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