Astro/moon.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * moon.cxx
   3  * Written by Durk Talsma. Originally started October 1997, for distribution
   4  * with the FlightGear project. Version 2 was written in August and
   5  * September 1998. This code is based upon algorithms and data kindly
   6  * provided by Mr. Paul Schlyter. (pausch@saaf.se).
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
  10  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  11  * License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  14  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  19  * along with this program; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  21  *
  22  * $Id$
  23  * (Log is kept at end of this file)
  24  **************************************************************************/
  25 #include <Flight/flight.h>
  26
  27 #include <string.h>
  28 #include "moon.hxx"
  29 #include <Debug/fg_debug.h>
  30 #include <Objects/texload.h>
  31
  32 static GLuint moon_texid;
  33 static GLubyte *moon_texbuf;
  34
  35 /*************************************************************************
  36  * Moon::Moon(fgTIME *t)
  37  * Public constructor for class Moon. Initializes the orbital elements and
  38  * sets up the moon texture.
  39  * Argument: The current time.
  40  * the hard coded orbital elements for Moon are passed to
  41  * CelestialBody::CelestialBody();
  42  ************************************************************************/
  43 Moon::Moon(fgTIME *t) :
  44   CelestialBody(125.1228, -0.0529538083,
  45                 5.1454,    0.00000,
  46                 318.0634,  0.1643573223,
  47                 60.266600, 0.000000,
  48                 0.054900,  0.000000,
  49                 115.3654,  13.0649929509, t)
  50 {
  51   string tpath, fg_tpath;
  52   int width, height;
  53
  54   fgPrintf( FG_GENERAL, FG_INFO, "Initializing Moon Texture\n");
  55 #ifdef GL_VERSION_1_1
  56   xglGenTextures(1, &moon_texid);
  57   xglBindTexture(GL_TEXTURE_2D, moon_texid);
  58 #elif GL_EXT_texture_object
  59   xglGenTexturesEXT(1, &moon_texid);
  60   xglBindTextureEXT(GL_TEXTURE_2D, moon_texid);
  61 #else
  62 #  error port me
  63 #endif
  64
  65   glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
  66   glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
  67   glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
  68
  69   // load in the texture data
  70   tpath = current_options.get_fg_root() + "/Textures/" + "moon.rgb";
  71
  72   if ( (moon_texbuf = read_rgb_texture(tpath.c_str(), &width, &height))
  73        == NULL )
  74   {
  75     // Try compressed
  76     fg_tpath = tpath + ".gz";
  77     if ( (moon_texbuf = read_rgb_texture(fg_tpath.c_str(), &width, &height))
  78          == NULL )
  79     {
  80       fgPrintf( FG_GENERAL, FG_EXIT,
  81                 "Error in loading moon texture %s\n", tpath.c_str() );
  82       exit(1);
  83     }
  84   }
  85
  86   glTexImage2D( GL_TEXTURE_2D,
  87                 0,
  88                 GL_RGB,
  89                 256, 256,
  90                 0,
  91                 GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE,
  92                 moon_texbuf);
  93 }
  94 /*****************************************************************************
  95  * void Moon::updatePosition(fgTIME *t, Star *ourSun)
  96  * this member function calculates the actual topocentric position (i.e.)
  97  * the position of the moon as seen from the current position on the surface
  98  * of the moon.
  99  ****************************************************************************/
 100 void Moon::updatePosition(fgTIME *t, Star *ourSun)
 101 {
 102   double
 103     eccAnom, ecl, lonecl, latecl, actTime,
 104     xv, yv, v, r, xh, yh, zh, xg, yg, zg, xe, ye, ze,
 105     Ls, Lm, D, F, mpar, gclat, rho, HA, g,
 106     geoRa, geoDec;
 107
 108   fgAIRCRAFT *air;
 109   fgFLIGHT *f;
 110
 111   air = &current_aircraft;
 112   f = air->flight;
 113
 114   updateOrbElements(t);
 115   actTime = fgCalcActTime(t);
 116
 117   // calculate the angle between ecliptic and equatorial coordinate system
 118   // in Radians
 119   ecl = ((DEG_TO_RAD * 23.4393) - (DEG_TO_RAD * 3.563E-7) * actTime);
 120   eccAnom = fgCalcEccAnom(M, e);  // Calculate the eccentric anomaly
 121   xv = a * (cos(eccAnom) - e);
 122   yv = a * (sqrt(1.0 - e*e) * sin(eccAnom));
 123   v = atan2(yv, xv);               // the moon's true anomaly
 124   r = sqrt (xv*xv + yv*yv);       // and its distance
 125
 126   // estimate the geocentric rectangular coordinates here
 127   xh = r * (cos(N) * cos (v+w) - sin (N) * sin(v+w) * cos(i));
 128   yh = r * (sin(N) * cos (v+w) + cos (N) * sin(v+w) * cos(i));
 129   zh = r * (sin(v+w) * sin(i));
 130
 131   // calculate the ecliptic latitude and longitude here
 132   lonecl = atan2 (yh, xh);
 133   latecl = atan2(zh, sqrt(xh*xh + yh*yh));
 134
 135   /* Calculate a number of perturbatioin, i.e. disturbances caused by the
 136    * gravitational infuence of the sun and the other major planets.
 137    * The largest of these even have a name */
 138   Ls = ourSun->getM() + ourSun->getw();
 139   Lm = M + w + N;
 140   D = Lm - Ls;
 141   F = Lm - N;
 142
 143   lonecl += DEG_TO_RAD * (-1.274 * sin (M - 2*D)
 144                           +0.658 * sin (2*D)
 145                           -0.186 * sin(ourSun->getM())
 146                           -0.059 * sin(2*M - 2*D)
 147                           -0.057 * sin(M - 2*D + ourSun->getM())
 148                           +0.053 * sin(M + 2*D)
 149                           +0.046 * sin(2*D - ourSun->getM())
 150                           +0.041 * sin(M - ourSun->getM())
 151                           -0.035 * sin(D)
 152                           -0.031 * sin(M + ourSun->getM())
 153                           -0.015 * sin(2*F - 2*D)
 154                           +0.011 * sin(M - 4*D)
 155                           );
 156   latecl += DEG_TO_RAD * (-0.173 * sin(F-2*D)
 157                           -0.055 * sin(M - F - 2*D)
 158                           -0.046 * sin(M + F - 2*D)
 159                           +0.033 * sin(F + 2*D)
 160                           +0.017 * sin(2*M + F)
 161                           );
 162   r += (-0.58 * cos(M - 2*D)
 163         -0.46 * cos(2*D)
 164         );
 165   fgPrintf(FG_GENERAL, FG_INFO, "Running moon update\n");
 166   xg = r * cos(lonecl) * cos(latecl);
 167   yg = r * sin(lonecl) * cos(latecl);
 168   zg = r *               sin(latecl);
 169
 170   xe = xg;
 171   ye = yg * cos(ecl) -zg * sin(ecl);
 172   ze = yg * sin(ecl) +zg * cos(ecl);
 173
 174   geoRa  = atan2(ye, xe);
 175   geoDec = atan2(ze, sqrt(xe*xe + ye*ye));
 176
 177   // Given the moon's geocentric ra and dec, calculate its
 178   // topocentric ra and dec. i.e. the position as seen from the
 179   // surface of the earth, instead of the center of the earth
 180
 181   // First calculates the moon's parrallax, that is, the apparent size of the
 182   // (equatorial) radius of the earth, as seen from the moon
 183   mpar = asin ( 1 / r);
 184   gclat = FG_Latitude - 0.003358 * sin (2 * DEG_TO_RAD * FG_Latitude);
 185   rho = 0.99883 + 0.00167 * cos(2 * DEG_TO_RAD * FG_Latitude);
 186   if (geoRa < 0)
 187     geoRa += (2*FG_PI);
 188
 189   HA = t->lst - (3.8197186 * geoRa);
 190   g = atan (tan(gclat) / cos ((HA / 3.8197186)));
 191   rightAscension = geoRa - mpar * rho * cos(gclat) * sin(HA) / cos (geoDec);
 192   declination = geoDec - mpar * rho * sin (gclat) * sin (g - geoDec) / sin(g);
 193 }
 194
 195
 196 /************************************************************************
 197  * void Moon::newImage(float ra, float dec)
 198  *
 199  * This function regenerates a new visual image of the moon, which is added to
 200  * solarSystem display list.
 201  *
 202  * Arguments: Right Ascension and declination
 203  *
 204  * return value: none
 205  **************************************************************************/
 206 void Moon::newImage(float ra, float dec)
 207 {
 208   glEnable(GL_TEXTURE_2D);
 209   glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 210   glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, moon_texid);
 211
 212   //xglRotatef(-90, 0.0, 0.0, 1.0);
 213   xglRotatef(((RAD_TO_DEG * ra)- 90.0), 0.0, 0.0, 1.0);
 214   xglRotatef((RAD_TO_DEG * dec), 1.0, 0.0, 0.0);
 215
 216   fgPrintf( FG_GENERAL, FG_INFO,
 217            "Ra = (%f), Dec= (%f)", (RAD_TO_DEG *ra), (RAD_TO_DEG *dec) );
 218   xglTranslatef(0.0, 58600.0, 0.0);
 219   Object = gluNewQuadric();
 220   gluQuadricTexture( Object, GL_TRUE );
 221   gluSphere( Object,  1367, 12, 12 );
 222   glDisable(GL_TEXTURE_2D);
 223 }
 224
 225
 226
 227
 228
 229
 230