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
  26 #include <FDM/flight.hxx>
  27
  28 #include <string.h>
  29 #include "moon.hxx"
  30 #include <Debug/logstream.hxx>
  31 #include <Objects/texload.h>
  32
  33
  34 #ifdef __BORLANDC__
  35 #  define exception c_exception
  36 #endif
  37 #include <math.h>
  38
  39 static GLuint moon_texid;
  40 static GLubyte *moon_texbuf;
  41
  42 /*************************************************************************
  43  * Moon::Moon(fgTIME *t)
  44  * Public constructor for class Moon. Initializes the orbital elements and
  45  * sets up the moon texture.
  46  * Argument: The current time.
  47  * the hard coded orbital elements for Moon are passed to
  48  * CelestialBody::CelestialBody();
  49  ************************************************************************/
  50 Moon::Moon(fgTIME *t) :
  51   CelestialBody(125.1228, -0.0529538083,
  52                 5.1454,    0.00000,
  53                 318.0634,  0.1643573223,
  54                 60.266600, 0.000000,
  55                 0.054900,  0.000000,
  56                 115.3654,  13.0649929509, t)
  57 {
  58   string tpath, fg_tpath;
  59   int width, height;
  60
  61   FG_LOG( FG_GENERAL, FG_INFO, "Initializing Moon Texture");
  62 #ifdef GL_VERSION_1_1
  63   xglGenTextures(1, &moon_texid);
  64   xglBindTexture(GL_TEXTURE_2D, moon_texid);
  65 #elif GL_EXT_texture_object
  66   xglGenTexturesEXT(1, &moon_texid);
  67   xglBindTextureEXT(GL_TEXTURE_2D, moon_texid);
  68 #else
  69 #  error port me
  70 #endif
  71
  72   glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
  73   glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
  74   glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
  75
  76   // load in the texture data
  77   tpath = current_options.get_fg_root() + "/Textures/" + "moon.rgb";
  78
  79   if ( (moon_texbuf = read_rgb_texture(tpath.c_str(), &width, &height))
  80        == NULL )
  81   {
  82     // Try compressed
  83     fg_tpath = tpath + ".gz";
  84     if ( (moon_texbuf = read_rgb_texture(fg_tpath.c_str(), &width, &height))
  85          == NULL )
  86     {
  87         FG_LOG( FG_GENERAL, FG_ALERT,
  88                 "Error in loading moon texture " << tpath );
  89         exit(-1);
  90     }
  91   }
  92
  93   glTexImage2D( GL_TEXTURE_2D,
  94                 0,
  95                 GL_RGB,
  96                 256, 256,
  97                 0,
  98                 GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE,
  99                 moon_texbuf);
 100 }
 101 /*****************************************************************************
 102  * void Moon::updatePosition(fgTIME *t, Star *ourSun)
 103  * this member function calculates the actual topocentric position (i.e.)
 104  * the position of the moon as seen from the current position on the surface
 105  * of the moon.
 106  ****************************************************************************/
 107 void Moon::updatePosition(fgTIME *t, Star *ourSun)
 108 {
 109   double
 110     eccAnom, ecl, lonecl, latecl, actTime,
 111     xv, yv, v, r, xh, yh, zh, xg, yg, zg, xe, ye, ze,
 112     Ls, Lm, D, F, mpar, gclat, rho, HA, g,
 113     geoRa, geoDec;
 114
 115   fgAIRCRAFT *air;
 116   FGState *f;
 117
 118   air = &current_aircraft;
 119   f = air->fdm_state;
 120
 121   updateOrbElements(t);
 122   actTime = fgCalcActTime(t);
 123
 124   // calculate the angle between ecliptic and equatorial coordinate system
 125   // in Radians
 126   ecl = ((DEG_TO_RAD * 23.4393) - (DEG_TO_RAD * 3.563E-7) * actTime);
 127   eccAnom = fgCalcEccAnom(M, e);  // Calculate the eccentric anomaly
 128   xv = a * (cos(eccAnom) - e);
 129   yv = a * (sqrt(1.0 - e*e) * sin(eccAnom));
 130   v = atan2(yv, xv);               // the moon's true anomaly
 131   r = sqrt (xv*xv + yv*yv);       // and its distance
 132
 133   // estimate the geocentric rectangular coordinates here
 134   xh = r * (cos(N) * cos (v+w) - sin (N) * sin(v+w) * cos(i));
 135   yh = r * (sin(N) * cos (v+w) + cos (N) * sin(v+w) * cos(i));
 136   zh = r * (sin(v+w) * sin(i));
 137
 138   // calculate the ecliptic latitude and longitude here
 139   lonecl = atan2 (yh, xh);
 140   latecl = atan2(zh, sqrt(xh*xh + yh*yh));
 141
 142   /* Calculate a number of perturbatioin, i.e. disturbances caused by the
 143    * gravitational infuence of the sun and the other major planets.
 144    * The largest of these even have a name */
 145   Ls = ourSun->getM() + ourSun->getw();
 146   Lm = M + w + N;
 147   D = Lm - Ls;
 148   F = Lm - N;
 149
 150   lonecl += DEG_TO_RAD * (-1.274 * sin (M - 2*D)
 151                           +0.658 * sin (2*D)
 152                           -0.186 * sin(ourSun->getM())
 153                           -0.059 * sin(2*M - 2*D)
 154                           -0.057 * sin(M - 2*D + ourSun->getM())
 155                           +0.053 * sin(M + 2*D)
 156                           +0.046 * sin(2*D - ourSun->getM())
 157                           +0.041 * sin(M - ourSun->getM())
 158                           -0.035 * sin(D)
 159                           -0.031 * sin(M + ourSun->getM())
 160                           -0.015 * sin(2*F - 2*D)
 161                           +0.011 * sin(M - 4*D)
 162                           );
 163   latecl += DEG_TO_RAD * (-0.173 * sin(F-2*D)
 164                           -0.055 * sin(M - F - 2*D)
 165                           -0.046 * sin(M + F - 2*D)
 166                           +0.033 * sin(F + 2*D)
 167                           +0.017 * sin(2*M + F)
 168                           );
 169   r += (-0.58 * cos(M - 2*D)
 170         -0.46 * cos(2*D)
 171         );
 172   FG_LOG(FG_GENERAL, FG_INFO, "Running moon update");
 173   xg = r * cos(lonecl) * cos(latecl);
 174   yg = r * sin(lonecl) * cos(latecl);
 175   zg = r *               sin(latecl);
 176
 177   xe = xg;
 178   ye = yg * cos(ecl) -zg * sin(ecl);
 179   ze = yg * sin(ecl) +zg * cos(ecl);
 180
 181   geoRa  = atan2(ye, xe);
 182   geoDec = atan2(ze, sqrt(xe*xe + ye*ye));
 183
 184   // Given the moon's geocentric ra and dec, calculate its
 185   // topocentric ra and dec. i.e. the position as seen from the
 186   // surface of the earth, instead of the center of the earth
 187
 188   // First calculates the moon's parrallax, that is, the apparent size of the
 189   // (equatorial) radius of the earth, as seen from the moon
 190   mpar = asin ( 1 / r);
 191   gclat = f->get_Latitude() - 0.003358 *
 192       sin (2 * DEG_TO_RAD * f->get_Latitude() );
 193   rho = 0.99883 + 0.00167 * cos(2 * DEG_TO_RAD * f->get_Latitude());
 194   if (geoRa < 0)
 195     geoRa += (2*FG_PI);
 196
 197   HA = t->lst - (3.8197186 * geoRa);
 198   g = atan (tan(gclat) / cos ((HA / 3.8197186)));
 199   rightAscension = geoRa - mpar * rho * cos(gclat) * sin(HA) / cos (geoDec);
 200   declination = geoDec - mpar * rho * sin (gclat) * sin (g - geoDec) / sin(g);
 201 }
 202
 203
 204 /************************************************************************
 205  * void Moon::newImage(float ra, float dec)
 206  *
 207  * This function regenerates a new visual image of the moon, which is added to
 208  * solarSystem display list.
 209  *
 210  * Arguments: Right Ascension and declination
 211  *
 212  * return value: none
 213  **************************************************************************/
 214 void Moon::newImage(float ra, float dec)
 215 {
 216   glEnable(GL_TEXTURE_2D);
 217   glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 218   glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, moon_texid);
 219
 220   //xglRotatef(-90, 0.0, 0.0, 1.0);
 221   xglRotatef(((RAD_TO_DEG * ra)- 90.0), 0.0, 0.0, 1.0);
 222   xglRotatef((RAD_TO_DEG * dec), 1.0, 0.0, 0.0);
 223
 224   FG_LOG( FG_GENERAL, FG_INFO,
 225           "Ra = (" << (RAD_TO_DEG *ra)
 226           << "), Dec= (" << (RAD_TO_DEG *dec) << ")" );
 227   xglTranslatef(0.0, 58600.0, 0.0);
 228   Object = gluNewQuadric();
 229   gluQuadricTexture( Object, GL_TRUE );
 230   gluSphere( Object,  1367, 12, 12 );
 231   glDisable(GL_TEXTURE_2D);
 232 }
 233
 234
 235
 236
 237
 238
 239