Time/light.cxx

   1 //
   2 // light.hxx -- lighting routines
   3 //
   4 // Written by Curtis Olson, started April 1998.
   5 //
   6 // Copyright (C) 1998  Curtis L. Olson  - curt@me.umn.edu
   7 //
   8 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   9 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
  10 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  11 // License, or (at your option) any later version.
  12 //
  13 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  14 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16 // General Public License for more details.
  17 //
  18 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  19 // along with this program; if not, write to the Free Software
  20 // Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  21 //
  22 // $Id$
  23
  24
  25 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  26 #  include <config.h>
  27 #endif
  28
  29 #ifdef HAVE_WINDOWS_H
  30 #  include <windows.h>
  31 #endif
  32
  33 #include <GL/glut.h>
  34 #include <XGL/xgl.h>
  35
  36 #include <string.h>
  37
  38 #include <Aircraft/aircraft.h>
  39 #include <Debug/fg_debug.h>
  40 #include <Include/fg_constants.h>
  41 #include <Main/options.hxx>
  42 #include <Main/views.hxx>
  43 #include <Math/fg_geodesy.h>
  44 #include <Math/interpolater.hxx>
  45 #include <Math/mat3.h>
  46 #include <Math/polar3d.hxx>
  47
  48 #include "fg_time.hxx"
  49 #include "light.hxx"
  50 #include "sunpos.hxx"
  51
  52
  53 fgLIGHT cur_light_params;
  54
  55
  56 // Constructor
  57 fgLIGHT::fgLIGHT( void ) {
  58 }
  59
  60
  61 // initialize lighting tables
  62 void fgLIGHT::Init( void ) {
  63     char path[256];
  64
  65     fgPrintf( FG_EVENT, FG_INFO,
  66              "Initializing Lighting interpolation tables.\n" );
  67
  68     // build the path name to the ambient lookup table
  69     current_options.get_fg_root(path);
  70     strcat(path, "/Lighting/");
  71     strcat(path, "ambient");
  72     // initialize ambient table
  73     ambient_tbl = new fgINTERPTABLE(path);
  74
  75     // build the path name to the diffuse lookup table
  76     current_options.get_fg_root(path);
  77     strcat(path, "/Lighting/");
  78     strcat(path, "diffuse");
  79     // initialize diffuse table
  80     diffuse_tbl = new fgINTERPTABLE(path);
  81
  82     // build the path name to the sky lookup table
  83     current_options.get_fg_root(path);
  84     strcat(path, "/Lighting/");
  85     strcat(path, "sky");
  86     // initialize sky table
  87     sky_tbl = new fgINTERPTABLE(path);
  88 }
  89
  90
  91 // update lighting parameters based on current sun position
  92 void fgLIGHT::Update( void ) {
  93     fgFLIGHT *f;
  94     fgTIME *t;
  95     fgVIEW *v;
  96     // if the 4th field is 0.0, this specifies a direction ...
  97     GLfloat white[4] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };
  98     // base sky color
  99     GLfloat base_sky_color[4] =        {0.60, 0.60, 0.90, 1.0};
 100     // base fog color
 101     GLfloat base_fog_color[4] = {0.90, 0.90, 1.00, 1.0};
 102     double deg, ambient, diffuse, sky_brightness;
 103
 104     f = current_aircraft.flight;
 105     t = &cur_time_params;
 106     v = &current_view;
 107
 108     fgPrintf( FG_EVENT, FG_INFO, "Updating light parameters.\n" );
 109
 110     // calculate lighting parameters based on sun's relative angle to
 111     // local up
 112
 113     deg = sun_angle * 180.0 / FG_PI;
 114     fgPrintf( FG_EVENT, FG_INFO, "  Sun angle = %.2f.\n", deg );
 115
 116     ambient = ambient_tbl->interpolate( deg );
 117     diffuse = diffuse_tbl->interpolate( deg );
 118     sky_brightness = sky_tbl->interpolate( deg );
 119
 120     fgPrintf( FG_EVENT, FG_INFO,
 121               "  ambient = %.2f  diffuse = %.2f  sky = %.2f\n",
 122               ambient, diffuse, sky_brightness );
 123
 124     // sky_brightness = 0.15;  // used to force a dark sky (when testing)
 125
 126     // if ( ambient < 0.02 ) { ambient = 0.02; }
 127     // if ( diffuse < 0.0 ) { diffuse = 0.0; }
 128     // if ( sky_brightness < 0.1 ) { sky_brightness = 0.1; }
 129
 130     scene_ambient[0] = white[0] * ambient;
 131     scene_ambient[1] = white[1] * ambient;
 132     scene_ambient[2] = white[2] * ambient;
 133
 134     scene_diffuse[0] = white[0] * diffuse;
 135     scene_diffuse[1] = white[1] * diffuse;
 136     scene_diffuse[2] = white[2] * diffuse;
 137
 138     // set sky color
 139     sky_color[0] = base_sky_color[0] * sky_brightness;
 140     sky_color[1] = base_sky_color[1] * sky_brightness;
 141     sky_color[2] = base_sky_color[2] * sky_brightness;
 142     sky_color[3] = base_sky_color[3];
 143
 144     // set fog color
 145     fog_color[0] = base_fog_color[0] * sky_brightness;
 146     fog_color[1] = base_fog_color[1] * sky_brightness;
 147     fog_color[2] = base_fog_color[2] * sky_brightness;
 148     fog_color[3] = base_fog_color[3];
 149 }
 150
 151
 152 // calculate fog color adjusted for sunrise/sunset effects
 153 void fgLIGHT::UpdateAdjFog( void ) {
 154     fgFLIGHT *f;
 155     fgVIEW *v;
 156     double sun_angle_deg, rotation, param1[3], param2[3];
 157
 158     f = current_aircraft.flight;
 159     v = &current_view;
 160
 161     fgPrintf( FG_EVENT, FG_DEBUG, "Updating adjusted fog parameters.\n" );
 162
 163     // set fog color (we'll try to match the sunset color in the
 164     // direction we are looking
 165
 166     // first determine the difference between our view angle and local
 167     // direction to the sun
 168     rotation = -(sun_rotation + FG_PI) - (FG_Psi - v->view_offset) ;
 169     while ( rotation < 0 ) {
 170         rotation += FG_2PI;
 171     }
 172     while ( rotation > FG_2PI ) {
 173         rotation -= FG_2PI;
 174     }
 175     rotation *= RAD_TO_DEG;
 176     // fgPrintf( FG_EVENT, FG_INFO,
 177     //           "  View to sun difference in degrees = %.2f\n", rotation);
 178
 179     // next check if we are in a sunset/sunrise situation
 180     sun_angle_deg = sun_angle * RAD_TO_DEG;
 181     if ( (sun_angle_deg > 80.0) && (sun_angle_deg < 100.0) ) {
 182         /* 0.0 - 0.6 */
 183         param1[0] = (10.0 - fabs(90.0 - sun_angle_deg)) / 10.0;
 184         param1[1] = (10.0 - fabs(90.0 - sun_angle_deg)) / 50.0;
 185         param1[2] = 0.0;
 186     } else {
 187         param1[0] = param1[1] = param1[2] = 0.0;
 188     }
 189
 190     if ( rotation - 180.0 <= 0.0 ) {
 191         param2[0] = param1[0] * (180.0 - rotation) / 180.0;
 192         param2[1] = param1[1] * (180.0 - rotation) / 180.0;
 193         param2[2] = param1[2] * (180.0 - rotation) / 180.0;
 194         // printf("param1[0] = %.2f param2[0] = %.2f\n", param1[0], param2[0]);
 195     } else {
 196         param2[0] = param1[0] * (rotation - 180.0) / 180.0;
 197         param2[1] = param1[1] * (rotation - 180.0) / 180.0;
 198         param2[2] = param1[2] * (rotation - 180.0) / 180.0;
 199         // printf("param1[0] = %.2f param2[0] = %.2f\n", param1[0], param2[0]);
 200     }
 201
 202     adj_fog_color[0] = fog_color[0] + param2[0];
 203     if ( adj_fog_color[0] > 1.0 ) { adj_fog_color[0] = 1.0; }
 204
 205     adj_fog_color[1] = fog_color[1] + param2[1];
 206     if ( adj_fog_color[1] > 1.0 ) { adj_fog_color[1] = 1.0; }
 207
 208     adj_fog_color[2] = fog_color[2] + param2[2];
 209     if ( adj_fog_color[2] > 1.0 ) { adj_fog_color[2] = 1.0; }
 210
 211     adj_fog_color[3] = fog_color[3];
 212 }
 213
 214
 215 // Destructor
 216 fgLIGHT::~fgLIGHT( void ) {
 217 }
 218
 219
 220 // wrapper function for updating light parameters via the event scheduler
 221 void fgLightUpdate ( void ) {
 222     fgLIGHT *l;
 223     l = &cur_light_params;
 224
 225     l->Update();
 226 }
 227
 228
 229 // $Log$
 230 // Revision 1.15  1998/08/25 20:53:33  curt
 231 // Shuffled $FG_ROOT file layout.
 232 //
 233 // Revision 1.14  1998/08/06 12:47:22  curt
 234 // Adjusted dusk/dawn lighting ...
 235 //
 236 // Revision 1.13  1998/07/24 21:42:26  curt
 237 // Output message tweaks.
 238 //
 239 // Revision 1.12  1998/07/22 21:45:38  curt
 240 // fg_time.cxx: Removed call to ctime() in a printf() which should be harmless
 241 //   but seems to be triggering a bug.
 242 // light.cxx: Added code to adjust fog color based on sunrise/sunset effects
 243 //   and view orientation.  This is an attempt to match the fog color to the
 244 //   sky color in the center of the screen.  You see discrepancies at the
 245 //   edges, but what else can be done?
 246 // sunpos.cxx: Caculate local direction to sun here.  (what compass direction
 247 //   do we need to face to point directly at sun)
 248 //
 249 // Revision 1.11  1998/07/13 21:02:08  curt
 250 // Wrote access functions for current fgOPTIONS.
 251 //
 252 // Revision 1.10  1998/07/08 14:48:38  curt
 253 // polar3d.h renamed to polar3d.hxx
 254 //
 255 // Revision 1.9  1998/05/29 20:37:51  curt
 256 // Renamed <Table>.table to be <Table> so we can add a .gz under DOS.
 257 //
 258 // Revision 1.8  1998/05/20 20:54:16  curt
 259 // Converted fgLIGHT to a C++ class.
 260 //
 261 // Revision 1.7  1998/05/13 18:26:50  curt
 262 // Root path info moved to fgOPTIONS.
 263 //
 264 // Revision 1.6  1998/05/11 18:18:51  curt
 265 // Made fog color slightly bluish.
 266 //
 267 // Revision 1.5  1998/05/03 00:48:38  curt
 268 // polar.h -> polar3d.h
 269 //
 270 // Revision 1.4  1998/04/28 01:22:18  curt
 271 // Type-ified fgTIME and fgVIEW.
 272 //
 273 // Revision 1.3  1998/04/26 05:10:04  curt
 274 // "struct fgLIGHT" -> "fgLIGHT" because fgLIGHT is typedef'd.
 275 //
 276 // Revision 1.2  1998/04/24 00:52:30  curt
 277 // Wrapped "#include <config.h>" in "#ifdef HAVE_CONFIG_H"
 278 // Fog color fixes.
 279 // Separated out lighting calcs into their own file.
 280 //
 281 // Revision 1.1  1998/04/22 13:24:06  curt
 282 // C++ - ifiing the code a bit.
 283 // Starting to reorginize some of the lighting calcs to use a table lookup.
 284 //