src/ngmx/highway.c

   1 /*
   2  * $Id$
   3  *
   4  *                This source code is part of
   5  *
   6  *                 G   R   O   M   A   C   S
   7  *
   8  *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
   9  *
  10  *                        VERSION 3.0
  11  *
  12  * Copyright (c) 1991-2001
  13  * BIOSON Research Institute, Dept. of Biophysical Chemistry
  14  * University of Groningen, The Netherlands
  15  *
  16  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  17  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  18  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
  19  * of the License, or (at your option) any later version.
  20  *
  21  * If you want to redistribute modifications, please consider that
  22  * scientific software is very special. Version control is crucial -
  23  * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
  24  * inclusion in the official distribution, but derived work must not
  25  * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
  26  * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
  27  *
  28  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  29  * the papers on the package - you can find them in the top README file.
  30  *
  31  * Do check out http://www.gromacs.org , or mail us at gromacs@gromacs.org .
  32  *
  33  * And Hey:
  34  * Giving Russians Opium May Alter Current Situation
  35  */
  36 static char *SRCID_highway_c = "$Id$";
  37 #include <stdio.h>
  38 #include <math.h>
  39 #include "futil.h"
  40 #include "macros.h"
  41 #include "smalloc.h"
  42 #include "xutil.h"
  43 #include "copyrite.h"
  44 #include "statutil.h"
  45
  46 /* Units are meter and second   */
  47
  48 typedef struct {
  49   int   id;             /* Identification               */
  50   int   x,xold;
  51   float v;              /* Position and velocity        */
  52   float vwanted;        /* Wants to drive at this speed */
  53   float acc;            /* Acceleration                 */
  54   float brake;          /* Break                        */
  55   int   lane,oldlane;   /* Currently in lane            */
  56   bool  bBrake;         /* Currently on the brakes      */
  57   unsigned long col;            /* Colour                       */
  58   unsigned long roof;           /* Roof Colour                  */
  59 } t_car;
  60
  61 typedef struct {
  62   int   nlane;          /* Number of lanes on highway   */
  63   int   metres;         /* Road length                  */
  64   float dt;             /* Time step                    */
  65   float min_dist;       /* Min distance cars can come   */
  66 } t_input;
  67
  68 static char *Driving[]      = { "Start","Stop"   };
  69 static char *Fogs[]         = { "Fog",  "No Fog" };
  70 enum buttons                  {  Quit,   StartStop,   Fog, NBUT };
  71 static char *but_name[NBUT] = { "Quit", "Start", "Fog"  };
  72
  73 typedef struct {
  74   int       ncars;
  75   t_car     *cars;
  76   t_input   *ir;
  77   int       step;
  78   bool      bDriving;   /* Are we driving ?             */
  79   bool      bFog;               /* Is it foggy ?                */
  80   t_windata main;
  81   t_windata win;
  82   t_windata but[NBUT];
  83 } t_xhighway;
  84
  85 int read_cars(t_x11 *x11,char *fn,t_car **cars)
  86 {
  87   FILE   *in;
  88   int    i,n;
  89   char   buf[100],b2[100];
  90   t_car  *c;
  91
  92   in=ffopen(fn,"r");
  93   fscanf(in,"%d",&n);
  94   snew(*cars,n);
  95
  96   for(i=0; (i<n); i++) {
  97     c=&((*cars)[i]);
  98     c->id=i;
  99     c->lane=0;
 100     fscanf(in,"%d %f %f %f %f %s %s",
 101            &(c->x),&(c->v),&(c->vwanted),&(c->acc),&(c->brake),buf,b2);
 102     x11->GetNamedColor(x11,buf,&(c->col));
 103     x11->GetNamedColor(x11,b2,&(c->roof));
 104   }
 105   fclose(in);
 106
 107   return n;
 108 }
 109
 110 t_input *read_input(char *fn)
 111 {
 112   FILE    *in;
 113   t_input *ir;
 114
 115   snew(ir,1);
 116   in=ffopen(fn,"r");
 117
 118   fscanf(in,"%d %d %f %f",&ir->nlane,&ir->metres,&ir->dt,&ir->min_dist);
 119
 120   fclose(in);
 121   return ir;
 122 }
 123
 124 static float get_dist(int ncars,t_car cars[],int which,bool bFog,
 125                       int dir,int lane,int metres,int *nearest)
 126 {
 127   int   i,near;
 128   float dist,nd;
 129
 130   if (dir < 0)
 131     dist=-metres;
 132   else
 133     dist=metres;
 134   near=-1;
 135
 136   for(i=0; (i<ncars); i++)
 137     if ((i != which) && (cars[i].oldlane == lane)){
 138       nd=cars[i].xold-cars[which].xold;
 139       if ((nd < 0) && (dir > 0))
 140         nd+=metres;
 141       else if ((nd > 0) && (dir < 0))
 142         nd-=metres;
 143
 144       if (!bFog || (fabs(nd) < 50)) {
 145         if (dir < 0) {
 146           if (nd > dist) {
 147             dist=nd;
 148             near=i;
 149           }
 150         }
 151         else if (dir > 0) {
 152           if (nd < dist) {
 153             dist=nd;
 154             near=i;
 155           }
 156         }
 157       }
 158     }
 159   *nearest=near;
 160   return fabs(dist);
 161 }
 162
 163 void simulate(t_x11 *x11,t_xhighway *xhw,
 164               int ncars,t_car cars[],t_input *ir)
 165 {
 166   int   i,n_bef,n_bef1,n_beh;
 167   float dist,distf,distb;
 168
 169   for(i=0; (i<ncars); i++) {
 170     cars[i].xold=cars[i].x;
 171     cars[i].oldlane=cars[i].lane;
 172   }
 173   for(i=0; (i<ncars); i++) {
 174     cars[i].bBrake=FALSE;
 175     dist=get_dist(ncars,cars,i,xhw->bFog,
 176                   1,cars[i].lane,ir->metres,&n_bef);
 177     if (dist < ir->min_dist) {
 178       distf=get_dist(ncars,cars,i,xhw->bFog,
 179                      1,cars[i].lane+1,ir->metres,&n_bef1);
 180       distb=get_dist(ncars,cars,i,xhw->bFog,
 181                      -1,cars[i].lane+1,ir->metres,&n_beh);
 182       if ((cars[i].lane < ir->nlane-1) && (distb >= ir->min_dist) &&
 183           (distf >= ir->min_dist))
 184         cars[i].lane += 1;
 185       else {
 186         /* Use brakes */
 187         cars[i].v -= cars[i].brake*ir->dt;
 188         if (cars[i].v < 0)
 189           cars[i].v = 0;
 190         if (n_bef != -1)
 191           if ((cars[i].v < cars[n_bef].v) && (dist > ir->min_dist/2))
 192             cars[i].v=cars[n_bef].v;
 193         cars[i].bBrake=TRUE;
 194       }
 195     }
 196     else if ((cars[i].lane > 0) && (cars[i].v == cars[i].vwanted)) {
 197       /* Check if I can go right again */
 198       dist=get_dist(ncars,cars,i,xhw->bFog,
 199                     1,cars[i].lane-1,ir->metres,&n_bef);
 200       distb=get_dist(ncars,cars,i,xhw->bFog,
 201                      -1,cars[i].lane-1,ir->metres,&n_beh);
 202       if ((dist >= ir->min_dist) && (distb >= ir->min_dist))
 203         cars[i].lane -= 1;
 204     }
 205
 206     cars[i].x += cars[i].v*ir->dt;
 207     if (cars[i].x > ir->metres)
 208       cars[i].x -= ir->metres;
 209     if (!cars[i].bBrake && (cars[i].v < cars[i].vwanted)) {
 210       cars[i].v += cars[i].acc*ir->dt;
 211       if (cars[i].v > cars[i].vwanted)
 212         cars[i].v = cars[i].vwanted;
 213     }
 214   }
 215   /* Detect Crashes */
 216   /* Plot */
 217   ExposeWin(x11->disp,xhw->win.self);
 218 }
 219
 220 static void Configure(t_xhighway *xhw)
 221 {
 222   Window self;
 223   int   i,h,w,dh;
 224   float dw;
 225
 226   dh=20;
 227   h=xhw->main.height;
 228   w=xhw->main.width;
 229   dw=((float)(w-2))/NBUT-4;
 230   for(i=0; (i<NBUT); i++) {
 231     t_windata *wd=&(xhw->but[i]);
 232
 233     self=wd->self;
 234     InitWin(wd,2+i*(dw+4),2,dw,dh,1,but_name[i]);
 235     wd->self=self;
 236   }
 237   self=xhw->win.self;
 238   InitWin(&xhw->win,2,dh+6,w-6,h-dh-10,1,xhw->main.text);
 239   xhw->win.self=self;
 240 }
 241
 242 static void draw_car(Display *disp,Window wd,GC gc,
 243                      t_car *car,int w0,int h0)
 244 {
 245   const int w=30;
 246   const int h=14;
 247   const int wr=10;
 248   const int hr=8;
 249   int   j,w1,h1;
 250   int   jmax,hmax;
 251
 252   w1=w0-w / 2;
 253   h1=h0-h / 2;
 254
 255   /* Carosserie */
 256   XSetForeground(disp,gc,car->col);
 257   XFillRectangle(disp,wd,gc,w1,h1,w,h);
 258
 259   /* Dak */
 260   XSetForeground(disp,gc,car->roof);
 261   XFillRectangle(disp,wd,gc,w0-wr/2,h0-hr/2,wr,hr);
 262
 263   /* Achterlicht */
 264   if (car->bBrake) {
 265     XSetForeground(disp,gc,YELLOW);
 266     jmax=5;
 267     hmax=5;
 268   }
 269   else {
 270     XSetForeground(disp,gc,LIGHTRED);
 271     jmax=3;
 272     hmax=3;
 273   }
 274   for(j=1; (j<jmax); j++) {
 275     int w11=w1-1-j;
 276     int h11=h1-1;
 277     XDrawLine(disp,wd,gc,w11,h11,       w11,h11+hmax);
 278     XDrawLine(disp,wd,gc,w11,h11+h-hmax,w11,h11+h);
 279   }
 280
 281   /* Voorlicht */
 282   XSetForeground(disp,gc,WHITE);
 283   for(j=1; (j<3); j++) {
 284     int w11=w1+w+j;
 285     int h11=h1-1;
 286     XDrawLine(disp,wd,gc,w11,h11,    w11,h11+3);
 287     XDrawLine(disp,wd,gc,w11,h11+h-3,w11,h11+h);
 288   }
 289 }
 290
 291 static bool xhwCallBack(struct t_x11 *x11,XEvent *event, Window wd, void *data)
 292 {
 293   t_xhighway *xhw;
 294   t_windata  *win;
 295   float      sx;
 296   int        i;
 297   static     int nyy=0;
 298   static     int *yy;
 299
 300   xhw = (t_xhighway *)data;
 301   win = &(xhw->win);
 302
 303   if (nyy == 0) {
 304     nyy=2*xhw->ir->nlane+1;
 305     snew(yy,nyy);
 306   }
 307   for(i=0; (i<nyy); i++)
 308     yy[i]=((float) i*win->height)/(nyy-1);
 309
 310   switch (event->type) {
 311   case Expose: {
 312     if (wd == win->self) {
 313       sx=(float)win->width  / xhw->ir->metres;
 314
 315       XClearWindow(x11->disp,win->self);
 316       XSetForeground(x11->disp,x11->gc,WHITE);
 317
 318       for(i=2; (i<nyy-1); i+=2)
 319         XDrawLine(x11->disp,win->self,x11->gc,0,yy[i],win->width-1,yy[i]);
 320
 321       for(i=0; (i<xhw->ncars); i++) {
 322         t_car *car=&(xhw->cars[i]);
 323         int   w1=car->x*sx;
 324         int   h1=yy[1+2*(xhw->ir->nlane-1-car->lane)];
 325
 326         draw_car(x11->disp,win->self,x11->gc,car,w1,h1);
 327       }
 328       if (xhw->bDriving)
 329         simulate(x11,xhw,xhw->ncars,xhw->cars,xhw->ir);
 330     }
 331     break;
 332   }
 333   case ConfigureNotify:
 334     if (wd == xhw->main.self) {
 335       xhw->main.width=event->xconfigure.width;
 336       xhw->main.height=event->xconfigure.height;
 337       Configure(xhw);
 338       for(i=0; (i<NBUT); i++)
 339         XMoveResizeWindow(x11->disp,xhw->but[i].self,
 340                           xhw->but[i].x,xhw->but[i].y,
 341                           xhw->but[i].width,xhw->but[i].height);
 342       XMoveResizeWindow(x11->disp,win->self,
 343                         win->x,win->y,win->width,win->height);
 344     }
 345     else if (wd == win->self) {
 346       win->width=event->xconfigure.width;
 347       win->height=event->xconfigure.height;
 348     }
 349     break;
 350   case ButtonPress:
 351     return TRUE;
 352   default:
 353     break;
 354   }
 355   return FALSE;
 356 }
 357
 358 static bool butCallBack(struct t_x11 *x11,XEvent *event, Window wd, void *data)
 359 {
 360   XSetWindowAttributes attr;
 361   t_xhighway *xhw;
 362   t_windata  *win;
 363   char       *label;
 364   int        i;
 365
 366   xhw = (t_xhighway *)data;
 367   for(i=0; (i<NBUT); i++) {
 368     if (xhw->but[i].self == wd)
 369       break;
 370   }
 371   if (i == NBUT) {
 372     fprintf(stderr,"Incorrect window: %x in butcallback\n",(unsigned)wd);
 373     return FALSE;
 374   }
 375   win=&(xhw->but[i]);
 376
 377   switch (event->type) {
 378   case Expose:
 379     XClearWindow(x11->disp,win->self);
 380     switch (i) {
 381     case StartStop:
 382       label=Driving[xhw->bDriving];
 383       break;
 384     case Fog:
 385       label=Fogs[xhw->bFog];
 386       break;
 387     default:
 388       label=win->text;
 389     }
 390     XSetForeground(x11->disp,x11->gc,WHITE);
 391     TextInWin(x11,win,label,eXCenter,eYCenter);
 392     break;
 393
 394   case ConfigureNotify:
 395     win->width=event->xconfigure.width;
 396     win->height=event->xconfigure.height;
 397     break;
 398   case ButtonPress:
 399     switch (i) {
 400     case Quit:
 401       return TRUE;
 402     case StartStop:
 403       xhw->bDriving=1-xhw->bDriving;
 404       ExposeWin(x11->disp,win->self);
 405       if (xhw->bDriving)
 406         ExposeWin(x11->disp,xhw->win.self);
 407       break;
 408     case Fog:
 409       xhw->bFog=1-xhw->bFog;
 410       if (xhw->bFog)
 411         attr.background_pixel=DARKGREY;
 412       else
 413         attr.background_pixel=BLACK;
 414       XChangeWindowAttributes(x11->disp,xhw->win.self,CWBackPixel,&attr);
 415       /*ExposeWin(x11->disp,win->self);*/
 416       break;
 417     default:
 418       break;
 419     }
 420     break;
 421   default:
 422     break;
 423   }
 424   return FALSE;
 425 }
 426
 427 t_xhighway *GetXHW(t_x11 *x11,char *infile,char *carfile)
 428 {
 429   t_xhighway *xhw;
 430   int        i,h,dh,w;
 431
 432   snew(xhw,1);
 433
 434   xhw->ir=read_input(infile);
 435   xhw->ncars=read_cars(x11,carfile,&(xhw->cars));
 436
 437   h=xhw->ir->nlane*40;
 438   dh=20;
 439   w=752;
 440   InitWin(&xhw->main,0,0,w,h+dh+7,1,Program());
 441   xhw->main.self=XCreateSimpleWindow(x11->disp,x11->root,
 442                                      xhw->main.x,xhw->main.y,
 443                                      xhw->main.width,xhw->main.height,
 444                                      xhw->main.bwidth,WHITE,BLACK);
 445   x11->RegisterCallback(x11,xhw->main.self,0,xhwCallBack,xhw);
 446   x11->SetInputMask(x11,xhw->main.self,ButtonPressMask | ExposureMask |
 447                     StructureNotifyMask);
 448
 449   Configure(xhw);
 450
 451   for(i=0; (i<NBUT); i++) {
 452     t_windata *wd=&(xhw->but[i]);
 453
 454     wd->self=XCreateSimpleWindow(x11->disp,xhw->main.self,
 455                                  wd->x,wd->y,
 456                                  wd->width,wd->height,
 457                                  wd->bwidth,WHITE,BLACK);
 458     x11->RegisterCallback(x11,wd->self,xhw->main.self,
 459                           butCallBack,xhw);
 460     x11->SetInputMask(x11,wd->self,ButtonPressMask | ExposureMask |
 461                       StructureNotifyMask);
 462
 463   }
 464   xhw->win.self=XCreateSimpleWindow(x11->disp,xhw->main.self,
 465                                     xhw->win.x,xhw->win.y,
 466                                     xhw->win.width,xhw->win.height,
 467                                     xhw->win.bwidth,WHITE,BLACK);
 468   x11->RegisterCallback(x11,xhw->win.self,0,xhwCallBack,xhw);
 469   x11->SetInputMask(x11,xhw->win.self,ButtonPressMask | ExposureMask |
 470                     StructureNotifyMask);
 471
 472   return xhw;
 473 }
 474
 475 int main(int argc,char *argv[])
 476 {
 477   static char *desc[] = {
 478     "highway is the gromacs highway simulator. It is an X-windows",
 479     "gadget that shows a (periodic) autobahn with a user defined",
 480     "number of cars. Fog can be turned on or off to increase the",
 481     "number of crashes. Nice for a background CPU-eater"
 482   };
 483   t_x11      *x11;
 484   t_xhighway *xhw;
 485   t_filenm fnm[] = {
 486     { efDAT, "-f", "highway", ffREAD },
 487     { efDAT, "-a", "auto",    ffREAD }
 488   };
 489 #define NFILE asize(fnm)
 490
 491   CopyRight(stdout,argv[0]);
 492   parse_common_args(&argc,argv,PCA_CAN_TIME,FALSE,NFILE,fnm,
 493                     0,NULL,asize(desc),desc,0,NULL);
 494
 495   if ((x11=GetX11(&argc,argv))==NULL) {
 496     fprintf(stderr,"Can't connect to X Server.\n"
 497             "Check your DISPLAY environment variable\n");
 498     exit(1);
 499   }
 500   xhw=GetXHW(x11,opt2fn("-f",NFILE,fnm),opt2fn("-a",NFILE,fnm));
 501
 502   XMapWindow(x11->disp,xhw->main.self);
 503   XMapSubwindows(x11->disp,xhw->main.self);
 504   x11->MainLoop(x11);
 505   x11->CleanUp(x11);
 506
 507   thanx(stderr);
 508
 509   return 0;
 510 }