Astro/solarsystem.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * solarsystem.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 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  27 #  include <config.h>
  28 #endif
  29
  30 #ifdef HAVE_WINDOWS_H
  31 #  include <windows.h>
  32 #endif
  33
  34 #include <GL/glut.h>
  35 #include <XGL/xgl.h>
  36 #include <Debug/fg_debug.h>
  37 #include <Time/sunpos.hxx>
  38 #include "solarsystem.hxx"
  39
  40 /***************************************************************************
  41  * default constructor for class  SolarSystem:
  42  * or course there can only be one way to create an entire solar system -:) )
  43  * the fgTIME argument is needed to properly initialize the the current orbital
  44  * elements
  45  *************************************************************************/
  46 SolarSystem::SolarSystem(fgTIME *t)
  47 {
  48   if (theSolarSystem)
  49     {
  50       fgPrintf(FG_GENERAL, FG_EXIT, "Error: only one solarsystem allowed\n");
  51     }
  52   theSolarSystem = this;
  53   ourSun     = new Star(t);
  54   earthsMoon = new Moon(t);
  55   mercury    = new Mercury(t);
  56   venus      = new Venus(t);
  57   mars       = new Mars(t);
  58   jupiter    = new Jupiter(t);
  59   saturn     = new Saturn(t);
  60   uranus     = new Uranus(t);
  61   neptune    = new Neptune(t);
  62
  63   displayList = 0;
  64 };
  65
  66 /* --------------------------------------------------------------------------
  67    the destructor for class SolarSystem;
  68    danger: Huge Explosions ahead! (-:))
  69    ------------------------------------------------------------------------*/
  70 SolarSystem::~SolarSystem()
  71 {
  72   delete ourSun;
  73   delete earthsMoon;
  74   delete mercury;
  75   delete venus;
  76   delete mars;
  77   delete jupiter;
  78   delete saturn;
  79   delete uranus;
  80   delete neptune;
  81   //delete pluto;
  82 }
  83 /****************************************************************************
  84  * void SolarSystem::rebuild()
  85  *
  86  * this member function updates the positions for the sun, moon, and planets,
  87  * and then rebuilds the display list.
  88  *
  89  * arguments: none
  90  * return value: none
  91  ***************************************************************************/
  92 void SolarSystem::rebuild()
  93 {
  94   fgLIGHT *l = &cur_light_params;
  95   fgTIME  *t = &cur_time_params;
  96   float x, y, z,
  97     xx, yy,zz;
  98   double ra, dec;
  99   double x_2, x_4, x_8, x_10;
 100   double magnitude;
 101   GLfloat ambient;
 102   GLfloat amb[4];
 103   GLfloat moonColor[4] = {0.85, 0.75, 0.35, 1.0};
 104   GLfloat black[4] = {0.0, 0.0,0.0,1.0};
 105   GLfloat white[4] = {1.0, 1.0,1.0,1.0};
 106
 107   // Step 1: update all the positions
 108   ourSun->updatePosition(t);
 109   earthsMoon->updatePosition(t, ourSun);
 110   mercury->updatePosition(t, ourSun);
 111   venus->updatePosition(t, ourSun);
 112   mars->updatePosition(t, ourSun);
 113   jupiter->updatePosition(t, ourSun);
 114   saturn->updatePosition(t, ourSun);
 115   uranus->updatePosition(t, ourSun);
 116   neptune->updatePosition(t, ourSun);
 117
 118   fgUpdateSunPos();   // get the right sun angle (especially important when
 119                       // running for the first time.
 120   if (displayList)
 121     xglDeleteLists(displayList, 1);
 122
 123   displayList = xglGenLists(1);
 124   // Step 2: rebuild the display list
 125   xglNewList( displayList, GL_COMPILE);
 126   {
 127     // Step 2a: Add the moon...
 128     xglEnable( GL_LIGHTING );
 129     xglEnable( GL_LIGHT0 );
 130     // set lighting parameters
 131     xglLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, white );
 132     xglLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, white );
 133     xglEnable( GL_CULL_FACE );
 134
 135     // Enable blending, in order to effectively eliminate the dark side of the
 136     // moon
 137     glEnable(GL_BLEND);
 138     glBlendFunc(GL_ONE, GL_ONE);
 139     earthsMoon->getPos(&ra, &dec);
 140     x = 60000.0 * cos(ra) * cos (dec);
 141     y = 60000.0 * sin(ra) * cos (dec);
 142     z = 60000.0 * sin(dec);
 143     xx = cos(ra) * cos(dec);
 144     yy = sin(ra) * cos(dec);
 145     zz = sin(dec);
 146     xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, black);
 147     xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, moonColor);
 148     xglPushMatrix();
 149     {
 150         earthsMoon->newImage(ra,dec);
 151     }
 152     xglPopMatrix();
 153     glDisable(GL_BLEND);
 154     xglDisable(GL_LIGHTING);
 155
 156     // Step 2b:  Add the sun
 157     x_2 = l -> sun_angle * l->sun_angle;
 158     x_4 = x_2 * x_2;
 159     x_8 = x_4 * x_4;
 160     x_10 = x_8 * x_2;
 161     ambient = (0.4 * pow (1.1, - x_10 / 30.0));
 162     if (ambient < 0.3) ambient = 0.3;
 163     if (ambient > 1.0) ambient = 1.0;
 164
 165     amb[0] = 0.00 + ((ambient * 6.0)  - 1.0); // minimum value = 0.8
 166     amb[1] = 0.00 + ((ambient * 11.0) - 3.0); // minimum value = 0.3
 167     amb[2] = 0.00 + ((ambient * 12.0) - 3.6); // minimum value = 0.0
 168     amb[3] = 1.00;
 169
 170     if (amb[0] > 1.0) amb[0] = 1.0;
 171     if (amb[1] > 1.0) amb[1] = 1.0;
 172     if (amb[2] > 1.0) amb[2] = 1.0;
 173
 174     ourSun->getPos(&ra, &dec);
 175     x = 60000.0 * cos(ra) * cos(dec);
 176     y = 60000.0 * sin(ra) * cos(dec);
 177     z = 60000.0 * sin(dec);
 178     xglPushMatrix();
 179     {
 180       // xglPushMatrix();
 181       xglTranslatef(x,y,z);
 182       xglColor3f(amb[0], amb[1], amb[2]);
 183       glutSolidSphere(1400.0, 10, 10);
 184     }
 185     glPopMatrix();
 186     // Step 2c: Add the planets
 187     xglBegin(GL_POINTS);
 188     mercury->getPos(&ra, &dec, &magnitude);addPlanetToList(ra, dec, magnitude);
 189     venus  ->getPos(&ra, &dec, &magnitude);addPlanetToList(ra, dec, magnitude);
 190     mars   ->getPos(&ra, &dec, &magnitude);addPlanetToList(ra, dec, magnitude);
 191     jupiter->getPos(&ra, &dec, &magnitude);addPlanetToList(ra, dec, magnitude);
 192     saturn ->getPos(&ra, &dec, &magnitude);addPlanetToList(ra, dec, magnitude);
 193     uranus ->getPos(&ra, &dec, &magnitude);addPlanetToList(ra, dec, magnitude);
 194     neptune->getPos(&ra, &dec, &magnitude);addPlanetToList(ra, dec, magnitude);
 195     xglEnd();
 196     xglEnable(GL_LIGHTING);
 197   }
 198   xglEndList();
 199 }
 200
 201 /*****************************************************************************
 202  * double SolarSystem::scaleMagnitude(double magn)
 203  * This private member function rescales the original magnitude, as used in the
 204  * astronomical sense of the word, into a value used by OpenGL to draw a
 205  * convincing Star or planet
 206  *
 207  * Argument: the astronomical magnitude
 208  *
 209  * return value: the rescaled magnitude
 210  ****************************************************************************/
 211 double SolarSystem::scaleMagnitude(double magn)
 212 {
 213   double magnitude = (0.0 - magn) / 5.0 + 1.0;
 214   magnitude = magnitude * 0.7 + (3 * 0.1);
 215   if (magnitude > 1.0) magnitude = 1.0;
 216   if (magnitude < 0.0) magnitude = 0.0;
 217   return magnitude;
 218 }
 219
 220 /***************************************************************************
 221  * void SolarSytem::addPlanetToList(double ra, double dec, double magn);
 222  *
 223  * This private member function first causes the magnitude to be properly
 224  * rescaled, and then adds the planet to the display list.
 225  *
 226  * arguments: Right Ascension, declination, and magnitude
 227  *
 228  * return value: none
 229  **************************************************************************/
 230 void SolarSystem::addPlanetToList(double ra, double dec, double magn)
 231 {
 232   double
 233     magnitude = scaleMagnitude ( magn );
 234
 235   fgLIGHT *l = &cur_light_params;
 236
 237   if ((double) (l->sun_angle - FG_PI_2) >
 238       ((magnitude - 1.0) * - 20 * DEG_TO_RAD))
 239     {
 240       xglColor3f (magnitude, magnitude, magnitude);
 241       xglVertex3f( 50000.0 * cos (ra) * cos (dec),
 242                    50000.0 * sin (ra) * cos (dec),
 243                    50000.0 * sin (dec));
 244     }
 245 }
 246
 247
 248 SolarSystem* SolarSystem::theSolarSystem = 0;
 249
 250 /******************************************************************************
 251  * void solarSystemRebuild()
 252  * this a just a wrapper function, provided for use as an interface to the
 253  * event manager
 254  *****************************************************************************/
 255 void solarSystemRebuild()
 256 {
 257   SolarSystem::theSolarSystem->rebuild();
 258 }
 259
 260
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 265