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
  35 #ifdef __BORLANDC__
  36 #  define exception c_exception
  37 #endif
  38 #include <math.h>
  39
  40 #include <GL/glut.h>
  41 #include <XGL/xgl.h>
  42 #include <Debug/logstream.hxx>
  43 #include <Time/sunpos.hxx>
  44 #include "solarsystem.hxx"
  45
  46 /***************************************************************************
  47  * default constructor for class  SolarSystem:
  48  * or course there can only be one way to create an entire solar system -:) )
  49  * the fgTIME argument is needed to properly initialize the the current orbital
  50  * elements
  51  *************************************************************************/
  52 SolarSystem::SolarSystem(fgTIME *t)
  53 {
  54   if (theSolarSystem)
  55     {
  56       FG_LOG( FG_GENERAL, FG_ALERT, "Error: only one solarsystem allowed" );
  57       exit(-1);
  58     }
  59   theSolarSystem = this;
  60   ourSun     = new Star(t);
  61   earthsMoon = new Moon(t);
  62   mercury    = new Mercury(t);
  63   venus      = new Venus(t);
  64   mars       = new Mars(t);
  65   jupiter    = new Jupiter(t);
  66   saturn     = new Saturn(t);
  67   uranus     = new Uranus(t);
  68   neptune    = new Neptune(t);
  69
  70   displayList = 0;
  71 };
  72
  73 /* --------------------------------------------------------------------------
  74    the destructor for class SolarSystem;
  75    danger: Huge Explosions ahead! (-:))
  76    ------------------------------------------------------------------------*/
  77 SolarSystem::~SolarSystem()
  78 {
  79   delete ourSun;
  80   delete earthsMoon;
  81   delete mercury;
  82   delete venus;
  83   delete mars;
  84   delete jupiter;
  85   delete saturn;
  86   delete uranus;
  87   delete neptune;
  88   //delete pluto;
  89 }
  90 /****************************************************************************
  91  * void SolarSystem::rebuild()
  92  *
  93  * this member function updates the positions for the sun, moon, and planets,
  94  * and then rebuilds the display list.
  95  *
  96  * arguments: none
  97  * return value: none
  98  ***************************************************************************/
  99 void SolarSystem::rebuild()
 100 {
 101   fgLIGHT *l = &cur_light_params;
 102   fgTIME  *t = &cur_time_params;
 103   float x, y, z,
 104     xx, yy,zz;
 105   double ra, dec;
 106   double x_2, x_4, x_8, x_10;
 107   double magnitude;
 108   GLfloat ambient;
 109   GLfloat amb[4];
 110   GLfloat moonColor[4] = {0.85, 0.75, 0.35, 1.0};
 111   GLfloat black[4] = {0.0, 0.0,0.0,1.0};
 112   GLfloat white[4] = {1.0, 1.0,1.0,1.0};
 113
 114   // Step 1: update all the positions
 115   ourSun->updatePosition(t);
 116   earthsMoon->updatePosition(t, ourSun);
 117   mercury->updatePosition(t, ourSun);
 118   venus->updatePosition(t, ourSun);
 119   mars->updatePosition(t, ourSun);
 120   jupiter->updatePosition(t, ourSun);
 121   saturn->updatePosition(t, ourSun);
 122   uranus->updatePosition(t, ourSun);
 123   neptune->updatePosition(t, ourSun);
 124
 125   fgUpdateSunPos();   // get the right sun angle (especially important when
 126                       // running for the first time.
 127   if (displayList)
 128     xglDeleteLists(displayList, 1);
 129
 130   displayList = xglGenLists(1);
 131   // Step 2: rebuild the display list
 132   xglNewList( displayList, GL_COMPILE);
 133   {
 134     // Step 2a: Add the moon...
 135     xglEnable( GL_LIGHTING );
 136     xglEnable( GL_LIGHT0 );
 137     // set lighting parameters
 138     xglLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, white );
 139     xglLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, white );
 140     xglEnable( GL_CULL_FACE );
 141
 142     // Enable blending, in order to effectively eliminate the dark side of the
 143     // moon
 144     glEnable(GL_BLEND);
 145     glBlendFunc(GL_ONE, GL_ONE);
 146     earthsMoon->getPos(&ra, &dec);
 147     x = 60000.0 * cos(ra) * cos (dec);
 148     y = 60000.0 * sin(ra) * cos (dec);
 149     z = 60000.0 * sin(dec);
 150     xx = cos(ra) * cos(dec);
 151     yy = sin(ra) * cos(dec);
 152     zz = sin(dec);
 153     xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, black);
 154     xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, moonColor);
 155     xglPushMatrix();
 156     {
 157         earthsMoon->newImage(ra,dec);
 158     }
 159     xglPopMatrix();
 160     glDisable(GL_BLEND);
 161     xglDisable(GL_LIGHTING);
 162
 163     // Step 2b:  Add the sun
 164     x_2 = l -> sun_angle * l->sun_angle;
 165     x_4 = x_2 * x_2;
 166     x_8 = x_4 * x_4;
 167     x_10 = x_8 * x_2;
 168     ambient = (0.4 * pow (1.1, - x_10 / 30.0));
 169     if (ambient < 0.3) ambient = 0.3;
 170     if (ambient > 1.0) ambient = 1.0;
 171
 172     amb[0] = 0.00 + ((ambient * 6.0)  - 1.0); // minimum value = 0.8
 173     amb[1] = 0.00 + ((ambient * 11.0) - 3.0); // minimum value = 0.3
 174     amb[2] = 0.00 + ((ambient * 12.0) - 3.6); // minimum value = 0.0
 175     amb[3] = 1.00;
 176
 177     if (amb[0] > 1.0) amb[0] = 1.0;
 178     if (amb[1] > 1.0) amb[1] = 1.0;
 179     if (amb[2] > 1.0) amb[2] = 1.0;
 180
 181     ourSun->getPos(&ra, &dec);
 182     x = 60000.0 * cos(ra) * cos(dec);
 183     y = 60000.0 * sin(ra) * cos(dec);
 184     z = 60000.0 * sin(dec);
 185     xglPushMatrix();
 186     {
 187       // xglPushMatrix();
 188       xglTranslatef(x,y,z);
 189       xglColor3f(amb[0], amb[1], amb[2]);
 190       glutSolidSphere(1400.0, 10, 10);
 191     }
 192     glPopMatrix();
 193     // Step 2c: Add the planets
 194     xglBegin(GL_POINTS);
 195     mercury->getPos(&ra, &dec, &magnitude);addPlanetToList(ra, dec, magnitude);
 196     venus  ->getPos(&ra, &dec, &magnitude);addPlanetToList(ra, dec, magnitude);
 197     mars   ->getPos(&ra, &dec, &magnitude);addPlanetToList(ra, dec, magnitude);
 198     jupiter->getPos(&ra, &dec, &magnitude);addPlanetToList(ra, dec, magnitude);
 199     saturn ->getPos(&ra, &dec, &magnitude);addPlanetToList(ra, dec, magnitude);
 200     uranus ->getPos(&ra, &dec, &magnitude);addPlanetToList(ra, dec, magnitude);
 201     neptune->getPos(&ra, &dec, &magnitude);addPlanetToList(ra, dec, magnitude);
 202     xglEnd();
 203     xglEnable(GL_LIGHTING);
 204   }
 205   xglEndList();
 206 }
 207
 208 /*****************************************************************************
 209  * double SolarSystem::scaleMagnitude(double magn)
 210  * This private member function rescales the original magnitude, as used in the
 211  * astronomical sense of the word, into a value used by OpenGL to draw a
 212  * convincing Star or planet
 213  *
 214  * Argument: the astronomical magnitude
 215  *
 216  * return value: the rescaled magnitude
 217  ****************************************************************************/
 218 double SolarSystem::scaleMagnitude(double magn)
 219 {
 220   double magnitude = (0.0 - magn) / 5.0 + 1.0;
 221   magnitude = magnitude * 0.7 + (3 * 0.1);
 222   if (magnitude > 1.0) magnitude = 1.0;
 223   if (magnitude < 0.0) magnitude = 0.0;
 224   return magnitude;
 225 }
 226
 227 /***************************************************************************
 228  * void SolarSytem::addPlanetToList(double ra, double dec, double magn);
 229  *
 230  * This private member function first causes the magnitude to be properly
 231  * rescaled, and then adds the planet to the display list.
 232  *
 233  * arguments: Right Ascension, declination, and magnitude
 234  *
 235  * return value: none
 236  **************************************************************************/
 237 void SolarSystem::addPlanetToList(double ra, double dec, double magn)
 238 {
 239   double
 240     magnitude = scaleMagnitude ( magn );
 241
 242   fgLIGHT *l = &cur_light_params;
 243
 244   if ((double) (l->sun_angle - FG_PI_2) >
 245       ((magnitude - 1.0) * - 20 * DEG_TO_RAD))
 246     {
 247       xglColor3f (magnitude, magnitude, magnitude);
 248       xglVertex3f( 50000.0 * cos (ra) * cos (dec),
 249                    50000.0 * sin (ra) * cos (dec),
 250                    50000.0 * sin (dec));
 251     }
 252 }
 253
 254
 255 SolarSystem* SolarSystem::theSolarSystem = 0;
 256
 257 /******************************************************************************
 258  * void solarSystemRebuild()
 259  * this a just a wrapper function, provided for use as an interface to the
 260  * event manager
 261  *****************************************************************************/
 262 void solarSystemRebuild()
 263 {
 264   SolarSystem::theSolarSystem->rebuild();
 265 }
 266
 267
 268
 269
 270
 271
 272