Astro/stars.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * stars.c -- data structures and routines for managing and rendering stars.
   3  *
   4  * Written by Curtis Olson, started August 1997.
   5  *
   6  * Copyright (C) 1997  Curtis L. Olson  - curt@infoplane.com
   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
  27 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  28 #  include <config.h>
  29 #endif
  30
  31 #ifdef HAVE_WINDOWS_H
  32 #  include <windows.h>
  33 #endif
  34
  35 #include <math.h>
  36 #include <stdio.h>
  37 #include <string.h>
  38 #include <string>
  39 #include <time.h>
  40
  41 #include <GL/glut.h>
  42 #include <XGL/xgl.h>
  43
  44 #include <Aircraft/aircraft.h>
  45 #include <Debug/fg_debug.h>
  46 #include <Include/fg_constants.h>
  47 #include <Include/fg_types.h>
  48 #include <Include/fg_zlib.h>
  49 #include <Main/options.hxx>
  50 #include <Main/views.hxx>
  51 #include <Time/fg_time.hxx>
  52
  53 #include "orbits.hxx"
  54 #include "planets.hxx"
  55 #include "stars.hxx"
  56
  57
  58 #define EpochStart           (631065600)
  59 #define DaysSinceEpoch(secs) (((secs)-EpochStart)*(1.0/(24*3600)))
  60 #define FG_MAX_STARS 3500
  61
  62 /* Define four structures, each with varying amounts of stars */
  63 static GLint stars[FG_STAR_LEVELS];
  64
  65
  66 /* Initialize the Star Management Subsystem */
  67 int fgStarsInit( void ) {
  68     fgPoint3d starlist[FG_MAX_STARS];
  69     fgFile fd;
  70     /* struct CelestialCoord pltPos; */
  71     string path, gzpath;
  72     char line[256], name[256];
  73     char *front, *end;
  74     double right_ascension, declination, magnitude;
  75     double min_magnitude[FG_STAR_LEVELS];
  76     /* double ra_save, decl_save; */
  77     /* double ra_save1, decl_save1; */
  78     int i, j, starcount, count;
  79
  80     fgPrintf( FG_ASTRO, FG_INFO, "Initializing stars\n");
  81
  82     /* build the full path name to the stars data base file */
  83     path = current_options.get_fg_root() + "/Astro/stars";
  84     gzpath = path + ".gz";
  85
  86     if ( FG_STAR_LEVELS < 4 ) {
  87         fgPrintf( FG_ASTRO, FG_EXIT, "Big whups in stars.cxx\n");
  88     }
  89
  90     fgPrintf( FG_ASTRO, FG_INFO, "  Loading stars from %s\n", path.c_str() );
  91
  92     // load star data file
  93     if ( (fd = fgopen(path.c_str(), "rb")) == NULL ) {
  94         if ( (fd = fgopen(gzpath.c_str(), "rb")) == NULL ) {
  95             // Oops, lets not even try to continue. This is critical.
  96             fgPrintf( FG_ASTRO, FG_EXIT,
  97                       "Cannot open star file: '%s'\n", path.c_str() );
  98         }
  99     }
 100
 101     starcount = 0;
 102
 103     // read in each line of the file
 104     while ( (fggets(fd, line, 256) != NULL) && (starcount < FG_MAX_STARS) ) {
 105         front = line;
 106
 107         // printf("  Read line = %s", front);
 108
 109         // advance to first non-whitespace character
 110         while ( (front[0] == ' ') || (front[0] == '\t') ) {
 111             front++;
 112         }
 113
 114         // printf("  Line length (after trimming) = %d\n", strlen(front));
 115
 116         if ( front[0] == '#' ) {
 117             // comment
 118         } else if ( strlen(front) <= 1 ) {
 119             // blank line
 120         } else {
 121             // star data line
 122
 123             // get name
 124             end = front;
 125             while ( end[0] != ',' ) {
 126                 end++;
 127             }
 128             end[0] = '\0';
 129             strcpy(name, front);
 130             front = end;
 131             front++;
 132
 133             sscanf(front, "%lf,%lf,%lf\n",
 134                    &right_ascension, &declination, &magnitude);
 135             starlist[starcount].x = right_ascension;
 136             starlist[starcount].y = declination;
 137             starlist[starcount].z = magnitude;
 138             starcount++;
 139         }
 140     }
 141
 142     min_magnitude[0] = 4.2;
 143     min_magnitude[1] = 3.6;
 144     min_magnitude[2] = 3.0;
 145     min_magnitude[3] = 2.4;
 146     min_magnitude[4] = 1.8;
 147     min_magnitude[5] = 1.2;
 148     min_magnitude[6] = 0.6;
 149     min_magnitude[7] = 0.0;
 150
 151     // build the various star display lists
 152     for ( i = 0; i < FG_STAR_LEVELS; i++ ) {
 153
 154         stars[i] = xglGenLists(1);
 155         xglNewList( stars[i], GL_COMPILE );
 156         xglBegin( GL_POINTS );
 157
 158         count = 0;
 159
 160         for ( j = 0; j < starcount; j++ ) {
 161             magnitude = starlist[j].z;
 162             // printf("magnitude = %.2f\n", magnitude);
 163
 164             if ( magnitude < min_magnitude[i] ) {
 165                 right_ascension = starlist[j].x;
 166                 declination = starlist[j].y;
 167
 168                 count++;
 169
 170                 /* scale magnitudes to (0.0 - 1.0) */
 171                 magnitude = (0.0 - magnitude) / 5.0 + 1.0;
 172
 173                 /* scale magnitudes again so they look ok */
 174                 if ( magnitude > 1.0 ) { magnitude = 1.0; }
 175                 if ( magnitude < 0.0 ) { magnitude = 0.0; }
 176                 /* magnitude =
 177                    magnitude * 0.7 + (((FG_STAR_LEVELS - 1) - i) * 0.042);
 178                    */
 179                 magnitude = magnitude * 0.9 +
 180                     (((FG_STAR_LEVELS - 1) - i) * 0.014);
 181                 /* printf("  Found star: %d %s, %.3f %.3f %.3f\n", count,
 182                    name, right_ascension, declination, magnitude); */
 183
 184                 xglColor3f( magnitude, magnitude, magnitude );
 185                 /*xglColor3f(0,0,0);*/
 186                 xglVertex3f( 50000.0*cos(right_ascension)*cos(declination),
 187                              50000.0*sin(right_ascension)*cos(declination),
 188                              50000.0*sin(declination) );
 189             }
 190         } /* while */
 191
 192         xglEnd();
 193
 194         /*
 195         xglBegin(GL_LINE_LOOP);
 196         xglColor3f(1.0, 0.0, 0.0);
 197         xglVertex3f( 50000.0 * cos(ra_save-0.2) * cos(decl_save-0.2),
 198                     50000.0 * sin(ra_save-0.2) * cos(decl_save-0.2),
 199                     50000.0 * sin(decl_save-0.2) );
 200         xglVertex3f( 50000.0 * cos(ra_save+0.2) * cos(decl_save-0.2),
 201                     50000.0 * sin(ra_save+0.2) * cos(decl_save-0.2),
 202                     50000.0 * sin(decl_save-0.2) );
 203         xglVertex3f( 50000.0 * cos(ra_save+0.2) * cos(decl_save+0.2),
 204                     50000.0 * sin(ra_save+0.2) * cos(decl_save+0.2),
 205                     50000.0 * sin(decl_save+0.2) );
 206         xglVertex3f( 50000.0 * cos(ra_save-0.2) * cos(decl_save+0.2),
 207                     50000.0 * sin(ra_save-0.2) * cos(decl_save+0.2),
 208                     50000.0 * sin(decl_save+0.2) );
 209         xglEnd();
 210         */
 211
 212         /*
 213         xglBegin(GL_LINE_LOOP);
 214         xglColor3f(0.0, 1.0, 0.0);
 215         xglVertex3f( 50000.0 * cos(ra_save1-0.2) * cos(decl_save1-0.2),
 216                     50000.0 * sin(ra_save1-0.2) * cos(decl_save1-0.2),
 217                     50000.0 * sin(decl_save1-0.2) );
 218         xglVertex3f( 50000.0 * cos(ra_save1+0.2) * cos(decl_save1-0.2),
 219                     50000.0 * sin(ra_save1+0.2) * cos(decl_save1-0.2),
 220                     50000.0 * sin(decl_save1-0.2) );
 221         xglVertex3f( 50000.0 * cos(ra_save1+0.2) * cos(decl_save1+0.2),
 222                     50000.0 * sin(ra_save1+0.2) * cos(decl_save1+0.2),
 223                     50000.0 * sin(decl_save1+0.2) );
 224         xglVertex3f( 50000.0 * cos(ra_save1-0.2) * cos(decl_save1+0.2),
 225                     50000.0 * sin(ra_save1-0.2) * cos(decl_save1+0.2),
 226                     50000.0 * sin(decl_save1+0.2) );
 227         xglEnd();
 228         */
 229
 230         xglEndList();
 231
 232         fgPrintf( FG_ASTRO, FG_INFO,
 233                   "  Loading %d stars brighter than %.2f\n",
 234                   count, min_magnitude[i]);
 235     }
 236
 237     return 1;  // OK, we got here because initialization worked.
 238 }
 239
 240
 241 /* Draw the Stars */
 242 void fgStarsRender( void ) {
 243     fgFLIGHT *f;
 244     fgVIEW *v;
 245     fgLIGHT *l;
 246     fgTIME *t;
 247     int i;
 248
 249     f = current_aircraft.flight;
 250     l = &cur_light_params;
 251     t = &cur_time_params;
 252     v = &current_view;
 253
 254     /* FG_PI_2 + 0.1 is about 6 degrees after sundown and before sunrise */
 255
 256     /* t->sun_angle = 3.0; */ /* to force stars to be drawn (for testing) */
 257
 258     /* render the stars */
 259     if ( l->sun_angle > (FG_PI_2 + 5 * DEG_TO_RAD ) ) {
 260         /* determine which star structure to draw */
 261         if ( l->sun_angle > (FG_PI_2 + 10.0 * DEG_TO_RAD ) ) {
 262             i = 0;
 263         } else if ( l->sun_angle > (FG_PI_2 + 8.8 * DEG_TO_RAD ) ) {
 264             i = 1;
 265         } else if ( l->sun_angle > (FG_PI_2 + 7.5 * DEG_TO_RAD ) ) {
 266             i = 2;
 267         } else if ( l->sun_angle > (FG_PI_2 + 7.0 * DEG_TO_RAD ) ) {
 268             i = 3;
 269         } else if ( l->sun_angle > (FG_PI_2 + 6.5 * DEG_TO_RAD ) ) {
 270             i = 4;
 271         } else if ( l->sun_angle > (FG_PI_2 + 6.0 * DEG_TO_RAD ) ) {
 272             i = 5;
 273         } else if ( l->sun_angle > (FG_PI_2 + 5.5 * DEG_TO_RAD ) ) {
 274             i = 6;
 275         } else {
 276             i = 7;
 277         }
 278
 279         /* printf("RENDERING STARS = %d (night)\n", i); */
 280
 281         xglCallList(stars[i]);
 282     } else {
 283         /* printf("not RENDERING STARS (day)\n"); */
 284     }
 285 }
 286
 287
 288 /* $Log$
 289 /* Revision 1.12  1998/08/27 17:02:01  curt
 290 /* Contributions from Bernie Bright <bbright@c031.aone.net.au>
 291 /* - use strings for fg_root and airport_id and added methods to return
 292 /*   them as strings,
 293 /* - inlined all access methods,
 294 /* - made the parsing functions private methods,
 295 /* - deleted some unused functions.
 296 /* - propogated some of these changes out a bit further.
 297 /*
 298  * Revision 1.11  1998/08/25 20:53:29  curt
 299  * Shuffled $FG_ROOT file layout.
 300  *
 301  * Revision 1.10  1998/08/10 20:33:09  curt
 302  * Rewrote star loading and rendering to:
 303  *   1. significantly improve load speed
 304  *   2. transition from no stars to stars through eight stages.
 305  *
 306  * Revision 1.9  1998/08/06 12:45:20  curt
 307  * Modified to bring in stars in 8 increments based on magnitude, not number
 308  * of stars.
 309  *
 310  * Revision 1.8  1998/07/13 21:00:10  curt
 311  * Wrote access functions for current fgOPTIONS.
 312  *
 313  * Revision 1.7  1998/05/29 20:35:42  curt
 314  * Added zlib support for reading in compressed data files.
 315  *
 316  * Revision 1.6  1998/05/13 18:25:35  curt
 317  * Root path info moved to fgOPTIONS.
 318  *
 319  * Revision 1.5  1998/04/28 01:19:03  curt
 320  * Type-ified fgTIME and fgVIEW
 321  *
 322  * Revision 1.4  1998/04/26 05:10:02  curt
 323  * "struct fgLIGHT" -> "fgLIGHT" because fgLIGHT is typedef'd.
 324  *
 325  * Revision 1.3  1998/04/25 22:06:26  curt
 326  * Edited cvs log messages in source files ... bad bad bad!
 327  *
 328  * Revision 1.2  1998/04/24 00:45:03  curt
 329  * Wrapped "#include <config.h>" in "#ifdef HAVE_CONFIG_H"
 330  * Fixed a bug when generating sky colors.
 331  *
 332  * Revision 1.1  1998/04/22 13:21:34  curt
 333  * C++ - ifing the code a bit.
 334  *
 335  * Revision 1.11  1998/04/18 04:13:58  curt
 336  * Moved fg_debug.c to it's own library.
 337  *
 338  * Revision 1.10  1998/04/03 21:52:51  curt
 339  * Converting to Gnu autoconf system.
 340  *
 341  * Revision 1.9  1998/03/14 00:27:12  curt
 342  * Updated fgGENERAL to a "type" of struct.
 343  *
 344  * Revision 1.8  1998/02/12 21:59:38  curt
 345  * Incorporated code changes contributed by Charlie Hotchkiss
 346  * <chotchkiss@namg.us.anritsu.com>
 347  *
 348  * Revision 1.7  1998/02/09 15:07:48  curt
 349  * Minor tweaks.
 350  *
 351  * Revision 1.6  1998/02/02 20:53:23  curt
 352  * To version 0.29
 353  *
 354  * Revision 1.5  1998/01/27 18:35:53  curt
 355  * Minor tweaks.
 356  *
 357  * Revision 1.4  1998/01/27 00:47:49  curt
 358  * Incorporated Paul Bleisch's <pbleisch@acm.org> new debug message
 359  * system and commandline/config file processing code.
 360  *
 361  * Revision 1.3  1998/01/19 19:26:59  curt
 362  * Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 363  * This should simplify things tremendously.
 364  *
 365  * Revision 1.2  1998/01/19 18:40:18  curt
 366  * Tons of little changes to clean up the code and to remove fatal errors
 367  * when building with the c++ compiler.
 368  *
 369  * Revision 1.1  1998/01/07 03:16:20  curt
 370  * Moved from .../Src/Scenery/ to .../Src/Astro/
 371  *
 372  * Revision 1.24  1997/12/30 22:22:39  curt
 373  * Further integration of event manager.
 374  *
 375  * Revision 1.23  1997/12/30 20:47:53  curt
 376  * Integrated new event manager with subsystem initializations.
 377  *
 378  * Revision 1.22  1997/12/30 16:36:53  curt
 379  * Merged in Durk's changes ...
 380  *
 381  * Revision 1.21  1997/12/19 23:35:00  curt
 382  * Lot's of tweaking with sky rendering and lighting.
 383  *
 384  * Revision 1.20  1997/12/15 23:55:03  curt
 385  * Add xgl wrappers for debugging.
 386  * Generate terrain normals on the fly.
 387  *
 388  * Revision 1.19  1997/12/12  19:53:00  curt
 389  * Working on lightling and material properties.
 390  *
 391  * Revision 1.18  1997/12/10 22:37:52  curt
 392  * Prepended "fg" on the name of all global structures that didn't have it yet.
 393  * i.e. "struct WEATHER {}" became "struct fgWEATHER {}"
 394  *
 395  * Revision 1.17  1997/12/09 04:25:33  curt
 396  * Working on adding a global lighting params structure.
 397  *
 398  * Revision 1.16  1997/11/25 19:25:38  curt
 399  * Changes to integrate Durk's moon/sun code updates + clean up.
 400  *
 401  * Revision 1.15  1997/10/30 12:38:45  curt
 402  * Working on new scenery subsystem.
 403  *
 404  * Revision 1.14  1997/10/28 21:00:22  curt
 405  * Changing to new terrain format.
 406  *
 407  * Revision 1.13  1997/10/25 03:18:28  curt
 408  * Incorporated sun, moon, and planet position and rendering code contributed
 409  * by Durk Talsma.
 410  *
 411  * Revision 1.12  1997/09/23 00:29:43  curt
 412  * Tweaks to get things to compile with gcc-win32.
 413  *
 414  * Revision 1.11  1997/09/22 14:44:21  curt
 415  * Continuing to try to align stars correctly.
 416  *
 417  * Revision 1.10  1997/09/20 03:34:32  curt
 418  * Still trying to get those durned stars aligned properly.
 419  *
 420  * Revision 1.9  1997/09/18 16:20:09  curt
 421  * At dusk/dawn add/remove stars in stages.
 422  *
 423  * Revision 1.8  1997/09/16 22:14:52  curt
 424  * Tweaked time of day lighting equations.  Don't draw stars during the day.
 425  *
 426  * Revision 1.7  1997/09/16 15:50:31  curt
 427  * Working on star alignment and time issues.
 428  *
 429  * Revision 1.6  1997/09/05 14:17:31  curt
 430  * More tweaking with stars.
 431  *
 432  * Revision 1.5  1997/09/05 01:35:59  curt
 433  * Working on getting stars right.
 434  *
 435  * Revision 1.4  1997/09/04 02:17:38  curt
 436  * Shufflin' stuff.
 437  *
 438  * Revision 1.3  1997/08/29 17:55:28  curt
 439  * Worked on properly aligning the stars.
 440  *
 441  * Revision 1.2  1997/08/27 21:32:30  curt
 442  * Restructured view calculation code.  Added stars.
 443  *
 444  * Revision 1.1  1997/08/27 03:34:48  curt
 445  * Initial revision.
 446  *
 447  */