Scenery/moon.c

   1 /**************************************************************************
   2  * moon.c
   3  * Written by Durk Talsma. Started October 1997, for the flight gear project.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   7  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
   8  * License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  18  *
  19  * $Id$
  20  * (Log is kept at end of this file)
  21  **************************************************************************/
  22
  23
  24 #include <math.h>
  25 #include <GL/glut.h>
  26 #include "../XGL/xgl.h"
  27
  28 #include "orbits.h"
  29 #include "moon.h"
  30
  31 #include "../Include/general.h"
  32 #include "../Main/views.h"
  33 #include "../Time/fg_time.h"
  34
  35 struct CelestialCoord moonPos;
  36
  37 float xMoon, yMoon, zMoon;
  38 GLint moon;
  39
  40 /*
  41 static GLfloat vdata[12][3] =
  42 {
  43    {-X, 0.0, Z }, { X, 0.0, Z }, {-X, 0.0, -Z}, {X, 0.0, -Z },
  44    { 0.0, Z, X }, { 0.0, Z, -X}, {0.0, -Z, -X}, {0.0, -Z, -X},
  45    { Z, X, 0.0 }, { -Z, X, 0.0}, {Z, -X, 0.0 }, {-Z, -X, 0.0}
  46 };
  47
  48 static GLuint tindices[20][3] =
  49 {
  50    {0,4,1}, {0,9,4}, {9,5,4}, {4,5,8}, {4,8,1},
  51    {8,10,1}, {8,3,10}, {5,3,8}, {5,2,3}, {2,7,3},
  52    {7,10,3}, {7,6,10}, {7,11,6}, {11,0,6}, {0,1,6},
  53    {6,1,10}, {9,0,11}, {9,11,2}, {9,2,5}, {7,2,11}
  54 };*/
  55
  56 /* -------------------------------------------------------------
  57       This section contains the code that generates a yellow
  58       Icosahedron. It's under development... (of Course)
  59 ______________________________________________________________*/
  60 /*
  61 void NormalizeVector(float v[3])
  62 {
  63    GLfloat d = sqrt(v[0] * v[0] + v[1] * v[1] + v[2] * v[2]);
  64    if (d == 0.0)
  65    {
  66       printf("zero length vector\n");
  67       return;
  68    }
  69    v[0] /= d;
  70    v[1] /= d;
  71    v[2] /= d;
  72 }
  73
  74 void drawTriangle(float *v1, float *v2, float *v3)
  75 {
  76    xglBegin(GL_POLYGON);
  77    //xglBegin(GL_POINTS);
  78       xglNormal3fv(v1);
  79       xglVertex3fv(v1);
  80       xglNormal3fv(v2);
  81       xglVertex3fv(v2);
  82       xglNormal3fv(v3);
  83       xglVertex3fv(v3);
  84    xglEnd();
  85 }
  86
  87 void subdivide(float *v1, float *v2, float *v3, long depth)
  88 {
  89    GLfloat v12[3], v23[3], v31[3];
  90    GLint i;
  91
  92    if (!depth)
  93    {
  94      drawTriangle(v1, v2, v3);
  95      return;
  96    }
  97    for (i = 0; i < 3; i++)
  98    {
  99        v12[i] = (v1[i] + v2[i]);
 100        v23[i] = (v2[i] + v3[i]);
 101        v31[i] = (v3[i] + v1[i]);
 102    }
 103    NormalizeVector(v12);
 104    NormalizeVector(v23);
 105    NormalizeVector(v31);
 106    subdivide(v1, v12, v31, depth - 1);
 107    subdivide(v2, v23, v12, depth - 1);
 108    subdivide(v3, v31, v23, depth - 1);
 109    subdivide(v12, v23, v31,depth - 1);
 110
 111 } */
 112 /*
 113 void display(void)
 114 {
 115    int i;
 116    xglClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
 117    xglPushMatrix();
 118    xglRotatef(spin, 0.0, 0.0, 0.0);
 119    xglColor3f(1.0, 1.0, 0.0);
 120 //   xglBegin(GL_LINE_LOOP);
 121    for (i = 0; i < 20; i++)
 122    {
 123
 124        //xglVertex3fv(&vdata[tindices[i][0]][0]);
 125        //xglVertex3fv(&vdata[tindices[i][1]][0]);
 126        //xglVertex3fv(&vdata[tindices[i][2]][0]);
 127
 128        subdivide(&vdata[tindices[i][0]][0],
 129                  &vdata[tindices[i][1]][0],
 130                  &vdata[tindices[i][2]][0], 3);
 131
 132
 133    }
 134 //   xglEnd();
 135   // xglFlush();
 136   xglPopMatrix();
 137   glutSwapBuffers();
 138 } */
 139
 140 /* --------------------------------------------------------------
 141
 142       This section contains the code that calculates the actual
 143       position of the moon in the night sky.
 144
 145 ----------------------------------------------------------------*/
 146
 147 struct CelestialCoord fgCalculateMoon(struct OrbElements params,
 148                                       struct OrbElements sunParams,
 149                                       struct fgTIME t)
 150 {
 151     struct CelestialCoord
 152         result;
 153
 154     double
 155         eccAnom, ecl, lonecl, latecl, actTime,
 156         xv, yv, v, r, xh, yh, zh, xg, yg, zg, xe, ye, ze,
 157         Ls, Lm, D, F;
 158
 159     /* calculate the angle between ecliptic and equatorial coordinate system */
 160     actTime = fgCalcActTime(t);
 161     ecl = fgDegToRad(23.4393 - 3.563E-7 * actTime);  // in radians of course
 162
 163     /* calculate the eccentric anomaly */
 164     eccAnom = fgCalcEccAnom(params.M, params.e);
 165
 166     /* calculate the moon's distance (d) and  true anomaly (v) */
 167          xv = params.a * ( cos(eccAnom) - params.e);
 168     yv = params.a * ( sqrt(1.0 - params.e*params.e) * sin(eccAnom));
 169     v =atan2(yv, xv);
 170     r = sqrt(xv*xv + yv*yv);
 171
 172     /* estimate the geocentric rectangular coordinates here */
 173     xh = r * (cos(params.N) * cos(v + params.w) - sin(params.N) * sin(v + params.w) * cos(params.i));
 174     yh = r * (sin(params.N) * cos(v + params.w) + cos(params.N) * sin(v + params.w) * cos(params.i));
 175     zh = r * (sin(v + params.w) * sin(params.i));
 176
 177     /* calculate the ecliptic latitude and longitude here */
 178     lonecl = atan2( yh, xh);
 179     latecl = atan2( zh, sqrt( xh*xh + yh*yh));
 180
 181     /* calculate a number of perturbations */
 182     Ls = sunParams.M + sunParams.w;
 183     Lm =    params.M +    params.w + params.N;
 184     D = Lm - Ls;
 185     F = Lm - params.N;
 186
 187     lonecl += fgDegToRad(
 188                             - 1.274 * sin (params.M - 2*D)                      // the Evection
 189                 + 0.658 * sin (2 * D)                                                   // the Variation
 190                 - 0.186 * sin (sunParams.M)                                     // the yearly variation
 191                 - 0.059 * sin (2*params.M - 2*D)
 192                 - 0.057 * sin (params.M - 2*D + sunParams.M)
 193                 + 0.053 * sin (params.M + 2*D)
 194                 + 0.046 * sin (2*D - sunParams.M)
 195                 + 0.041 * sin (params.M - sunParams.M)
 196                 - 0.035 * sin (D)                             // the Parallactic Equation
 197                 - 0.031 * sin (params.M + sunParams.M)
 198                 - 0.015 * sin (2*F - 2*D)
 199                 + 0.011 * sin (params.M - 4*D)
 200               ); /* Pheeuuwwww */
 201     latecl += fgDegToRad(
 202                 - 0.173 * sin (F - 2*D)
 203                 - 0.055 * sin (params.M - F - 2*D)
 204                 - 0.046 * sin (params.M + F - 2*D)
 205                 + 0.033 * sin (F + 2*D)
 206                 + 0.017 * sin (2 * params.M + F)
 207               );  /* Yep */
 208
 209     r += (
 210                      - 0.58 * cos(params.M - 2*D)
 211               - 0.46 * cos(2*D)
 212           ); /* Ok! */
 213
 214     xg = r * cos(lonecl) * cos(latecl);
 215     yg = r * sin(lonecl) * cos(latecl);
 216     zg = r *               sin(latecl);
 217
 218     xe  = xg;
 219     ye = yg * cos(ecl) - zg * sin(ecl);
 220     ze = yg * sin(ecl) + zg * cos(ecl);
 221
 222          result.RightAscension = atan2(ye, xe);
 223     result.Declination = atan2(ze, sqrt(xe*xe + ye*ye));
 224     return result;
 225 }
 226
 227
 228 void fgMoonInit() {
 229     struct fgLIGHT *l;
 230 //   int i;
 231
 232     l = &cur_light_params;
 233
 234     moon = xglGenLists(1);
 235     xglNewList(moon, GL_COMPILE );
 236
 237     /* xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, l->scene_clear);
 238     xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, moon_color); */
 239
 240     fgSolarSystemUpdate(&(pltOrbElements[1]), cur_time_params);
 241     moonPos = fgCalculateMoon(pltOrbElements[1], pltOrbElements[0],
 242                               cur_time_params);
 243 #ifdef DEBUG
 244     printf("Moon found at %f (ra), %f (dec)\n", moonPos.RightAscension,
 245            moonPos.Declination);
 246 #endif
 247
 248     /* xMoon = 90000.0 * cos(moonPos.RightAscension) * cos(moonPos.Declination);
 249        yMoon = 90000.0 * sin(moonPos.RightAscension) * cos(moonPos.Declination);
 250        zMoon = 90000.0 * sin(moonPos.Declination); */
 251
 252     xMoon = 60000.0 * cos(moonPos.RightAscension) * cos(moonPos.Declination);
 253     yMoon = 60000.0 * sin(moonPos.RightAscension) * cos(moonPos.Declination);
 254     zMoon = 60000.0 * sin(moonPos.Declination);
 255
 256     glutSolidSphere(1.0, 15, 15);
 257
 258     xglEndList();
 259 }
 260
 261
 262 /* Draw the moon */
 263 void fgMoonRender() {
 264     struct fgLIGHT *l;
 265     GLfloat black[4] = { 0.0, 0.0, 0.0, 1.0 };
 266     GLfloat moon_color[4] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };
 267
 268     l = &cur_light_params;
 269
 270     /* set lighting parameters */
 271     xglLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, l->scene_clear );
 272     xglLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, moon_color );
 273
 274     xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, l->scene_clear );
 275     xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, moon_color );
 276     xglMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, moon_color);
 277
 278     xglPushMatrix();
 279     xglTranslatef(xMoon, yMoon, zMoon);
 280     xglScalef(1400, 1400, 1400);
 281
 282     xglColor3fv(moon_color);
 283     /* glutSolidSphere(1.0, 25, 25); */
 284     xglCallList(moon);
 285
 286     xglPopMatrix();
 287 }
 288