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 #include <Include/fg_constants.h>
  34
  35 GLint sun_obj = 0;
  36
  37 static struct CelestialCoord sunPos;
  38
  39 float xSun, ySun, zSun;
  40
  41 struct SunPos fgCalcSunPos(struct OrbElements params)
  42 {
  43     double
  44         EccAnom, lonSun,
  45         xv, yv, v, r;
  46     struct SunPos
  47         solarPosition;
  48
  49     /* calculate the eccentric anomaly */
  50     EccAnom = fgCalcEccAnom(params.M, params.e);
  51
  52     /* calculate the Suns distance (r) and its true anomaly (v) */
  53          xv = cos(EccAnom) - params.e;
  54     yv = sqrt(1.0 - params.e*params.e) * sin(EccAnom);
  55     v = atan2(yv, xv);
  56     r = sqrt(xv*xv + yv*yv);
  57
  58     /* calculate the the Sun's true longitude (lonsun) */
  59     lonSun = v + params.w;
  60
  61         /* convert true longitude and distance to ecliptic rectangular geocentric
  62       coordinates (xs, ys) */
  63     solarPosition.xs = r * cos(lonSun);
  64     solarPosition.ys = r * sin(lonSun);
  65     solarPosition.dist = r;
  66     return solarPosition;
  67 }
  68
  69
  70 struct CelestialCoord fgCalculateSun(struct OrbElements params, struct fgTIME t)
  71 {
  72         struct CelestialCoord
  73                 result;
  74     struct SunPos
  75         SolarPosition;
  76     double
  77         xe, ye, ze, ecl, actTime;
  78
  79     /* calculate the angle between ecliptic and equatorial coordinate system */
  80     actTime = fgCalcActTime(t);
  81     ecl = DEG_TO_RAD * (23.4393 - 3.563E-7 * actTime);                  // Angle now in Rads
  82
  83     /* calculate the sun's ecliptic position */
  84     SolarPosition = fgCalcSunPos(params);
  85
  86         /* convert ecliptic coordinates to equatorial rectangular geocentric coordinates */
  87     xe = SolarPosition.xs;
  88     ye = SolarPosition.ys * cos(ecl);
  89     ze = SolarPosition.ys * sin(ecl);
  90
  91     /* and finally... Calulate Right Ascention and Declination */
  92     result.RightAscension = atan2( ye, xe);
  93     result.Declination = atan2(ze, sqrt(xe*xe + ye*ye));
  94     return result;
  95 }
  96
  97
  98 /* Initialize the Sun */
  99 void fgSunInit( void ) {
 100     struct fgLIGHT *l;
 101     struct fgTIME *t;
 102     struct fgVIEW *v;
 103
 104     /* GLfloat color[4] = { 1.00, 1.00, 1.00, 1.00 }; */
 105     double x_2, x_4, x_8, x_10;
 106     GLfloat ambient;
 107     GLfloat amb[4];
 108
 109     l = &cur_light_params;
 110     t = &cur_time_params;
 111     v = &current_view;
 112
 113     fgPrintf( FG_ASTRO, FG_INFO, "  Initializing the Sun\n");
 114
 115     fgSolarSystemUpdate(&(pltOrbElements[0]), cur_time_params);
 116     sunPos = fgCalculateSun(pltOrbElements[0], cur_time_params);
 117     fgPrintf( FG_ASTRO, FG_INFO,
 118               "Sun found at %f (ra), %f (dec)\n",
 119               sunPos.RightAscension, sunPos.Declination);
 120
 121     xSun = 60000.0 * cos(sunPos.RightAscension) * cos(sunPos.Declination);
 122     ySun = 60000.0 * sin(sunPos.RightAscension) * cos(sunPos.Declination);
 123     zSun = 60000.0 * sin(sunPos.Declination);
 124
 125
 126     if (sun_obj) {
 127         xglDeleteLists(sun_obj, 1);
 128     }
 129
 130     /* printf("First time through, creating sun display list\n"); */
 131
 132     sun_obj = xglGenLists(1);
 133     xglNewList(sun_obj, GL_COMPILE );
 134
 135
 136     t = &cur_time_params;
 137     v = &current_view;
 138     l = &cur_light_params;
 139
 140     x_2 = l->sun_angle * l->sun_angle;
 141     x_4 = x_2 * x_2;
 142     x_8 = x_4 * x_4;
 143     x_10 = x_8 * x_2;
 144
 145     ambient = (0.4 * pow(1.1, -x_10 / 30.0));
 146     if ( ambient < 0.3 ) ambient = 0.3;
 147     if ( ambient > 1.0 ) ambient = 1.0;
 148
 149     amb[0] = 0.00 + ((ambient * 6.0) - 1.0);     /* minimum val = 0.8 */
 150     amb[1] = 0.00 + ((ambient * 11.0) - 3.0);     /* minimum val = 0.3 */
 151     amb[2] = 0.00 + ((ambient * 12.0) - 3.6);    /* minimum val = 0.0 */
 152     amb[3] = 1.00;
 153
 154     if (amb[0] > 1.0) amb[0] = 1.0;
 155     if (amb[1] > 1.0) amb[1] = 1.0;
 156     if (amb[2] > 1.0) amb[2] = 1.0;
 157
 158     fgPrintf( FG_ASTRO, FG_DEBUG,
 159             "Color of the sun: %f, %f, %f\n"
 160             "Ambient value   : %f\n"
 161             "Sun Angle       : %f\n" ,
 162             amb[0], amb[1], amb[2], ambient, l->sun_angle);
 163
 164     /* set lighting parameters */
 165     /*xglLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, color );
 166       xglLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, color );
 167       xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, amb);
 168       xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, diff);
 169       xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, diff);
 170       xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_EMISSION, diff);
 171       xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, diff); */
 172
 173     /* xglDisable( GL_LIGHTING ); */
 174
 175     xglPushMatrix();
 176     xglTranslatef(xSun, ySun, zSun);
 177     xglScalef(1400, 1400, 1400);
 178
 179     /*xglColor3f(0.85, 0.65, 0.05);*/
 180     xglColor3f(amb[0], amb[1], amb[2]);
 181     glutSolidSphere(1.0, 10, 10);
 182
 183     xglPopMatrix();
 184
 185     /* xglEnable( GL_LIGHTING ); */
 186
 187     xglEndList();
 188 }
 189
 190
 191 /* Draw the Sun */
 192 void fgSunRender( void ) {
 193     xglCallList(sun_obj);
 194 }
 195
 196
 197 /* $Log$
 198 /* Revision 1.5  1998/02/02 20:53:24  curt
 199 /* To version 0.29
 200 /*
 201  * Revision 1.4  1998/01/27 00:47:50  curt
 202  * Incorporated Paul Bleisch's <bleisch@chromatic.com> new debug message
 203  * system and commandline/config file processing code.
 204  *
 205  * Revision 1.3  1998/01/19 19:27:00  curt
 206  * Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 207  * This should simplify things tremendously.
 208  *
 209  * Revision 1.2  1998/01/19 18:40:18  curt
 210  * Tons of little changes to clean up the code and to remove fatal errors
 211  * when building with the c++ compiler.
 212  *
 213  * Revision 1.1  1998/01/07 03:16:20  curt
 214  * Moved from .../Src/Scenery/ to .../Src/Astro/
 215  *
 216  * Revision 1.12  1998/01/05 18:44:36  curt
 217  * Add an option to advance/decrease time from keyboard.
 218  *
 219  * Revision 1.11  1997/12/30 23:09:40  curt
 220  * Worked on winding problem without luck, so back to calling glFrontFace()
 221  * 3 times for each scenery area.
 222  *
 223  * Revision 1.10  1997/12/30 20:47:54  curt
 224  * Integrated new event manager with subsystem initializations.
 225  *
 226  * Revision 1.9  1997/12/30 16:36:54  curt
 227  * Merged in Durk's changes ...
 228  *
 229  * Revision 1.8  1997/12/19 23:35:00  curt
 230  * Lot's of tweaking with sky rendering and lighting.
 231  *
 232  * Revision 1.7  1997/12/17 23:12:16  curt
 233  * Fixed so moon and sun display lists aren't recreate periodically.
 234  *
 235  * Revision 1.6  1997/12/15 23:55:04  curt
 236  * Add xgl wrappers for debugging.
 237  * Generate terrain normals on the fly.
 238  *
 239  * Revision 1.5  1997/12/12 21:41:31  curt
 240  * More light/material property tweaking ... still a ways off.
 241  *
 242  * Revision 1.4  1997/12/10 22:37:53  curt
 243  * Prepended "fg" on the name of all global structures that didn't have it yet.
 244  * i.e. "struct WEATHER {}" became "struct fgWEATHER {}"
 245  *
 246  * Revision 1.3  1997/12/09 05:11:56  curt
 247  * Working on tweaking lighting.
 248  *
 249  * Revision 1.2  1997/11/25 19:25:39  curt
 250  * Changes to integrate Durk's moon/sun code updates + clean up.
 251  *
 252  * Revision 1.1  1997/10/25 03:16:11  curt
 253  * Initial revision of code contributed by Durk Talsma.
 254  *
 255  */
 256
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 258
 259
 260