Astro/sun.c

   1 /**************************************************************************
   2  * sun.c
   3  *
   4  * Written 1997 by Durk Talsma, started October, 1997.  For the flight gear
   5  * project.
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   9  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  10  * License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  13  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with this program; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  20  *
  21  * $Id$
  22  * (Log is kept at end of this file)
  23  **************************************************************************/
  24
  25 #include <GL/glut.h>
  26 #include <XGL/xgl.h>
  27
  28 #include <Time/fg_time.h>
  29 #include <Main/views.h>
  30 #include <Astro/orbits.h>
  31 #include <Astro/sun.h>
  32 #include <Main/fg_debug.h>
  33
  34 GLint sun_obj;
  35
  36 static struct CelestialCoord sunPos;
  37
  38 float xSun, ySun, zSun;
  39
  40 struct SunPos fgCalcSunPos(struct OrbElements params)
  41 {
  42     double
  43         EccAnom, lonSun,
  44         xv, yv, v, r;
  45     struct SunPos
  46         solarPosition;
  47
  48     /* calculate the eccentric anomaly */
  49     EccAnom = fgCalcEccAnom(params.M, params.e);
  50
  51     /* calculate the Suns distance (r) and its true anomaly (v) */
  52          xv = cos(EccAnom) - params.e;
  53     yv = sqrt(1.0 - params.e*params.e) * sin(EccAnom);
  54     v = atan2(yv, xv);
  55     r = sqrt(xv*xv + yv*yv);
  56
  57     /* calculate the the Sun's true longitude (lonsun) */
  58     lonSun = v + params.w;
  59
  60         /* convert true longitude and distance to ecliptic rectangular geocentric
  61       coordinates (xs, ys) */
  62     solarPosition.xs = r * cos(lonSun);
  63     solarPosition.ys = r * sin(lonSun);
  64     solarPosition.dist = r;
  65     return solarPosition;
  66 }
  67
  68
  69 struct CelestialCoord fgCalculateSun(struct OrbElements params, struct fgTIME t)
  70 {
  71         struct CelestialCoord
  72                 result;
  73     struct SunPos
  74         SolarPosition;
  75     double
  76         xe, ye, ze, ecl, actTime;
  77
  78     /* calculate the angle between ecliptic and equatorial coordinate system */
  79     actTime = fgCalcActTime(t);
  80     ecl = fgDegToRad(23.4393 - 3.563E-7 * actTime);                     // Angle now in Rads
  81
  82     /* calculate the sun's ecliptic position */
  83     SolarPosition = fgCalcSunPos(params);
  84
  85         /* convert ecliptic coordinates to equatorial rectangular geocentric coordinates */
  86     xe = SolarPosition.xs;
  87     ye = SolarPosition.ys * cos(ecl);
  88     ze = SolarPosition.ys * sin(ecl);
  89
  90     /* and finally... Calulate Right Ascention and Declination */
  91     result.RightAscension = atan2( ye, xe);
  92     result.Declination = atan2(ze, sqrt(xe*xe + ye*ye));
  93     return result;
  94 }
  95
  96
  97 /* Initialize the Sun */
  98 void fgSunInit( void ) {
  99     static int dl_exists = 0;
 100
 101     fgPrintf( FG_ASTRO, FG_INFO, "  Initializing the Sun\n");
 102
 103     fgSolarSystemUpdate(&(pltOrbElements[0]), cur_time_params);
 104     sunPos = fgCalculateSun(pltOrbElements[0], cur_time_params);
 105 #ifdef DEBUG
 106     fgPrintf( FG_ASTRO, FG_INFO,
 107               "Sun found at %f (ra), %f (dec)\n",
 108               sunPos.RightAscension, sunPos.Declination);
 109 #endif
 110
 111     xSun = 60000.0 * cos(sunPos.RightAscension) * cos(sunPos.Declination);
 112     ySun = 60000.0 * sin(sunPos.RightAscension) * cos(sunPos.Declination);
 113     zSun = 60000.0 * sin(sunPos.Declination);
 114
 115     if ( !dl_exists ) {
 116         dl_exists = 1;
 117
 118         /* printf("First time through, creating sun display list\n"); */
 119
 120         sun_obj = xglGenLists(1);
 121         xglNewList(sun_obj, GL_COMPILE );
 122
 123         glutSolidSphere(1.0, 10, 10);
 124
 125         xglEndList();
 126     }
 127 }
 128
 129
 130 /* Draw the Sun */
 131 void fgSunRender( void ) {
 132     struct fgVIEW *v;
 133     struct fgTIME *t;
 134     struct fgLIGHT *l;
 135     /* GLfloat color[4] = { 0.85, 0.65, 0.05, 1.0 }; */
 136     GLfloat color[4] = { 1.00, 1.00, 1.00, 1.00 };
 137     double x_2, x_4, x_8, x_10;
 138     GLfloat ambient;
 139     GLfloat amb[3], diff[3];
 140
 141
 142     t = &cur_time_params;
 143     v = &current_view;
 144     l = &cur_light_params;
 145
 146     x_2 = l->sun_angle * l->sun_angle;
 147     x_4 = x_2 * x_2;
 148     x_8 = x_4 * x_4;
 149     x_10 = x_8 * x_2;
 150
 151     ambient = (0.4 * pow(1.1, -x_10 / 30.0));
 152     if ( ambient < 0.3 ) ambient = 0.3;
 153     if ( ambient > 1.0 ) ambient = 1.0;
 154
 155     amb[0] = 0.50 + ((ambient * 6.66) - 1.6);
 156     amb[1] = 0.00 + ((ambient * 6.66) - 1.6);
 157     amb[2] = 0.00 + ((ambient * 6.66) - 1.6);
 158     amb[3] = 0.00;
 159 #ifdef DEBUG
 160     fgPrintf( FG_ASTRO, FG_INFO,
 161               "Color of the sun: %f, %f, %f\n"
 162               "Ambient value   : %f\n"
 163               "Sun Angle       : %f\n" , amb[0], amb[1], amb[2], ambient, t->sun_angle);
 164 #endif
 165     diff[0] = 0.0;
 166     diff[1] = 0.0;
 167     diff[2] = 0.0;
 168     diff[3] = 1.0;
 169
 170     /* set lighting parameters */
 171     xglLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, color );
 172     xglLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, color );
 173     xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, amb);
 174     xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, diff);
 175     xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, diff);
 176     xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_EMISSION, diff);
 177     xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, diff);
 178
 179     /* xglDisable( GL_LIGHTING ); */
 180
 181     xglPushMatrix();
 182     xglTranslatef(xSun, ySun, zSun);
 183     xglScalef(1400, 1400, 1400);
 184
 185     xglColor3f(0.85, 0.65, 0.05);
 186
 187     xglCallList(sun_obj);
 188
 189     xglPopMatrix();
 190
 191     /* xglEnable( GL_LIGHTING ); */
 192 }
 193
 194
 195 /* $Log$
 196 /* Revision 1.4  1998/01/27 00:47:50  curt
 197 /* Incorporated Paul Bleisch's <bleisch@chromatic.com> new debug message
 198 /* system and commandline/config file processing code.
 199 /*
 200  * Revision 1.3  1998/01/19 19:27:00  curt
 201  * Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 202  * This should simplify things tremendously.
 203  *
 204  * Revision 1.2  1998/01/19 18:40:18  curt
 205  * Tons of little changes to clean up the code and to remove fatal errors
 206  * when building with the c++ compiler.
 207  *
 208  * Revision 1.1  1998/01/07 03:16:20  curt
 209  * Moved from .../Src/Scenery/ to .../Src/Astro/
 210  *
 211  * Revision 1.12  1998/01/05 18:44:36  curt
 212  * Add an option to advance/decrease time from keyboard.
 213  *
 214  * Revision 1.11  1997/12/30 23:09:40  curt
 215  * Worked on winding problem without luck, so back to calling glFrontFace()
 216  * 3 times for each scenery area.
 217  *
 218  * Revision 1.10  1997/12/30 20:47:54  curt
 219  * Integrated new event manager with subsystem initializations.
 220  *
 221  * Revision 1.9  1997/12/30 16:36:54  curt
 222  * Merged in Durk's changes ...
 223  *
 224  * Revision 1.8  1997/12/19 23:35:00  curt
 225  * Lot's of tweaking with sky rendering and lighting.
 226  *
 227  * Revision 1.7  1997/12/17 23:12:16  curt
 228  * Fixed so moon and sun display lists aren't recreate periodically.
 229  *
 230  * Revision 1.6  1997/12/15 23:55:04  curt
 231  * Add xgl wrappers for debugging.
 232  * Generate terrain normals on the fly.
 233  *
 234  * Revision 1.5  1997/12/12 21:41:31  curt
 235  * More light/material property tweaking ... still a ways off.
 236  *
 237  * Revision 1.4  1997/12/10 22:37:53  curt
 238  * Prepended "fg" on the name of all global structures that didn't have it yet.
 239  * i.e. "struct WEATHER {}" became "struct fgWEATHER {}"
 240  *
 241  * Revision 1.3  1997/12/09 05:11:56  curt
 242  * Working on tweaking lighting.
 243  *
 244  * Revision 1.2  1997/11/25 19:25:39  curt
 245  * Changes to integrate Durk's moon/sun code updates + clean up.
 246  *
 247  * Revision 1.1  1997/10/25 03:16:11  curt
 248  * Initial revision of code contributed by Durk Talsma.
 249  *
 250  */
 251
 252
 253
 254
 255