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 <Astro/orbits.h>
  29 #include <Astro/sun.h>
  30 #include <Include/fg_constants.h>
  31 #include <Main/fg_debug.h>
  32 #include <Main/views.h>
  33 #include <Time/fg_time.h>
  34 #include <Time/sunpos.h>
  35
  36 GLint sun_obj = 0;
  37
  38 static struct CelestialCoord sunPos;
  39
  40 fgSUNPOS solarPosition;
  41
  42 void fgCalcSunPos(struct OrbElements params)
  43 {
  44     double EccAnom, xv, yv, v, r;
  45
  46     /* calculate the eccentric anomaly */
  47     EccAnom = fgCalcEccAnom(params.M, params.e);
  48
  49     /* calculate the Suns distance (r) and its true anomaly (v) */
  50     xv = cos(EccAnom) - params.e;
  51     yv = sqrt(1.0 - params.e*params.e) * sin(EccAnom);
  52     v = atan2(yv, xv);
  53     r = sqrt(xv*xv + yv*yv);
  54
  55     /* calculate the the Sun's true longitude (lonsun) */
  56     solarPosition.lonSun = v + params.w;
  57
  58     /* convert true longitude and distance to ecliptic rectangular
  59       geocentric coordinates (xs, ys) */
  60     solarPosition.xs = r * cos (solarPosition.lonSun);
  61     solarPosition.ys = r * sin (solarPosition.lonSun);
  62     solarPosition.dist = r;
  63     /* return solarPosition; */
  64 }
  65
  66
  67 struct CelestialCoord fgCalculateSun (struct OrbElements params,
  68                                       struct fgTIME t)
  69 {
  70     struct CelestialCoord result;
  71     double xe, ye, ze, ecl, actTime;
  72
  73     /* calculate the angle between ecliptic and equatorial coordinate
  74      * system */
  75     actTime = fgCalcActTime (t);
  76     ecl = DEG_TO_RAD * (23.4393 - 3.563E-7 * actTime);  // Angle now in Rads
  77
  78     /* calculate the sun's ecliptic position */
  79     fgCalcSunPos (params);
  80
  81     /* convert ecliptic coordinates to equatorial rectangular
  82      * geocentric coordinates */
  83     xe = solarPosition.xs;
  84     ye = solarPosition.ys * cos (ecl);
  85     ze = solarPosition.ys * sin (ecl);
  86
  87     /* and finally... Calulate Right Ascention and Declination */
  88     result.RightAscension = atan2 (ye, xe);
  89     result.Declination = atan2 (ze, sqrt (xe * xe + ye * ye));
  90     return result;
  91 }
  92
  93
  94 /* Initialize the Sun */
  95 void fgSunInit( void ) {
  96     struct fgLIGHT *l;
  97     struct fgTIME *t;
  98     struct fgVIEW *v;
  99     float xSun, ySun, zSun;
 100
 101     /* GLfloat color[4] = { 1.00, 1.00, 1.00, 1.00 }; */
 102     double x_2, x_4, x_8, x_10;
 103     GLfloat ambient;
 104     GLfloat amb[4];
 105
 106     l = &cur_light_params;
 107     t = &cur_time_params;
 108     v = &current_view;
 109
 110     fgPrintf( FG_ASTRO, FG_INFO, "  Initializing the Sun\n");
 111
 112     // Calculate basic sun position
 113     fgSolarSystemUpdate(&(pltOrbElements[0]), cur_time_params);
 114     sunPos = fgCalculateSun(pltOrbElements[0], cur_time_params);
 115
 116     // Calculate additional sun position parameters based on the above
 117     // position that are needed by other parts of FG
 118     fgUpdateSunPos();
 119
 120     fgPrintf( FG_ASTRO, FG_INFO,
 121               "Sun found at %f (ra), %f (dec)\n",
 122               sunPos.RightAscension, sunPos.Declination);
 123
 124     xSun = 60000.0 * cos(sunPos.RightAscension) * cos(sunPos.Declination);
 125     ySun = 60000.0 * sin(sunPos.RightAscension) * cos(sunPos.Declination);
 126     zSun = 60000.0 * sin(sunPos.Declination);
 127
 128
 129     if (sun_obj) {
 130         xglDeleteLists(sun_obj, 1);
 131     }
 132
 133     /* printf("First time through, creating sun display list\n"); */
 134
 135     sun_obj = xglGenLists(1);
 136     xglNewList(sun_obj, GL_COMPILE );
 137
 138
 139     t = &cur_time_params;
 140     v = &current_view;
 141     l = &cur_light_params;
 142
 143     x_2 = l->sun_angle * l->sun_angle;
 144     x_4 = x_2 * x_2;
 145     x_8 = x_4 * x_4;
 146     x_10 = x_8 * x_2;
 147
 148     ambient = (0.4 * pow(1.1, -x_10 / 30.0));
 149     if ( ambient < 0.3 ) ambient = 0.3;
 150     if ( ambient > 1.0 ) ambient = 1.0;
 151
 152     amb[0] = 0.00 + ((ambient * 6.0) - 1.0);     /* minimum val = 0.8 */
 153     amb[1] = 0.00 + ((ambient * 11.0) - 3.0);     /* minimum val = 0.3 */
 154     amb[2] = 0.00 + ((ambient * 12.0) - 3.6);    /* minimum val = 0.0 */
 155     amb[3] = 1.00;
 156
 157     if (amb[0] > 1.0) amb[0] = 1.0;
 158     if (amb[1] > 1.0) amb[1] = 1.0;
 159     if (amb[2] > 1.0) amb[2] = 1.0;
 160
 161     fgPrintf( FG_ASTRO, FG_DEBUG,
 162               "Color of the sun: %f, %f, %f\n"
 163               "Ambient value   : %f\n"
 164               "Sun Angle       : %f\n" ,
 165               amb[0], amb[1], amb[2], ambient, l->sun_angle);
 166
 167     xglPushMatrix();
 168     xglTranslatef(xSun, ySun, zSun);
 169     xglScalef(1400, 1400, 1400);
 170     xglColor3f(amb[0], amb[1], amb[2]);
 171     glutSolidSphere(1.0, 10, 10);
 172     xglPopMatrix();
 173     xglEndList();
 174 }
 175
 176
 177 /* Draw the Sun */
 178 void fgSunRender( void ) {
 179     xglCallList(sun_obj);
 180 }
 181
 182
 183 /* $Log$
 184 /* Revision 1.8  1998/03/09 22:47:25  curt
 185 /* Incorporated Durk's updates.
 186 /*
 187  * Revision 1.7  1998/02/23 19:07:56  curt
 188  * Incorporated Durk's Astro/ tweaks.  Includes unifying the sun position
 189  * calculation code between sun display, and other FG sections that use this
 190  * for things like lighting.
 191  *
 192  * Revision 1.6  1998/02/12 21:59:39  curt
 193  * Incorporated code changes contributed by Charlie Hotchkiss
 194  * <chotchkiss@namg.us.anritsu.com>
 195  *
 196  * Revision 1.5  1998/02/02 20:53:24  curt
 197  * To version 0.29
 198  *
 199  * Revision 1.4  1998/01/27 00:47:50  curt
 200  * Incorporated Paul Bleisch's <bleisch@chromatic.com> new debug message
 201  * system and commandline/config file processing code.
 202  *
 203  * Revision 1.3  1998/01/19 19:27:00  curt
 204  * Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 205  * This should simplify things tremendously.
 206  *
 207  * Revision 1.2  1998/01/19 18:40:18  curt
 208  * Tons of little changes to clean up the code and to remove fatal errors
 209  * when building with the c++ compiler.
 210  *
 211  * Revision 1.1  1998/01/07 03:16:20  curt
 212  * Moved from .../Src/Scenery/ to .../Src/Astro/
 213  *
 214  * Revision 1.12  1998/01/05 18:44:36  curt
 215  * Add an option to advance/decrease time from keyboard.
 216  *
 217  * Revision 1.11  1997/12/30 23:09:40  curt
 218  * Worked on winding problem without luck, so back to calling glFrontFace()
 219  * 3 times for each scenery area.
 220  *
 221  * Revision 1.10  1997/12/30 20:47:54  curt
 222  * Integrated new event manager with subsystem initializations.
 223  *
 224  * Revision 1.9  1997/12/30 16:36:54  curt
 225  * Merged in Durk's changes ...
 226  *
 227  * Revision 1.8  1997/12/19 23:35:00  curt
 228  * Lot's of tweaking with sky rendering and lighting.
 229  *
 230  * Revision 1.7  1997/12/17 23:12:16  curt
 231  * Fixed so moon and sun display lists aren't recreate periodically.
 232  *
 233  * Revision 1.6  1997/12/15 23:55:04  curt
 234  * Add xgl wrappers for debugging.
 235  * Generate terrain normals on the fly.
 236  *
 237  * Revision 1.5  1997/12/12 21:41:31  curt
 238  * More light/material property tweaking ... still a ways off.
 239  *
 240  * Revision 1.4  1997/12/10 22:37:53  curt
 241  * Prepended "fg" on the name of all global structures that didn't have it yet.
 242  * i.e. "struct WEATHER {}" became "struct fgWEATHER {}"
 243  *
 244  * Revision 1.3  1997/12/09 05:11:56  curt
 245  * Working on tweaking lighting.
 246  *
 247  * Revision 1.2  1997/11/25 19:25:39  curt
 248  * Changes to integrate Durk's moon/sun code updates + clean up.
 249  *
 250  * Revision 1.1  1997/10/25 03:16:11  curt
 251  * Initial revision of code contributed by Durk Talsma.
 252  *
 253  */
 254
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 257
 258