calling glutExit in the erro callback is a really bad example...
[freeglut] / progs / demos / Fractals_random / fractals_random.c
1 /* fractals_random.c */
2 /* This demo shows a single-buffering "freeglut" example. */
3
4 /*
5  * Program to draw a fractal by Michael Barnsley's stochastic algorithm.
6  * Algorithm:
7  *  (1) Define the affine transformations (of the form r(i+1) = A r(i) + b )
8  *  (2) Find the stationary point for the first transformation
9  *  (3) To draw:
10  *        - Pick a random integer between 1 and the number of transformations (inclusive)
11  *        - Send the current point through the transformation to create the new current point
12  *        - Plot the new current point
13  */
14
15 /*
16  * User Commands:
17  *  PgUp, PgDn - increase/decrease scaling
18  *  Arrow keys - translate viewing section
19  *  r - reset view
20  *  Escape - quit
21  */
22
23 #include <GL/freeglut.h>
24 #include <stdio.h>
25 #include <stdlib.h>
26 #include <string.h>
27 #include <math.h>
28 #define FGH_PI       3.14159265358979323846
29 #ifdef _MSC_VER
30 /* DUMP MEMORY LEAKS */
31 #include <crtdbg.h>
32 #endif
33
34 typedef struct
35 {
36   double a00, a01, a10, a11 ;   /* Transformation matrix */
37   double b0, b1 ;               /* Constant vector added on */
38   double statx, staty ;         /* Coordinates of the stationary point */
39 }
40 AffineTrans ;
41
42 /* Number of levels to draw the fractal */
43 static int num_levels = 0 ;
44
45 /* The definition of the fractal */
46 static int num_trans ;
47 static AffineTrans *affine ;
48
49 /* the window title */
50 char window_title [ 80 ] ;
51
52 /* The amount the view is translated */
53 double xwin = 0.0, ywin = 0.0 ;
54 double scale_factor = 1.0 ;
55
56 /* The current point */
57 double current_x = 0.0, current_y = 0.0 ;
58
59 /* Signals when a glClear is needed */
60 static GLboolean needClear = GL_TRUE;
61
62 static void draw_level ( int num, double m00, double m01, double m10, double m11, double n0, double n1 )
63 {
64   /* Draw a fractal transformed by "M", "N" as passed in */
65   int i ;
66
67   for ( i = 0; i < 10; i++ )
68   {
69     int random = ( rand( ) >> 10 ) % num_trans;
70     double new_x = affine[random].a00 * current_x + affine[random].a01 * current_y + affine[random].b0 ;
71     double new_y = affine[random].a10 * current_x + affine[random].a11 * current_y + affine[random].b1 ;
72     
73     glVertex2d ( new_x, new_y ) ;
74     current_x = new_x ;
75     current_y = new_y ;
76   }
77 }
78
79 static void 
80 Display(void)
81 {
82   if (needClear) {
83     glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
84     needClear = GL_FALSE;
85   }
86
87   /* the curve */
88   glPushMatrix();
89   glScaled(2.5, 2.5, 2.5);
90
91   glColor4f(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
92   glBegin ( GL_POINTS ) ;
93   draw_level ( num_levels, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0 );
94   glEnd () ;
95
96   glPopMatrix();
97
98   glFlush();
99   glutPostRedisplay();  /* Needed so that this function will be called again */
100 }
101
102 static void 
103 Reshape(int width, int height)
104 {
105   float ar;
106   glViewport(0, 0, width, height);
107   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
108   glLoadIdentity();
109   ar = (float) width / (float) height;
110   if( ar > 1 )
111       glFrustum(-ar, ar, -1.0, 1.0, 2.0, 100.0);
112   else
113       glFrustum(-1.0, 1.0, -1/ar, 1/ar, 2.0, 100.0);
114   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
115   glLoadIdentity();
116   xwin = -1.0 ;
117   ywin =  0.0 ;
118   glTranslated(xwin, ywin, -5.0);
119   needClear = GL_TRUE;
120 }
121
122 static void 
123 Key(unsigned char key, int x, int y)
124 {
125   int changed_settings = 1;
126   
127   switch (key) {
128   case 27:  /* Escape key */
129     glutLeaveMainLoop ();
130     break;
131
132   case 'r' :  case 'R' :
133     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
134     glLoadIdentity();
135     xwin = -1.0 ;
136     ywin = 0.0 ;
137     glTranslated(xwin, ywin, -5.0);
138     break ;
139
140   default:
141     changed_settings = 0;
142     break;
143   }
144   if (changed_settings)
145     needClear = GL_TRUE;
146   glutPostRedisplay();
147 }
148
149 static void 
150 Special(int key, int x, int y)
151 {
152   int changed_settings = 1;
153
154   switch (key) {
155   case GLUT_KEY_UP :
156     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
157     ywin += 0.1 * scale_factor ;
158     glTranslated(0.0, 0.1 * scale_factor, 0.0);
159     break ;
160
161   case GLUT_KEY_DOWN :
162     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
163     ywin -= 0.1 * scale_factor ;
164     glTranslated(0.0, -0.1 * scale_factor, 0.0);
165     break ;
166
167   case GLUT_KEY_LEFT :
168     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
169     xwin -= 0.1 * scale_factor ;
170     glTranslated(-0.1 * scale_factor, 0.0, 0.0);
171     break ;
172
173   case GLUT_KEY_RIGHT :
174     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
175     xwin += 0.1 * scale_factor ;
176     glTranslated(0.1 * scale_factor, 0.0, 0.0);
177     break ;
178
179   case GLUT_KEY_PAGE_UP :
180     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
181     glTranslated ( -xwin, -ywin, 0.0 ) ;
182     glScaled(1.25, 1.25, 1.25);
183     glTranslated ( xwin, ywin, 0.0 ) ;
184     scale_factor *= 0.8 ;
185     break ;
186
187   case GLUT_KEY_PAGE_DOWN :
188     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
189     glTranslated ( -xwin, -ywin, 0.0 ) ;
190     glScaled(0.8, 0.8, 0.8);
191     glTranslated ( xwin, ywin, 0.0 ) ;
192     scale_factor *= 1.25 ;
193     break ;
194
195   default:
196     changed_settings = 0;
197     break;
198   }
199   if (changed_settings)
200     needClear = GL_TRUE;
201
202   glutPostRedisplay();
203 }
204
205
206 static int mouse_x = 0, mouse_y = 0 ;
207 static int button_down = GLUT_DOWN ;
208
209 static void 
210 Mouse ( int button, int updown, int x, int y )
211 {
212   button_down = updown ;
213
214   if ( updown == GLUT_DOWN )
215   {
216     mouse_x = x ;
217     mouse_y = y ;
218   }
219 }
220
221 static void 
222 MouseMotion ( int x, int y )
223 {
224   int window_width  = glutGet ( GLUT_WINDOW_WIDTH  ) ;
225   int window_height = glutGet ( GLUT_WINDOW_HEIGHT ) ;
226   int window_size = ( window_width < window_height ) ? window_width : window_height ;
227
228   double delta_x = 5.0 * (double)(x - mouse_x) / (double)(window_size) ;
229   double delta_y = 5.0 * (double)(y - mouse_y) / (double)(window_size) ;
230
231   xwin += delta_x * scale_factor ;
232   ywin -= delta_y * scale_factor ;
233   glMatrixMode ( GL_MODELVIEW ) ;
234   glTranslated ( delta_x * scale_factor, -delta_y * scale_factor, 0.0 ) ;
235
236   needClear = GL_TRUE;
237   glutPostRedisplay();
238
239   mouse_x = x ;
240   mouse_y = y ;
241 }
242
243 static void 
244 MouseWheel ( int wheel_number, int direction, int x, int y )
245 {
246   double scale = ( direction > 0 ) ? 1.25 : 0.8 ;
247
248   glMatrixMode ( GL_MODELVIEW ) ;
249   glTranslated ( -xwin, -ywin, 0.0 ) ;
250   glScaled ( scale, scale, scale ) ;
251   glTranslated ( xwin, ywin, 0.0 ) ;
252   scale_factor /= scale ;
253
254   needClear = GL_TRUE;
255   glutPostRedisplay();
256 }
257
258
259 static void
260 checkedFGets ( char *s, int size, FILE *stream )
261 {
262   if ( fgets ( s, size, stream ) == NULL ) {
263     fprintf ( stderr, "fgets failed\n");
264     exit ( EXIT_FAILURE );
265   }
266 }
267
268
269 void readConfigFile ( char *fnme )
270 {
271   FILE *fptr = fopen ( fnme, "rt" ) ;
272   int i ;
273   char inputline [ 256 ] ;
274
275   if ( fptr )
276   {
277     /* Read a header line */
278     checkedFGets ( inputline, sizeof ( inputline ), fptr ) ;
279
280     /* Read a comment line */
281     checkedFGets ( inputline, sizeof ( inputline ), fptr ) ;
282
283     /* Read the window title */
284     checkedFGets ( inputline, sizeof ( inputline ), fptr ) ;
285     /* We assume here that this line will not exceed 79 characters plus a 
286        newline (window_title is 80 characters long). That'll cause a buffer 
287        overflow. For a simple program like  this, though, we're letting it 
288        slide! 
289     */
290     sscanf ( inputline, "%[a-zA-Z0-9!@#$%^&*()+=/\\_-\" ]", window_title ) ; 
291
292     /* Read a comment line */
293     checkedFGets ( inputline, sizeof ( inputline ), fptr ) ;
294
295     /* Read the number of affine transformations */
296     checkedFGets ( inputline, sizeof ( inputline ), fptr ) ;
297     sscanf ( inputline, "%d", &num_trans ) ;
298
299     affine = (AffineTrans *)malloc ( num_trans * sizeof(AffineTrans) ) ;
300
301     /* Read a comment line */
302     checkedFGets ( inputline, sizeof ( inputline ), fptr ) ;
303
304     for ( i = 0; i < num_trans; i++ )
305     {
306       /* Read an affine transformation definition */
307       checkedFGets ( inputline, sizeof ( inputline ), fptr ) ;
308       sscanf ( inputline, "%lf %lf %lf %lf %lf %lf", &affine[i].a00, &affine[i].a01,
309                        &affine[i].a10, &affine[i].a11, &affine[i].b0, &affine[i].b1 ) ;
310     }
311   }
312   else  /* No data file, set a default */
313   {
314     printf ( "ERROR opening file <%s>\n", fnme ) ;
315     strcpy ( window_title, "Koch Snowflake" ) ;
316     num_trans = 4 ;
317     affine = (AffineTrans *)malloc ( num_trans * sizeof(AffineTrans) ) ;
318     affine[0].a00 = 1/3. ;  affine[0].a01 = 0.00 ;  affine[0].a10 = 0.00 ;  affine[0].a11 = 1/3. ;
319     affine[0].b0 = 0.0 ;    affine[0].b1 = 0.0 ;
320
321     affine[1].a00 = 1/6. ;  affine[1].a01 = -1/3.*sin(FGH_PI/3.) ;   affine[1].a10 = 1/3.*sin(FGH_PI/3.) ;   affine[1].a11 = 1/6. ;
322     affine[1].b0 = 1/3. ;   affine[1].b1 = 0.0 ;
323
324     affine[2].a00 = 1/6. ;  affine[2].a01 = -1/3.*sin(-FGH_PI/3.) ;  affine[2].a10 = 1/3.*sin(-FGH_PI/3.) ;  affine[2].a11 = 1/6. ;
325     affine[2].b0 = 0.5 ;    affine[2].b1 = sqrt(3)/6. ;
326
327     affine[3].a00 = 1/3. ;  affine[3].a01 = 0.00 ;  affine[3].a10 = 0.00 ;  affine[3].a11 = 1/3. ;
328     affine[3].b0 = 2/3. ;   affine[3].b1 = 0.0 ;
329   }
330
331   for ( i = 0; i < num_trans; i++ )
332   {
333     double m00, m01, m10, m11 ;  /* Matrix "I" minus "A" */
334     double determ ;              /* Determinant of this matrix */
335
336     /* Calculate the stationary point */
337
338     m00 = 1.0 - affine[i].a00 ;
339     m01 =     - affine[i].a01 ;
340     m10 =     - affine[i].a10 ;
341     m11 = 1.0 - affine[i].a11 ;
342
343     determ = m00 * m11 - m01 * m10 ;
344
345     if ( fabs ( determ ) > 1.e-6 )
346     {
347       affine[i].statx = (  m11 * affine[i].b0 - m01 * affine[i].b1 ) / determ ;
348       affine[i].staty = ( -m10 * affine[i].b0 + m00 * affine[i].b1 ) / determ ;
349     }
350     else
351       affine[i].statx = affine[i].staty = 0.0 ;
352   }
353 }
354
355 int 
356 main(int argc, char *argv[])
357 {
358   int fractal_window ;
359
360   glutInitDisplayMode( GLUT_RGB | GLUT_SINGLE );
361
362   glutInitWindowSize(500, 250);
363   glutInitWindowPosition ( 140, 140 ) ;
364   glutInit(&argc, argv);
365
366   if ( argc > 1 )
367     readConfigFile ( argv[1] ) ;
368   else
369     readConfigFile ( "fractals.dat" ) ;
370
371   fractal_window = glutCreateWindow( window_title );
372
373   glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
374
375   glutReshapeFunc(Reshape);
376   glutKeyboardFunc(Key);
377   glutSpecialFunc(Special);
378   glutDisplayFunc(Display);
379   glutMouseFunc(Mouse);
380   glutMotionFunc(MouseMotion);
381   glutMouseWheelFunc(MouseWheel);
382
383   glutMainLoop();
384
385   printf ( "Back from the 'freeglut' main loop\n" ) ;
386
387   free ( affine ) ;
388
389 #ifdef _MSC_VER
390   /* DUMP MEMORY LEAK INFORMATION */
391   _CrtDumpMemoryLeaks () ;
392 #endif
393
394   return 0;             /* ANSI C requires main to return int. */
395 }