| 1 | /* gears.c */ | 
|---|
| 2 |  | 
|---|
| 3 | /* | 
|---|
| 4 |  * 3-D gear wheels.  This program is in the public domain. | 
|---|
| 5 |  * | 
|---|
| 6 |  * Brian Paul | 
|---|
| 7 |  */ | 
|---|
| 8 |  | 
|---|
| 9 |  | 
|---|
| 10 | #include <math.h> | 
|---|
| 11 | #include <stdlib.h> | 
|---|
| 12 | #include <stdio.h> | 
|---|
| 13 | #include <string.h> | 
|---|
| 14 |  | 
|---|
| 15 | #include <GL/glx.h>  | 
|---|
| 16 | #include <GL/gl.h>  | 
|---|
| 17 | #include "ui.h" | 
|---|
| 18 |  | 
|---|
| 19 | #ifndef M_PI | 
|---|
| 20 | #  define M_PI 3.14159265 | 
|---|
| 21 | #endif | 
|---|
| 22 |  | 
|---|
| 23 |  | 
|---|
| 24 | /* | 
|---|
| 25 |  * Draw a gear wheel.  You'll probably want to call this function when | 
|---|
| 26 |  * building a display list since we do a lot of trig here. | 
|---|
| 27 |  * | 
|---|
| 28 |  * Input:  inner_radius - radius of hole at center | 
|---|
| 29 |  *         outer_radius - radius at center of teeth | 
|---|
| 30 |  *         width - width of gear | 
|---|
| 31 |  *         teeth - number of teeth | 
|---|
| 32 |  *         tooth_depth - depth of tooth | 
|---|
| 33 |  */ | 
|---|
| 34 | static void gear( GLfloat inner_radius, GLfloat outer_radius, GLfloat width, | 
|---|
| 35 |                   GLint teeth, GLfloat tooth_depth ) | 
|---|
| 36 | { | 
|---|
| 37 |    GLint i; | 
|---|
| 38 |    GLfloat r0, r1, r2; | 
|---|
| 39 |    GLfloat angle, da; | 
|---|
| 40 |    GLfloat u, v, len; | 
|---|
| 41 |  | 
|---|
| 42 |    r0 = inner_radius; | 
|---|
| 43 |    r1 = outer_radius - tooth_depth/2.0; | 
|---|
| 44 |    r2 = outer_radius + tooth_depth/2.0; | 
|---|
| 45 |  | 
|---|
| 46 |    da = 2.0*M_PI / teeth / 4.0; | 
|---|
| 47 |  | 
|---|
| 48 |    glShadeModel( GL_FLAT ); | 
|---|
| 49 |  | 
|---|
| 50 |    glNormal3f( 0.0, 0.0, 1.0 ); | 
|---|
| 51 |  | 
|---|
| 52 |    /* draw front face */ | 
|---|
| 53 |    glBegin( GL_QUAD_STRIP ); | 
|---|
| 54 |    for (i=0;i<=teeth;i++) { | 
|---|
| 55 |       angle = i * 2.0*M_PI / teeth; | 
|---|
| 56 |       glVertex3f( r0*cos(angle), r0*sin(angle), width*0.5 ); | 
|---|
| 57 |       glVertex3f( r1*cos(angle), r1*sin(angle), width*0.5 ); | 
|---|
| 58 |       glVertex3f( r0*cos(angle), r0*sin(angle), width*0.5 ); | 
|---|
| 59 |       glVertex3f( r1*cos(angle+3*da), r1*sin(angle+3*da), width*0.5 ); | 
|---|
| 60 |    } | 
|---|
| 61 |    glEnd(); | 
|---|
| 62 |  | 
|---|
| 63 |    /* draw front sides of teeth */ | 
|---|
| 64 |    glBegin( GL_QUADS ); | 
|---|
| 65 |    da = 2.0*M_PI / teeth / 4.0; | 
|---|
| 66 |    for (i=0;i<teeth;i++) { | 
|---|
| 67 |       angle = i * 2.0*M_PI / teeth; | 
|---|
| 68 |  | 
|---|
| 69 |       glVertex3f( r1*cos(angle),      r1*sin(angle),      width*0.5 ); | 
|---|
| 70 |       glVertex3f( r2*cos(angle+da),   r2*sin(angle+da),   width*0.5 ); | 
|---|
| 71 |       glVertex3f( r2*cos(angle+2*da), r2*sin(angle+2*da), width*0.5 ); | 
|---|
| 72 |       glVertex3f( r1*cos(angle+3*da), r1*sin(angle+3*da), width*0.5 ); | 
|---|
| 73 |    } | 
|---|
| 74 |    glEnd(); | 
|---|
| 75 |  | 
|---|
| 76 |  | 
|---|
| 77 |    glNormal3f( 0.0, 0.0, -1.0 ); | 
|---|
| 78 |  | 
|---|
| 79 |    /* draw back face */ | 
|---|
| 80 |    glBegin( GL_QUAD_STRIP ); | 
|---|
| 81 |    for (i=0;i<=teeth;i++) { | 
|---|
| 82 |       angle = i * 2.0*M_PI / teeth; | 
|---|
| 83 |       glVertex3f( r1*cos(angle), r1*sin(angle), -width*0.5 ); | 
|---|
| 84 |       glVertex3f( r0*cos(angle), r0*sin(angle), -width*0.5 ); | 
|---|
| 85 |       glVertex3f( r1*cos(angle+3*da), r1*sin(angle+3*da), -width*0.5 ); | 
|---|
| 86 |       glVertex3f( r0*cos(angle), r0*sin(angle), -width*0.5 ); | 
|---|
| 87 |    } | 
|---|
| 88 |    glEnd(); | 
|---|
| 89 |  | 
|---|
| 90 |    /* draw back sides of teeth */ | 
|---|
| 91 |    glBegin( GL_QUADS ); | 
|---|
| 92 |    da = 2.0*M_PI / teeth / 4.0; | 
|---|
| 93 |    for (i=0;i<teeth;i++) { | 
|---|
| 94 |       angle = i * 2.0*M_PI / teeth; | 
|---|
| 95 |  | 
|---|
| 96 |       glVertex3f( r1*cos(angle+3*da), r1*sin(angle+3*da), -width*0.5 ); | 
|---|
| 97 |       glVertex3f( r2*cos(angle+2*da), r2*sin(angle+2*da), -width*0.5 ); | 
|---|
| 98 |       glVertex3f( r2*cos(angle+da),   r2*sin(angle+da),   -width*0.5 ); | 
|---|
| 99 |       glVertex3f( r1*cos(angle),      r1*sin(angle),      -width*0.5 ); | 
|---|
| 100 |    } | 
|---|
| 101 |    glEnd(); | 
|---|
| 102 |  | 
|---|
| 103 |  | 
|---|
| 104 |    /* draw outward faces of teeth */ | 
|---|
| 105 |    glBegin( GL_QUAD_STRIP ); | 
|---|
| 106 |    for (i=0;i<teeth;i++) { | 
|---|
| 107 |       angle = i * 2.0*M_PI / teeth; | 
|---|
| 108 |  | 
|---|
| 109 |       glVertex3f( r1*cos(angle),      r1*sin(angle),       width*0.5 ); | 
|---|
| 110 |       glVertex3f( r1*cos(angle),      r1*sin(angle),      -width*0.5 ); | 
|---|
| 111 |       u = r2*cos(angle+da) - r1*cos(angle); | 
|---|
| 112 |       v = r2*sin(angle+da) - r1*sin(angle); | 
|---|
| 113 |       len = sqrt( u*u + v*v ); | 
|---|
| 114 |       u /= len; | 
|---|
| 115 |       v /= len; | 
|---|
| 116 |       glNormal3f( v, -u, 0.0 ); | 
|---|
| 117 |       glVertex3f( r2*cos(angle+da),   r2*sin(angle+da),    width*0.5 ); | 
|---|
| 118 |       glVertex3f( r2*cos(angle+da),   r2*sin(angle+da),   -width*0.5 ); | 
|---|
| 119 |       glNormal3f( cos(angle), sin(angle), 0.0 ); | 
|---|
| 120 |       glVertex3f( r2*cos(angle+2*da), r2*sin(angle+2*da),  width*0.5 ); | 
|---|
| 121 |       glVertex3f( r2*cos(angle+2*da), r2*sin(angle+2*da), -width*0.5 ); | 
|---|
| 122 |       u = r1*cos(angle+3*da) - r2*cos(angle+2*da); | 
|---|
| 123 |       v = r1*sin(angle+3*da) - r2*sin(angle+2*da); | 
|---|
| 124 |       glNormal3f( v, -u, 0.0 ); | 
|---|
| 125 |       glVertex3f( r1*cos(angle+3*da), r1*sin(angle+3*da),  width*0.5 ); | 
|---|
| 126 |       glVertex3f( r1*cos(angle+3*da), r1*sin(angle+3*da), -width*0.5 ); | 
|---|
| 127 |       glNormal3f( cos(angle), sin(angle), 0.0 ); | 
|---|
| 128 |    } | 
|---|
| 129 |  | 
|---|
| 130 |    glVertex3f( r1*cos(0), r1*sin(0), width*0.5 ); | 
|---|
| 131 |    glVertex3f( r1*cos(0), r1*sin(0), -width*0.5 ); | 
|---|
| 132 |  | 
|---|
| 133 |    glEnd(); | 
|---|
| 134 |  | 
|---|
| 135 |  | 
|---|
| 136 |    glShadeModel( GL_SMOOTH ); | 
|---|
| 137 |  | 
|---|
| 138 |    /* draw inside radius cylinder */ | 
|---|
| 139 |    glBegin( GL_QUAD_STRIP ); | 
|---|
| 140 |    for (i=0;i<=teeth;i++) { | 
|---|
| 141 |       angle = i * 2.0*M_PI / teeth; | 
|---|
| 142 |       glNormal3f( -cos(angle), -sin(angle), 0.0 ); | 
|---|
| 143 |       glVertex3f( r0*cos(angle), r0*sin(angle), -width*0.5 ); | 
|---|
| 144 |       glVertex3f( r0*cos(angle), r0*sin(angle), width*0.5 ); | 
|---|
| 145 |    } | 
|---|
| 146 |    glEnd(); | 
|---|
| 147 |        | 
|---|
| 148 | } | 
|---|
| 149 |  | 
|---|
| 150 |  | 
|---|
| 151 | static GLfloat view_rotx=20.0, view_roty=30.0, view_rotz=0.0; | 
|---|
| 152 | static GLint gear1, gear2, gear3; | 
|---|
| 153 | static GLfloat angle = 0.0; | 
|---|
| 154 |  | 
|---|
| 155 | static GLuint limit; | 
|---|
| 156 | static GLuint count = 1; | 
|---|
| 157 |  | 
|---|
| 158 |  | 
|---|
| 159 | void draw( void ) | 
|---|
| 160 | { | 
|---|
| 161 |    glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT ); | 
|---|
| 162 |  | 
|---|
| 163 |    glPushMatrix(); | 
|---|
| 164 |    glRotatef( view_rotx, 1.0, 0.0, 0.0 ); | 
|---|
| 165 |    glRotatef( view_roty, 0.0, 1.0, 0.0 ); | 
|---|
| 166 |    glRotatef( view_rotz, 0.0, 0.0, 1.0 ); | 
|---|
| 167 |  | 
|---|
| 168 |    glPushMatrix(); | 
|---|
| 169 |    glTranslatef( -3.0, -2.0, 0.0 ); | 
|---|
| 170 |    glRotatef( angle, 0.0, 0.0, 1.0 ); | 
|---|
| 171 |    glCallList(gear1); | 
|---|
| 172 |    glPopMatrix(); | 
|---|
| 173 |  | 
|---|
| 174 |    glPushMatrix(); | 
|---|
| 175 |    glTranslatef( 3.1, -2.0, 0.0 ); | 
|---|
| 176 |    glRotatef( -2.0*angle-9.0, 0.0, 0.0, 1.0 ); | 
|---|
| 177 |    glCallList(gear2); | 
|---|
| 178 |    glPopMatrix(); | 
|---|
| 179 |  | 
|---|
| 180 |    glPushMatrix(); | 
|---|
| 181 |    glTranslatef( -3.1, 4.2, 0.0 ); | 
|---|
| 182 |    glRotatef( -2.0*angle-25.0, 0.0, 0.0, 1.0 ); | 
|---|
| 183 |    glCallList(gear3); | 
|---|
| 184 |    glPopMatrix(); | 
|---|
| 185 |  | 
|---|
| 186 |    glPopMatrix(); | 
|---|
| 187 |  | 
|---|
| 188 |    tkSwapBuffers(); | 
|---|
| 189 |  | 
|---|
| 190 |    count++; | 
|---|
| 191 |    if (count==limit) { | 
|---|
| 192 |        exit(0); | 
|---|
| 193 |    } | 
|---|
| 194 | } | 
|---|
| 195 |  | 
|---|
| 196 |  | 
|---|
| 197 |  | 
|---|
| 198 | void idle( void ) | 
|---|
| 199 | { | 
|---|
| 200 |    angle += 2.0; | 
|---|
| 201 |    draw(); | 
|---|
| 202 | } | 
|---|
| 203 |  | 
|---|
| 204 |  | 
|---|
| 205 |  | 
|---|
| 206 | /* change view angle, exit upon ESC */ | 
|---|
| 207 | GLenum key(int k, GLenum mask) | 
|---|
| 208 | { | 
|---|
| 209 |    switch (k) { | 
|---|
| 210 |       case KEY_UP: | 
|---|
| 211 |          view_rotx += 5.0; | 
|---|
| 212 |          return GL_TRUE; | 
|---|
| 213 |       case KEY_DOWN: | 
|---|
| 214 |          view_rotx -= 5.0; | 
|---|
| 215 |          return GL_TRUE; | 
|---|
| 216 |       case KEY_LEFT: | 
|---|
| 217 |          view_roty += 5.0; | 
|---|
| 218 |          return GL_TRUE; | 
|---|
| 219 |       case KEY_RIGHT: | 
|---|
| 220 |          view_roty -= 5.0; | 
|---|
| 221 |          return GL_TRUE; | 
|---|
| 222 |       case 'z': | 
|---|
| 223 |          view_rotz += 5.0; | 
|---|
| 224 |          return GL_TRUE; | 
|---|
| 225 |       case 'Z': | 
|---|
| 226 |          view_rotz -= 5.0; | 
|---|
| 227 |          return GL_TRUE; | 
|---|
| 228 |       case KEY_ESCAPE: | 
|---|
| 229 |           exit(0); | 
|---|
| 230 |    } | 
|---|
| 231 |    return GL_FALSE; | 
|---|
| 232 | } | 
|---|
| 233 |  | 
|---|
| 234 |  | 
|---|
| 235 |  | 
|---|
| 236 | /* new window size or exposure */ | 
|---|
| 237 | void reshape( int width, int height ) | 
|---|
| 238 | { | 
|---|
| 239 |    GLfloat  h = (GLfloat) height / (GLfloat) width; | 
|---|
| 240 |  | 
|---|
| 241 |    glViewport(0, 0, (GLint)width, (GLint)height); | 
|---|
| 242 |    glMatrixMode(GL_PROJECTION); | 
|---|
| 243 |    glLoadIdentity(); | 
|---|
| 244 |    glFrustum( -1.0, 1.0, -h, h, 5.0, 60.0 ); | 
|---|
| 245 |    glMatrixMode(GL_MODELVIEW); | 
|---|
| 246 |    glLoadIdentity(); | 
|---|
| 247 |    glTranslatef( 0.0, 0.0, -40.0 ); | 
|---|
| 248 |    glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT ); | 
|---|
| 249 | } | 
|---|
| 250 |  | 
|---|
| 251 |  | 
|---|
| 252 | void init( void ) | 
|---|
| 253 | { | 
|---|
| 254 |    static GLfloat pos[4] = {5.0, 5.0, 10.0, 0.0 }; | 
|---|
| 255 |    static GLfloat red[4] = {0.8, 0.1, 0.0, 1.0 }; | 
|---|
| 256 |    static GLfloat green[4] = {0.0, 0.8, 0.2, 1.0 }; | 
|---|
| 257 |    static GLfloat blue[4] = {0.2, 0.2, 1.0, 1.0 }; | 
|---|
| 258 |  | 
|---|
| 259 |    glLightfv( GL_LIGHT0, GL_POSITION, pos ); | 
|---|
| 260 |    glEnable( GL_CULL_FACE ); | 
|---|
| 261 |    glEnable( GL_LIGHTING ); | 
|---|
| 262 |    glEnable( GL_LIGHT0 ); | 
|---|
| 263 |    glEnable( GL_DEPTH_TEST ); | 
|---|
| 264 |  | 
|---|
| 265 |    /* make the gears */ | 
|---|
| 266 |    gear1 = glGenLists(1); | 
|---|
| 267 |    glNewList(gear1, GL_COMPILE); | 
|---|
| 268 |    glMaterialfv( GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, red ); | 
|---|
| 269 |    gear( 1.0, 4.0, 1.0, 20, 0.7 ); | 
|---|
| 270 |    glEndList(); | 
|---|
| 271 |  | 
|---|
| 272 |    gear2 = glGenLists(1); | 
|---|
| 273 |    glNewList(gear2, GL_COMPILE); | 
|---|
| 274 |    glMaterialfv( GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, green ); | 
|---|
| 275 |    gear( 0.5, 2.0, 2.0, 10, 0.7 ); | 
|---|
| 276 |    glEndList(); | 
|---|
| 277 |  | 
|---|
| 278 |    gear3 = glGenLists(1); | 
|---|
| 279 |    glNewList(gear3, GL_COMPILE); | 
|---|
| 280 |    glMaterialfv( GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, blue ); | 
|---|
| 281 |    gear( 1.3, 2.0, 0.5, 10, 0.7 ); | 
|---|
| 282 |    glEndList(); | 
|---|
| 283 |  | 
|---|
| 284 |    glEnable( GL_NORMALIZE ); | 
|---|
| 285 | } | 
|---|
| 286 |  | 
|---|
| 287 | int main(int argc, char **argv)  | 
|---|
| 288 | { | 
|---|
| 289 |    if (argc>1) { | 
|---|
| 290 |       /* do 'n' frames then exit */ | 
|---|
| 291 |       limit = atoi( argv[1] ) + 1; | 
|---|
| 292 |    } | 
|---|
| 293 |    else { | 
|---|
| 294 |       limit = 0; | 
|---|
| 295 |    } | 
|---|
| 296 |  | 
|---|
| 297 |    return ui_loop(argc, argv, "gears"); | 
|---|
| 298 | } | 
|---|
| 299 |  | 
|---|
| 300 |  | 
|---|