to (cr, p->points[j].x, p->points[j].y);
406     cairo_close_path (cr);
407   }
408   cairo_fill (cr);
409
410 }
411
412 static void
413 draw_objects (cairo_t *cr, Model *model, Color *color)
414 {
415   int i;
416
417   cairo_set_source_rgba (cr, color->red, color->green, color->blue, 0.4);
418   for (i = 0; i < model->num_objects; i++) {
419     cairo_arc (cr, model->objects[i].position.x,
420                model->objects[i].position.y,
421                3, 0, 2*M_PI);
422     cairo_fill (cr);
423   }
424 }
425
426 static Color blue = { 0, 0, 1 };
427 static Color green = { 0, 1, 0 };
428 static Color red = { 1, 0, 0 };
429 static Color black = { 0, 0, 0 };
430
431 typedef struct _Closure Closure;
432 struct _Closure {
433   GtkWidget *drawing_area;
434   GtkWidget *fps_label;
435   Model *model;
436   int frame_count;
437   int i;
438   struct timeval start;
439 };
440
441 static void
442 draw_model (GtkWidget *widget, Model *model)
443 {
444   cairo_t *cr;
445
446   cr = gdk_cairo_create (widget->window);
447
448   cairo_set_source_rgb (cr, 1, 1, 1);
449   cairo_paint (cr);
450
451   draw_polygons (cr, model, &blue);
452   draw_sticks (cr, model, &black);
453   draw_strings (cr, model, &green);
454   draw_springs (cr, model, &black);
455   draw_offsets (cr, model, &blue);
456   draw_offset_springs (cr, model, &blue);
457   draw_objects (cr, model, &red);
458
459   cairo_destroy (cr);
460 }
461
462 static gboolean
463 expose_event (GtkWidget      *widget,
464               GdkEventExpose *event,
465               gpointer        data)
466 {
467   Closure *closure = data;
468
469   draw_model (widget, closure->model);
470
471   return TRUE;
472 }
473
474 static gboolean
475 button_press_event (GtkWidget      *widget,
476                     GdkEventButton *event,
477                     gpointer        data)
478 {
479   Closure *closure = data;
480
481   if (event->button != 1)
482     return TRUE;
483
484   closure->model->anchor_position.x = event->x;
485   closure->model->anchor_position.y = event->y;
486   closure->model->anchor_object = model_find_nearest (closure->model,
487                                                       event->x, event->y);
488
489   return TRUE;
490 }
491
492 static gboolean
493 button_release_event (GtkWidget      *widget,
494                       GdkEventButton *event,
495                       gpointer        data)
496 {
497   Closure *closure = data;
498
499   if ((event->state & GDK_BUTTON1_MASK) == 0)
500     return TRUE;
501
502   closure->model->anchor_object = NULL;
503
504   return TRUE;
505 }
506
507 static gboolean
508 motion_notify_event (GtkWidget      *widget,
509                      GdkEventMotion *event,
510                      gpointer        data)
511 {
512   Closure *closure = data;
513   int x, y;
514   GdkModifierType state;
515
516   gdk_window_get_pointer (event->window, &x, &y, &state);
517   
518   closure->model->anchor_position.x = x + 0.5;
519   closure->model->anchor_position.y = y + 0.5;
520
521   return TRUE;
522 }
523
524 typedef void (*ModelInitFunc) (Model *model);
525
526 static void
527 model_changed (GtkComboBox *combo, gpointer user_data)
528 {
529   Closure *closure = user_data;
530   GtkTreeIter iter;
531   GtkTreeModel *tree_model;
532   ModelInitFunc init;
533   char *name;
534
535   tree_model = gtk_combo_box_get_model (combo);
536   if (!gtk_combo_box_get_active_iter (combo, &iter))
537     return;
538
539   gtk_tree_model_get (tree_model, &iter, 0, &name, 1, &init, -1);
540
541   model_fini (closure->model);
542   (*init) (closure->model);
543 }
544
545 static GtkTreeModel *
546 create_model_store (void)
547 {
548   static struct {
549     const char *name;
550     ModelInitFunc init;
551   } models[] = {
552     { "Rope", model_init_rope },
553     { "Snake", model_init_snake },
554     { "Curtain", model_init_curtain },
555     { "Grid", model_init_grid },
556     { "Molecule", model_init_molecule },
557     { "Wobbly", model_init_wobbly }
558   };
559
560   GtkTreeIter iter;
561   GtkTreeStore *store;
562   gint i;
563
564   store = gtk_tree_store_new (2, G_TYPE_STRING, G_TYPE_POINTER);
565
566   for (i = 0; i < G_N_ELEMENTS(models); i++) {
567     gtk_tree_store_append (store, &iter, NULL);
568     gtk_tree_store_set (store, &iter,
569                         0, models[i].name, 1, models[i].init, -1);
570  }
571   
572   return GTK_TREE_MODEL (store);
573
574 }
575
576 static GtkWidget *
577 create_model_combo (Closure *closure)
578 {
579   GtkWidget *hbox;
580   GtkWidget *combo, *label;
581   GtkTreeModel *store;
582   GtkCellRenderer *renderer;
583
584   hbox = gtk_hbox_new (FALSE, 8);
585
586   label = gtk_label_new_with_mnemonic ("_Model:");
587   gtk_box_pack_start (GTK_BOX (hbox), label, FALSE, FALSE, 0);
588
589   store = create_model_store ();
590   combo = gtk_combo_box_new_with_model (store);
591   gtk_combo_box_set_active (GTK_COMBO_BOX (combo), 0);
592   g_object_unref (store);
593
594   renderer = gtk_cell_renderer_text_new ();
595   gtk_cell_layout_pack_start (GTK_CELL_LAYOUT (combo), renderer, TRUE);
596   gtk_cell_layout_set_attributes (GTK_CELL_LAYOUT (combo), renderer,
597                                   "text", 0,
598                                   NULL);
599
600   gtk_label_set_mnemonic_widget (GTK_LABEL (label), combo);
601   gtk_box_pack_start (GTK_BOX (hbox), combo, FALSE, FALSE, 0);
602   g_signal_connect (combo, "changed",
603                     G_CALLBACK (model_changed), closure);
604
605   label = gtk_label_new ("Frames per second: 0");
606   gtk_box_pack_start (GTK_BOX (hbox), label, FALSE, FALSE, 0);
607
608   closure->fps_label = label;
609
610   return hbox;
611 }
612
613 static void
614 create_window (Closure *closure)
615 {
616   GtkWidget *window;
617   GtkWidget *frame;
618   GtkWidget *vbox;
619   GtkWidget *da;
620   GtkWidget *model_combo;
621
622   window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
623   gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Akamaru");
624
625   g_signal_connect (window, "destroy",
626                     G_CALLBACK (gtk_main_quit), &window);
627
628   gtk_container_set_border_width (GTK_CONTAINER (window), 8);
629
630   vbox = gtk_vbox_new (FALSE, 8);
631   gtk_container_set_border_width (GTK_CONTAINER (vbox), 8);
632   gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), vbox);
633
634   /*
635    * Create the drawing area
636    */
637       
638   frame = gtk_frame_new (NULL);
639   gtk_frame_set_shadow_type (GTK_FRAME (frame), GTK_SHADOW_IN);
640   gtk_box_pack_start (GTK_BOX (vbox), frame, TRUE, TRUE, 0);
641       
642   da = gtk_drawing_area_new ();
643   /* set a minimum size */
644   gtk_widget_set_size_request (da, 200, 200);
645
646   gtk_container_add (GTK_CONTAINER (frame), da);
647
648   /* Signals used to handle backing pixmap */
649       
650   g_signal_connect (da, "expose_event",
651                     G_CALLBACK (expose_event), closure);
652       
653   /* Event signals */
654       
655   g_signal_connect (da, "motion_notify_event",
656                     G_CALLBACK (motion_notify_event), closure);
657   g_signal_connect (da, "button_press_event",
658                     G_CALLBACK (button_press_event), closure);
659   g_signal_connect (da, "button_release_event",
660                     G_CALLBACK (button_release_event), closure);
661
662   /* Ask to receive events the drawing area doesn't normally
663    * subscribe to
664    */
665   gtk_widget_set_events (da, gtk_widget_get_events (da)
666                          | GDK_LEAVE_NOTIFY_MASK
667                          | GDK_BUTTON_PRESS_MASK
668                          | GDK_BUTTON_RELEASE_MASK
669                          | GDK_POINTER_MOTION_MASK
670                          | GDK_POINTER_MOTION_HINT_MASK);
671
672   model_combo = create_model_combo (closure);
673   gtk_box_pack_start (GTK_BOX (vbox), model_combo, FALSE, FALSE, 0);
674
675   closure->drawing_area = da;
676 }
677
678 static gint
679 timeout_callback (gpointer data)
680 {
681   Closure *closure = data;
682
683   model_step (closure->model, 0.2);
684
685   closure->i++;
686   if (closure->i == 1) {
687     gtk_widget_queue_draw (closure->drawing_area);
688     closure->i = 0;
689     closure->frame_count++;
690   }
691
692   if (closure->frame_count == 200) {
693     struct timeval end, elapsed;
694     double total;
695     char text[50];
696
697     closure->frame_count = 0;
698     gettimeofday (&end, NULL);
699     if (closure->start.tv_usec > end.tv_usec) {
700       end.tv_usec += 1000000;
701       end.tv_sec--;
702     }
703
704     elapsed.tv_usec = end.tv_usec - closure->start.tv_usec;
705     elapsed.tv_sec = end.tv_sec - closure->start.tv_sec;
706
707     total = elapsed.tv_sec + ((double) elapsed.tv_usec / 1e6);
708     if (total < 0) {
709       total = 0;
710     }
711     closure->start = end;
712     snprintf (text, sizeof text, "Frames per second: %.2f", 200 / total);
713     gtk_label_set_text (GTK_LABEL (closure->fps_label), text);
714   }
715
716   return TRUE;
717 }
718
719 int
720 main (int argc, char *argv[])
721 {
722   Closure closure;
723   Model model;
724
725   gtk_init (&argc, &argv);
726   model_init_rope (&model);
727   create_window (&closure);
728   closure.i = 0;
729   gtk_widget_show_all (gtk_widget_get_toplevel (closure.drawing_area));
730   closure.model = &model;
731   closure.frame_count = 0;
732   gettimeofday (&closure.start, NULL);
733   g_timeout_add (40, timeout_callback, &closure);
734   gtk_main ();
735
736   return 0;
737 }