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
  27 #include "orbits.h"
  28 #include "moon.h"
  29
  30 #include "../general.h"
  31 #include "../Main/views.h"
  32 #include "../Time/fg_time.h"
  33
  34 struct CelestialCoord moonPos;
  35
  36 float xMoon, yMoon, zMoon;
  37 GLint moon;
  38
  39 /*
  40 static GLfloat vdata[12][3] =
  41 {
  42    {-X, 0.0, Z }, { X, 0.0, Z }, {-X, 0.0, -Z}, {X, 0.0, -Z },
  43    { 0.0, Z, X }, { 0.0, Z, -X}, {0.0, -Z, -X}, {0.0, -Z, -X},
  44    { Z, X, 0.0 }, { -Z, X, 0.0}, {Z, -X, 0.0 }, {-Z, -X, 0.0}
  45 };
  46
  47 static GLuint tindices[20][3] =
  48 {
  49    {0,4,1}, {0,9,4}, {9,5,4}, {4,5,8}, {4,8,1},
  50    {8,10,1}, {8,3,10}, {5,3,8}, {5,2,3}, {2,7,3},
  51    {7,10,3}, {7,6,10}, {7,11,6}, {11,0,6}, {0,1,6},
  52    {6,1,10}, {9,0,11}, {9,11,2}, {9,2,5}, {7,2,11}
  53 };*/
  54
  55 /* -------------------------------------------------------------
  56       This section contains the code that generates a yellow
  57       Icosahedron. It's under development... (of Course)
  58 ______________________________________________________________*/
  59 /*
  60 void NormalizeVector(float v[3])
  61 {
  62    GLfloat d = sqrt(v[0] * v[0] + v[1] * v[1] + v[2] * v[2]);
  63    if (d == 0.0)
  64    {
  65       printf("zero length vector\n");
  66       return;
  67    }
  68    v[0] /= d;
  69    v[1] /= d;
  70    v[2] /= d;
  71 }
  72
  73 void drawTriangle(float *v1, float *v2, float *v3)
  74 {
  75    glBegin(GL_POLYGON);
  76    //glBegin(GL_POINTS);
  77       glNormal3fv(v1);
  78       glVertex3fv(v1);
  79       glNormal3fv(v2);
  80       glVertex3fv(v2);
  81       glNormal3fv(v3);
  82       glVertex3fv(v3);
  83    glEnd();
  84 }
  85
  86 void subdivide(float *v1, float *v2, float *v3, long depth)
  87 {
  88    GLfloat v12[3], v23[3], v31[3];
  89    GLint i;
  90
  91    if (!depth)
  92    {
  93      drawTriangle(v1, v2, v3);
  94      return;
  95    }
  96    for (i = 0; i < 3; i++)
  97    {
  98        v12[i] = (v1[i] + v2[i]);
  99        v23[i] = (v2[i] + v3[i]);
 100        v31[i] = (v3[i] + v1[i]);
 101    }
 102    NormalizeVector(v12);
 103    NormalizeVector(v23);
 104    NormalizeVector(v31);
 105    subdivide(v1, v12, v31, depth - 1);
 106    subdivide(v2, v23, v12, depth - 1);
 107    subdivide(v3, v31, v23, depth - 1);
 108    subdivide(v12, v23, v31,depth - 1);
 109
 110 } */
 111 /*
 112 void display(void)
 113 {
 114    int i;
 115    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
 116    glPushMatrix();
 117    glRotatef(spin, 0.0, 0.0, 0.0);
 118    glColor3f(1.0, 1.0, 0.0);
 119 //   glBegin(GL_LINE_LOOP);
 120    for (i = 0; i < 20; i++)
 121    {
 122
 123        //glVertex3fv(&vdata[tindices[i][0]][0]);
 124        //glVertex3fv(&vdata[tindices[i][1]][0]);
 125        //glVertex3fv(&vdata[tindices[i][2]][0]);
 126
 127        subdivide(&vdata[tindices[i][0]][0],
 128                  &vdata[tindices[i][1]][0],
 129                  &vdata[tindices[i][2]][0], 3);
 130
 131
 132    }
 133 //   glEnd();
 134   // glFlush();
 135   glPopMatrix();
 136   glutSwapBuffers();
 137 } */
 138
 139 /* --------------------------------------------------------------
 140
 141       This section contains the code that calculates the actual
 142       position of the moon in the night sky.
 143
 144 ----------------------------------------------------------------*/
 145
 146 struct CelestialCoord fgCalculateMoon(struct OrbElements params,
 147                                       struct OrbElements sunParams,
 148                                       struct fgTIME t)
 149 {
 150     struct CelestialCoord
 151         result;
 152
 153     double
 154         eccAnom, ecl, lonecl, latecl, actTime,
 155         xv, yv, v, r, xh, yh, zh, xg, yg, zg, xe, ye, ze,
 156         Ls, Lm, D, F;
 157
 158     /* calculate the angle between ecliptic and equatorial coordinate system */
 159     actTime = fgCalcActTime(t);
 160     ecl = fgDegToRad(23.4393 - 3.563E-7 * actTime);  // in radians of course
 161
 162     /* calculate the eccentric anomaly */
 163     eccAnom = fgCalcEccAnom(params.M, params.e);
 164
 165     /* calculate the moon's distance (d) and  true anomaly (v) */
 166          xv = params.a * ( cos(eccAnom) - params.e);
 167     yv = params.a * ( sqrt(1.0 - params.e*params.e) * sin(eccAnom));
 168     v =atan2(yv, xv);
 169     r = sqrt(xv*xv + yv*yv);
 170
 171     /* estimate the geocentric rectangular coordinates here */
 172     xh = r * (cos(params.N) * cos(v + params.w) - sin(params.N) * sin(v + params.w) * cos(params.i));
 173     yh = r * (sin(params.N) * cos(v + params.w) + cos(params.N) * sin(v + params.w) * cos(params.i));
 174     zh = r * (sin(v + params.w) * sin(params.i));
 175
 176     /* calculate the ecliptic latitude and longitude here */
 177     lonecl = atan2( yh, xh);
 178     latecl = atan2( zh, sqrt( xh*xh + yh*yh));
 179
 180     /* calculate a number of perturbations */
 181     Ls = sunParams.M + sunParams.w;
 182     Lm =    params.M +    params.w + params.N;
 183     D = Lm - Ls;
 184     F = Lm - params.N;
 185
 186     lonecl += fgDegToRad(
 187                             - 1.274 * sin (params.M - 2*D)                      // the Evection
 188                 + 0.658 * sin (2 * D)                                                   // the Variation
 189                 - 0.186 * sin (sunParams.M)                                     // the yearly variation
 190                 - 0.059 * sin (2*params.M - 2*D)
 191                 - 0.057 * sin (params.M - 2*D + sunParams.M)
 192                 + 0.053 * sin (params.M + 2*D)
 193                 + 0.046 * sin (2*D - sunParams.M)
 194                 + 0.041 * sin (params.M - sunParams.M)
 195                 - 0.035 * sin (D)                             // the Parallactic Equation
 196                 - 0.031 * sin (params.M + sunParams.M)
 197                 - 0.015 * sin (2*F - 2*D)
 198                 + 0.011 * sin (params.M - 4*D)
 199               ); /* Pheeuuwwww */
 200     latecl += fgDegToRad(
 201                 - 0.173 * sin (F - 2*D)
 202                 - 0.055 * sin (params.M - F - 2*D)
 203                 - 0.046 * sin (params.M + F - 2*D)
 204                 + 0.033 * sin (F + 2*D)
 205                 + 0.017 * sin (2 * params.M + F)
 206               );  /* Yep */
 207
 208     r += (
 209                      - 0.58 * cos(params.M - 2*D)
 210               - 0.46 * cos(2*D)
 211           ); /* Ok! */
 212
 213     xg = r * cos(lonecl) * cos(latecl);
 214     yg = r * sin(lonecl) * cos(latecl);
 215     zg = r *               sin(latecl);
 216
 217     xe  = xg;
 218     ye = yg * cos(ecl) - zg * sin(ecl);
 219     ze = yg * sin(ecl) + zg * cos(ecl);
 220
 221          result.RightAscension = atan2(ye, xe);
 222     result.Declination = atan2(ze, sqrt(xe*xe + ye*ye));
 223     return result;
 224 }
 225
 226
 227 void fgMoonInit() {
 228     struct fgLIGHT *l;
 229 //   int i;
 230
 231     l = &cur_light_params;
 232
 233     moon = glGenLists(1);
 234     glNewList(moon, GL_COMPILE );
 235
 236     /* glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, l->scene_clear);
 237     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, moon_color); */
 238
 239     fgSolarSystemUpdate(&(pltOrbElements[1]), cur_time_params);
 240     moonPos = fgCalculateMoon(pltOrbElements[1], pltOrbElements[0],
 241                               cur_time_params);
 242 #ifdef DEBUG
 243     printf("Moon found at %f (ra), %f (dec)\n", moonPos.RightAscension,
 244            moonPos.Declination);
 245 #endif
 246
 247     /* xMoon = 90000.0 * cos(moonPos.RightAscension) * cos(moonPos.Declination);
 248        yMoon = 90000.0 * sin(moonPos.RightAscension) * cos(moonPos.Declination);
 249        zMoon = 90000.0 * sin(moonPos.Declination); */
 250
 251     xMoon = 60000.0 * cos(moonPos.RightAscension) * cos(moonPos.Declination);
 252     yMoon = 60000.0 * sin(moonPos.RightAscension) * cos(moonPos.Declination);
 253     zMoon = 60000.0 * sin(moonPos.Declination);
 254
 255     glutSolidSphere(1.0, 15, 15);
 256
 257     glEndList();
 258 }
 259
 260
 261 /* Draw the moon */
 262 void fgMoonRender() {
 263     struct fgLIGHT *l;
 264     GLfloat black[4] = { 0.0, 0.0, 0.0, 1.0 };
 265     GLfloat moon_color[4] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };
 266
 267     l = &cur_light_params;
 268
 269     /* set lighting parameters */
 270     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, l->scene_clear );
 271     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, moon_color );
 272
 273     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, l->scene_clear );
 274     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, moon_color );
 275     glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, moon_color);
 276
 277     glPushMatrix();
 278     glTranslatef(xMoon, yMoon, zMoon);
 279     glScalef(1400, 1400, 1400);
 280
 281     glColor3fv(moon_color);
 282     /* glutSolidSphere(1.0, 25, 25); */
 283     glCallList(moon);
 284
 285     glPopMatrix();
 286 }
 287