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