simgear/scene/sky/newcloud.cxx

   1 // 3D cloud class
   2 //
   3 // Written by Harald JOHNSEN, started April 2005.
   4 //
   5 // Copyright (C) 2005  Harald JOHNSEN - hjohnsen@evc.net
   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, 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA
  20 //
  21 //
  22
  23 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  24 #  include <simgear_config.h>
  25 #endif
  26
  27 #include <simgear/compiler.h>
  28
  29 #include <plib/sg.h>
  30 #include <plib/ssg.h>
  31 #include <simgear/math/sg_random.h>
  32 #include <simgear/misc/sg_path.hxx>
  33
  34 #include STL_ALGORITHM
  35 #include SG_GLU_H
  36
  37 #include "cloudfield.hxx"
  38 #include "newcloud.hxx"
  39
  40
  41 /*
  42 */
  43
  44 static ssgTexture *cloudTextures[SGNewCloud::CLTexture_max];
  45
  46
  47 bool SGNewCloud::useAnisotropic = true;
  48 SGBbCache *SGNewCloud::cldCache = 0;
  49 static bool texturesLoaded = false;
  50 static float minx, maxx, miny, maxy, minz, maxz;
  51 static int cloudIdCounter = 1;
  52
  53 float SGNewCloud::nearRadius = 3500.0f;
  54 bool SGNewCloud::lowQuality = false;
  55 sgVec3 SGNewCloud::sunlight = {0.5f, 0.5f, 0.5f};
  56 sgVec3 SGNewCloud::ambLight = {0.5f, 0.5f, 0.5f};
  57 sgVec3 SGNewCloud::modelSunDir = {0,1,0};
  58
  59
  60 void SGNewCloud::init(void) {
  61         bbId = -1;
  62         fadeActive = false;
  63         duration = 100.0f;
  64         fadetimer = 100.0f;
  65         pauseLength = 0.0f;
  66         last_step = -1.0f;
  67         familly = CLFamilly_nn;
  68         cloudId = ++cloudIdCounter;
  69         sgSetVec3(center, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
  70         sgSetVec3(cloudpos, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
  71         radius = 0.0f;
  72         delta_base = 0.0f;
  73         list_spriteContainer.reserve(8);
  74         list_spriteDef.reserve(40);
  75
  76         if( cldCache == 0 ) {
  77                 cldCache = new SGBbCache;
  78                 cldCache->init( 64 );
  79         }
  80 }
  81
  82 // constructor
  83 SGNewCloud::SGNewCloud(CLFamilly_type classification)
  84 {
  85         init();
  86         familly = classification;
  87 }
  88
  89 SGNewCloud::SGNewCloud(string classification)
  90 {
  91         init();
  92         if( classification == "cu" )
  93                 familly = CLFamilly_cu;
  94         else if( classification == "cb" )
  95                 familly = CLFamilly_cb;
  96         else if( classification == "st" )
  97                 familly = CLFamilly_st;
  98         else if( classification == "ns" )
  99                 familly = CLFamilly_ns;
 100         else if( classification == "sc" )
 101                 familly = CLFamilly_sc;
 102         else if( classification == "as" )
 103                 familly = CLFamilly_as;
 104         else if( classification == "ac" )
 105                 familly = CLFamilly_ac;
 106         else if( classification == "ci" )
 107                 familly = CLFamilly_ci;
 108         else if( classification == "cc" )
 109                 familly = CLFamilly_cc;
 110         else if( classification == "cs" )
 111                 familly = CLFamilly_cs;
 112 }
 113
 114 SGNewCloud::~SGNewCloud() {
 115         list_spriteDef.clear();
 116         list_spriteContainer.clear();
 117         cldCache->free( bbId, cloudId );
 118 }
 119
 120
 121 // load all textures used to draw cloud sprites
 122 void SGNewCloud::loadTextures(const string &tex_path) {
 123         if( texturesLoaded )
 124                 return;
 125         texturesLoaded = true;
 126
 127         SGPath cloud_path;
 128
 129     cloud_path.set(tex_path);
 130     cloud_path.append("cl_cumulus.rgb");
 131     cloudTextures[ CLTexture_cumulus ] = new ssgTexture( cloud_path.str().c_str(), false, false, false );
 132     cloudTextures[ CLTexture_cumulus ]->ref();
 133
 134     cloud_path.set(tex_path);
 135     cloud_path.append("cl_stratus.rgb");
 136     cloudTextures[ CLTexture_stratus ] = new ssgTexture( cloud_path.str().c_str(), false, false, false );
 137     cloudTextures[ CLTexture_stratus ]->ref();
 138
 139 }
 140
 141 void SGNewCloud::startFade(bool direction, float duration, float pauseLength) {
 142       if(duration <= 0.0) {
 143               fadeActive = false;
 144               return;
 145       }
 146       this->direction = direction;
 147       fadetimer = 0.0;
 148       this->duration = duration;
 149       this->pauseLength = pauseLength;
 150       last_step = -1.0;
 151       fadeActive = true;
 152 }
 153 void SGNewCloud::setFade(float howMuch) {
 154       duration = 100.0;
 155       fadetimer = howMuch;
 156       fadeActive = false;
 157       last_step = -1.0;
 158 }
 159
 160
 161 static inline float rayleighCoeffAngular(float cosAngle) {
 162         return 3.0f / 4.0f * (1.0f + cosAngle * cosAngle);
 163 }
 164
 165 // cp is normalized (len==1)
 166 static void CartToPolar3d(sgVec3 cp, sgVec3 polar) {
 167     polar[0] = atan2(cp[1], cp[0]);
 168     polar[1] = SG_PI / 2.0f - atan2(sqrt (cp[0] * cp[0] + cp[1] * cp[1]), cp[2]);
 169         polar[2] = 1.0f;
 170 }
 171
 172 static void PolarToCart3d(sgVec3 p, sgVec3 cart) {
 173     float tmp = cos(p[1]);
 174     cart[0] = cos(p[0]) * tmp;
 175     cart[1] = sin(p[0]) * tmp;
 176     cart[2] = sin(p[1]);
 177 }
 178
 179
 180 // compute the light for a cloud sprite corner
 181 // from the normal and the sun, scaled by the Rayleigh factor
 182 // and finaly added to the ambient light
 183 static inline void lightFunction(sgVec3 normal, sgVec4 light, float pf) {
 184         float cosAngle = sgScalarProductVec3( normal, SGNewCloud::modelSunDir);
 185         float vl = (1.0f - 0.5f + cosAngle * 0.5f) * pf;
 186         sgScaleVec3( light, SGNewCloud::sunlight, 0.25f + 0.75f * vl );
 187         sgAddVec3( light, SGNewCloud::ambLight );
 188         // we need to clamp or else the light will bug when adding transparency
 189         if( light[0] > 1.0 )    light[0] = 1.0;
 190         if( light[1] > 1.0 )    light[1] = 1.0;
 191         if( light[2] > 1.0 )    light[2] = 1.0;
 192         light[3] = 1.0;
 193 }
 194
 195 // compute the light for a cloud sprite
 196 // we use ambient light and orientation versus sun position
 197 void SGNewCloud::computeSimpleLight(sgVec3 FakeEyePos) {
 198         // constant Rayleigh factor if we are not doing Anisotropic lighting
 199         float pf = 1.0f;
 200
 201         list_of_spriteDef::iterator iSprite;
 202         for( iSprite = list_spriteDef.begin() ; iSprite != list_spriteDef.end() ; iSprite++ ) {
 203                 if( useAnisotropic ) {
 204                         sgVec3 eyeDir;
 205             sgSubVec3(eyeDir, iSprite->pos, FakeEyePos);
 206             sgNormaliseVec3(eyeDir);
 207             float cosAngle = sgScalarProductVec3(eyeDir, modelSunDir);
 208             pf = rayleighCoeffAngular(cosAngle);
 209                 }
 210                 lightFunction(iSprite->n0, iSprite->l0, pf);
 211                 lightFunction(iSprite->n1, iSprite->l1, pf);
 212                 lightFunction(iSprite->n2, iSprite->l2, pf);
 213                 lightFunction(iSprite->n3, iSprite->l3, pf);
 214
 215         }
 216 }
 217
 218
 219 // add a new box to the cloud
 220 void SGNewCloud::addContainer (float x, float y, float z, float r, CLbox_type type) {
 221         spriteContainer cont;
 222         sgSetVec3( cont.pos, x, y, z );
 223         cont.r = r;
 224         cont.cont_type = type;
 225         sgSetVec3( cont.center, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
 226         list_spriteContainer.push_back( cont );
 227         // don't place cloud below his base
 228         if( y - r*0.50 < delta_base )
 229                 delta_base = y - r*0.50;
 230 }
 231
 232 // add a sprite inside a box
 233 void SGNewCloud::addSprite(float x, float y, float z, float r, CLbox_type type, int box) {
 234         spriteDef newSpriteDef;
 235         int rank = list_spriteDef.size();
 236         sgSetVec3( newSpriteDef.pos, x, y - delta_base, z);
 237         newSpriteDef.box = box;
 238         newSpriteDef.sprite_type = type;
 239         newSpriteDef.rank = rank;
 240         newSpriteDef.r = r;
 241         list_spriteDef.push_back( newSpriteDef );
 242         spriteContainer *thisBox = &list_spriteContainer[box];
 243         sgVec3 deltaPos;
 244         sgSubVec3( deltaPos, newSpriteDef.pos, thisBox->pos );
 245         sgAddVec3( thisBox->center, deltaPos );
 246
 247         r = r * 0.70f;  // 0.5 * 1.xxx
 248     if( x - r < minx )
 249                 minx = x - r;
 250     if( y - r < miny )
 251                 miny = y - r;
 252     if( z - r < minz )
 253                 minz = z - r;
 254     if( x + r > maxx )
 255                 maxx = x + r;
 256     if( y + r > maxy )
 257                 maxy = y + r;
 258     if( z + r > maxz )
 259                 maxz = z + r;
 260
 261 }
 262
 263 // return a random number between -n/2 and n/2
 264 static float Rnd(float n) {
 265         return n * (-0.5f + sg_random());
 266 }
 267
 268 // generate all sprite with defined boxes
 269 void SGNewCloud::genSprites( void ) {
 270         float x, y, z, r;
 271     int N, sc;
 272         minx = miny = minz = 99999.0;
 273         maxx = maxy = maxz = -99999.0;
 274
 275     N = list_spriteContainer.size();
 276         for(int i = 0 ; i < N ; i++ ) {
 277                 spriteContainer *thisBox = & list_spriteContainer[i];
 278                 // the type defines how the sprites can be positioned inside the box, their size, etc
 279                 switch(thisBox->cont_type) {
 280                         case CLbox_sc:
 281                                 sc = 1;
 282                                 r = thisBox->r + Rnd(0.2f);
 283                                 x = thisBox->pos[SG_X] + Rnd(thisBox->r * 0.75f);
 284                                 y = thisBox->pos[SG_Y] + Rnd(thisBox->r * 0.75f);
 285                                 z = thisBox->pos[SG_Z] + Rnd(thisBox->r * 0.75f);
 286                                 addSprite(x, y, z, r, thisBox->cont_type, i);
 287                                 break;
 288                         case CLbox_stratus:
 289                                 sc = 1;
 290                                 r = thisBox->r;
 291                                 x = thisBox->pos[SG_X];
 292                                 y = thisBox->pos[SG_Y];
 293                                 z = thisBox->pos[SG_Z];
 294                                 addSprite(x, y, z, r, thisBox->cont_type, i);
 295                                 break;
 296                         case CLbox_cumulus:
 297                                 for( sc = 0 ; sc <= 4 ; sc ++ ) {
 298                                         r = thisBox->r + Rnd(0.2f);
 299                                         x = thisBox->pos[SG_X] + Rnd(thisBox->r * 0.75f);
 300                                         y = thisBox->pos[SG_Y] + Rnd(thisBox->r * 0.5f);
 301                                         z = thisBox->pos[SG_Z] + Rnd(thisBox->r * 0.75f);
 302                                         if ( y < thisBox->pos[SG_Y] - thisBox->r / 10.0f )
 303                                                 y = thisBox->pos[SG_Y] - thisBox->r / 10.0f;
 304                                         addSprite(x, y, z, r, thisBox->cont_type, i);
 305                                 }
 306                                 break;
 307                         default:
 308                                 for( sc = 0 ; sc <= 4 ; sc ++ ) {
 309                                         r = thisBox->r + Rnd(0.2f);
 310                                         x = thisBox->pos[SG_X] + Rnd(thisBox->r);
 311                                         y = thisBox->pos[SG_Y] + Rnd(thisBox->r);
 312                                         z = thisBox->pos[SG_Z] + Rnd(thisBox->r);
 313                                         addSprite(x, y, z, r, thisBox->cont_type, i);
 314                                 }
 315                                 break;
 316                 }
 317         sgScaleVec3(thisBox->center, 1.0f / sc);
 318         }
 319
 320         radius = maxx - minx;
 321     if ( (maxy - miny) > radius )
 322                 radius = (maxy - miny);
 323     if ( (maxz - minz) > radius )
 324                 radius = (maxz - minz);
 325     radius /= 2.0f;
 326     sgSetVec3( center, (maxx + minx) / 2.0f, (maxy + miny) / 2.0f, (maxz + minz) / 2.0f );
 327
 328         const float ang = 45.0f * SG_PI / 180.0f;
 329
 330         // compute normals
 331         list_of_spriteDef::iterator iSprite;
 332         for( iSprite = list_spriteDef.begin() ; iSprite != list_spriteDef.end() ; iSprite++ ) {
 333                 sgVec3 normal;
 334                 spriteContainer *thisSpriteContainer = &list_spriteContainer[iSprite->box];
 335                 if( familly == CLFamilly_sc || familly == CLFamilly_cu || familly == CLFamilly_cb) {
 336                         sgSubVec3(normal, iSprite->pos, center);
 337                 } else {
 338                         sgSubVec3(normal, iSprite->pos, thisSpriteContainer->pos);
 339                         sgSubVec3(normal, thisSpriteContainer->center);
 340                         sgSubVec3(normal, cloudpos);
 341                 }
 342                 if( normal[0] == 0.0f && normal[1] == 0.0f && normal[2] == 0.0f )
 343                         sgSetVec3( normal, 0.0f, 1.0f, 0.0f );
 344         sgNormaliseVec3(normal);
 345                 // use exotic lightning function, this will give more 'relief' to the clouds
 346                 // compute a normal for each vextex this will simulate a smooth shading for a round shape
 347                 sgVec3 polar, pt;
 348                 // I suspect this code to be bugged...
 349         CartToPolar3d(normal, polar);
 350                 sgCopyVec3(iSprite->normal, normal);
 351
 352                 // offset the normal vector by some angle for each vertex
 353         sgSetVec3(pt, polar[0] - ang, polar[1] - ang, polar[2]);
 354         PolarToCart3d(pt, iSprite->n0);
 355         sgSetVec3(pt, polar[0] + ang, polar[1] - ang, polar[2]);
 356         PolarToCart3d(pt, iSprite->n1);
 357         sgSetVec3(pt, polar[0] + ang, polar[1] + ang, polar[2]);
 358         PolarToCart3d(pt, iSprite->n2);
 359         sgSetVec3(pt, polar[0] - ang, polar[1] + ang, polar[2]);
 360         PolarToCart3d(pt, iSprite->n3);
 361         }
 362
 363         // experimental : clouds are dissipating with time
 364         if( familly == CLFamilly_cu ) {
 365                 startFade(true, 300.0f, 30.0f);
 366                 fadetimer = sg_random() * 300.0f;
 367         }
 368 }
 369
 370
 371 // definition of a cu cloud, only for testing
 372 void SGNewCloud::new_cu(void) {
 373         float s = 250.0f;
 374         float r = Rnd(1.0) + 0.5;
 375         if( r < 0.5f ) {
 376                 addContainer(0.0f, 0.0f, 0.0f, s, CLbox_cumulus);
 377                 addContainer(s, 0, 0, s, CLbox_cumulus);
 378                 addContainer(0, 0, 2 * s, s, CLbox_cumulus);
 379                 addContainer(s, 0, 2 * s, s, CLbox_cumulus);
 380
 381                 addContainer(-1.2f * s, 0.2f * s, s, s * 1.4f, CLbox_cumulus);
 382                 addContainer(0.2f * s, 0.2f * s, s, s * 1.4f, CLbox_cumulus);
 383                 addContainer(1.6f * s, 0.2f * s, s, s * 1.4f, CLbox_cumulus);
 384         } else if ( r < 0.90f ) {
 385                 addContainer(0, 0, 0, s * 1.2, CLbox_cumulus);
 386                 addContainer(s, 0, 0, s, CLbox_cumulus);
 387                 addContainer(0, 0, s, s, CLbox_cumulus);
 388                 addContainer(s * 1.1, 0, s, s * 1.2, CLbox_cumulus);
 389
 390                 addContainer(-1.2 * s, 1 + 0.2 * s, s * 0.5, s * 1.4, CLbox_standard);
 391                 addContainer(0.2 * s, 1 + 0.25 * s, s * 0.5, s * 1.5, CLbox_standard);
 392                 addContainer(1.6 * s, 1 + 0.2 * s, s * 0.5, s * 1.4, CLbox_standard);
 393
 394         } else {
 395                 // cb
 396                 s = 675.0f;
 397                 addContainer(0, 0, 0, s, CLbox_cumulus);
 398                 addContainer(0, 0, s, s, CLbox_cumulus);
 399                 addContainer(s, 0, s, s, CLbox_cumulus);
 400                 addContainer(s, 0, 0, s, CLbox_cumulus);
 401
 402                 addContainer(s / 2, s, s / 2, s * 1.5, CLbox_standard);
 403
 404                 addContainer(0, 2 * s, 0, s, CLbox_standard);
 405                 addContainer(0, 2 * s, s, s, CLbox_standard);
 406                 addContainer(s, 2 * s, s, s, CLbox_standard);
 407                 addContainer(s, 2 * s, 0, s, CLbox_standard);
 408
 409         }
 410         genSprites();
 411 }
 412
 413
 414 // define the new position of the cloud (inside the cloud field, not on sphere)
 415 void SGNewCloud::SetPos(sgVec3 newPos) {
 416     int N = list_spriteDef.size();
 417     sgVec3 deltaPos;
 418         sgSubVec3( deltaPos, newPos, cloudpos );
 419
 420     // for each particle
 421         for(int i = 0 ; i < N ; i ++) {
 422                 sgAddVec3( list_spriteDef[i].pos, deltaPos );
 423         }
 424         sgAddVec3( center, deltaPos );
 425     sgSetVec3( cloudpos, newPos[SG_X], newPos[SG_Y], newPos[SG_Z]);
 426 }
 427
 428
 429
 430
 431 void SGNewCloud::drawContainers() {
 432
 433
 434 }
 435
 436
 437
 438 // sort on distance to eye because of transparency
 439 void SGNewCloud::sortSprite( sgVec3 eye ) {
 440         list_of_spriteDef::iterator iSprite;
 441
 442         // compute distance from sprite to eye
 443         for( iSprite = list_spriteDef.begin() ; iSprite != list_spriteDef.end() ; iSprite++ ) {
 444                 sgVec3 dist;
 445                 sgSubVec3( dist, iSprite->pos, eye );
 446                 iSprite->dist = -(dist[0]*dist[0] + dist[1]*dist[1] + dist[2]*dist[2]);
 447         }
 448         std::sort( list_spriteDef.begin(), list_spriteDef.end() );
 449 }
 450
 451 // render the cloud on screen or on the RTT texture to build the impostor
 452 void SGNewCloud::Render3Dcloud( bool drawBB, sgVec3 FakeEyePos, sgVec3 deltaPos, float dist_center ) {
 453
 454         float step = ( list_spriteDef.size() * (direction ? fadetimer : duration-fadetimer)) / duration;
 455         int clrank = (int) step;
 456         float clfadeinrank = (step - clrank);
 457         last_step = step;
 458
 459         float CloudVisFade = 1.0 / (0.7f * SGCloudField::get_CloudVis());
 460         // blend clouds with sky based on distance to limit the contrast of distant cloud
 461         float t = 1.0f - dist_center * CloudVisFade;
 462 //      if ( t < 0.0f )
 463 //              return;
 464
 465     computeSimpleLight( FakeEyePos );
 466
 467     // view point sort, we sort because of transparency
 468         sortSprite( FakeEyePos );
 469
 470         float dark = (familly == CLFamilly_cb ? 0.9f : 1.0f);
 471
 472         GLint previousTexture = -1, thisTexture;
 473         list_of_spriteDef::iterator iSprite;
 474         for( iSprite = list_spriteDef.begin() ; iSprite != list_spriteDef.end() ; iSprite++ ) {
 475                 // skip this sprite if faded
 476                 if(iSprite->rank > clrank)
 477                         continue;
 478                 // choose texture to use depending on sprite type
 479                 switch(iSprite->sprite_type) {
 480                         case CLbox_stratus:
 481                                 thisTexture = CLTexture_stratus;
 482                                 break;
 483                         default:
 484                                 thisTexture = CLTexture_cumulus;
 485                                 break;
 486                 }
 487                 // in practice there is no texture switch (atm)
 488                 if( previousTexture != thisTexture ) {
 489                         previousTexture = thisTexture;
 490                         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, cloudTextures[thisTexture]->getHandle());
 491                 }
 492
 493                         sgVec3 translate;
 494                         sgSubVec3( translate, iSprite->pos, deltaPos);
 495
 496
 497                         // flipx and flipy are random texture flip flags, this gives more random clouds
 498                         float flipx = (float) ( iSprite->rank & 1 );
 499                         float flipy = (float) ( (iSprite->rank >> 1) & 1 );
 500                         // cu texture have a flat bottom so we can't do a vertical flip
 501                         if( iSprite->sprite_type == CLbox_cumulus )
 502                                 flipy = 0.0f;
 503 //                      if( iSprite->sprite_type == CLbox_stratus )
 504 //                              flipx = 0.0f;
 505                         // adjust colors depending on cloud type
 506                         // TODO : rewrite that later, still experimental
 507                         switch(iSprite->sprite_type) {
 508                                 case CLbox_cumulus:
 509                                         // dark bottom
 510                     sgScaleVec3(iSprite->l0, 0.8f * dark);
 511                     sgScaleVec3(iSprite->l1, 0.8f * dark);
 512                                         sgScaleVec3(iSprite->l2, dark);
 513                                         sgScaleVec3(iSprite->l3, dark);
 514                                         break;
 515                                 case CLbox_stratus:
 516                                         // usually dark grey
 517                                         if( familly == CLFamilly_st ) {
 518                                                 sgScaleVec3(iSprite->l0, 0.8f);
 519                                                 sgScaleVec3(iSprite->l1, 0.8f);
 520                                                 sgScaleVec3(iSprite->l2, 0.8f);
 521                                                 sgScaleVec3(iSprite->l3, 0.8f);
 522                                         } else {
 523                                                 sgScaleVec3(iSprite->l0, 0.7f);
 524                                                 sgScaleVec3(iSprite->l1, 0.7f);
 525                                                 sgScaleVec3(iSprite->l2, 0.7f);
 526                                                 sgScaleVec3(iSprite->l3, 0.7f);
 527                                         }
 528                                         break;
 529                                 default:
 530                                         // darker bottom than top
 531                     sgScaleVec3(iSprite->l0, 0.8f);
 532                     sgScaleVec3(iSprite->l1, 0.8f);
 533                                         break;
 534                         }
 535                         float r = iSprite->r * 0.5f;
 536
 537                         sgVec4 l0, l1, l2, l3;
 538                         sgCopyVec4 ( l0, iSprite->l0 );
 539                         sgCopyVec4 ( l1, iSprite->l1 );
 540                         sgCopyVec4 ( l2, iSprite->l2 );
 541                         sgCopyVec4 ( l3, iSprite->l3 );
 542                         if( ! drawBB ) {
 543                                 // now clouds at the far plane are half blended
 544                                 sgScaleVec4( l0, t );
 545                                 sgScaleVec4( l1, t );
 546                                 sgScaleVec4( l2, t );
 547                                 sgScaleVec4( l3, t );
 548                         }
 549                         if( iSprite->rank == clrank ) {
 550                                 sgScaleVec4( l0, clfadeinrank );
 551                                 sgScaleVec4( l1, clfadeinrank );
 552                                 sgScaleVec4( l2, clfadeinrank );
 553                                 sgScaleVec4( l3, clfadeinrank );
 554                         }
 555                         // compute the rotations so that the quad is facing the camera
 556                         sgVec3 pos;
 557                         sgSetVec3( pos, translate[SG_X], translate[SG_Z], translate[SG_Y] );
 558                         sgCopyVec3( translate, pos );
 559                         translate[2] -= FakeEyePos[1];
 560 //                      sgNormaliseVec3( translate );
 561                         float dist_sprite = sgLengthVec3 ( translate );
 562                         sgScaleVec3 ( translate, SG_ONE / dist_sprite ) ;
 563                         sgVec3 x, y, up = {0.0f, 0.0f, 1.0f};
 564                         if( dist_sprite > 2*r ) {
 565                                 sgVectorProductVec3(x, translate, up);
 566                                 sgVectorProductVec3(y, x, translate);
 567                         } else {
 568                                 sgCopyVec3( x, SGCloudField::view_X );
 569                                 sgCopyVec3( y, SGCloudField::view_Y );
 570                         }
 571                         sgScaleVec3(x, r);
 572                         sgScaleVec3(y, r);
 573
 574                         sgVec3 left, right;
 575                         if( drawBB )
 576                                 sgSetVec3( left, iSprite->pos[SG_X], iSprite->pos[SG_Z], iSprite->pos[SG_Y]);
 577                         else
 578                                 sgCopyVec3( left, pos );
 579                         sgSubVec3 (left, y);
 580                         sgAddVec3 (right, left, x);
 581                         sgSubVec3 (left, x);
 582
 583                         glBegin(GL_QUADS);
 584                                 glColor4fv(l0);
 585                 glTexCoord2f(flipx, 1.0f - flipy);
 586                 glVertex3fv(left);
 587                 glColor4fv(l1);
 588                 glTexCoord2f(1.0f - flipx, 1.0f - flipy);
 589                 glVertex3fv(right);
 590                                 sgScaleVec3( y, 2.0 );
 591                                 sgAddVec3( left, y);
 592                                 sgAddVec3( right, y);
 593                 glColor4fv(l2);
 594                 glTexCoord2f(1.0f - flipx, flipy);
 595                 glVertex3fv(right);
 596                 glColor4fv(l3);
 597                 glTexCoord2f(flipx, flipy);
 598                 glVertex3fv(left);
 599
 600                         glEnd();
 601
 602         }
 603 }
 604
 605
 606 // compute rotations so that a quad is facing the camera
 607 // TODO:change obsolete code because we dont use glrotate anymore
 608 void SGNewCloud::CalcAngles(sgVec3 refpos, sgVec3 FakeEyePos, float *angleY, float *angleX) {
 609     sgVec3 upAux, lookAt, objToCamProj, objToCam;
 610         float angle, angle2;
 611
 612     sgSetVec3(objToCamProj, -FakeEyePos[SG_X] + refpos[SG_X], -FakeEyePos[SG_Z] + refpos[SG_Z], 0.0f);
 613     sgNormaliseVec3(objToCamProj);
 614
 615     sgSetVec3(lookAt, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
 616     sgVectorProductVec3(upAux, lookAt, objToCamProj);
 617     angle = sgScalarProductVec3(lookAt, objToCamProj);
 618         if( (angle < 0.9999f) && (angle > -0.9999f) ) {
 619         angle = acos(angle) * 180.0f / SG_PI;
 620         if( upAux[2] < 0.0f )
 621             angle = -angle;
 622         } else
 623         angle = 0.0f;
 624
 625     sgSetVec3(objToCam, -FakeEyePos[SG_X] + refpos[SG_X], -FakeEyePos[SG_Z] + refpos[SG_Z], -FakeEyePos[SG_Y] + refpos[SG_Y]);
 626         sgNormaliseVec3(objToCam);
 627
 628     angle2 = sgScalarProductVec3(objToCamProj, objToCam);
 629         if( (angle2 < 0.9999f) && (angle2 > -0.9999f) ) {
 630         angle2 = -acos(angle2) * 180.0f / SG_PI;
 631         if(  objToCam[2] > 0.0f )
 632             angle2 = -angle2;
 633         } else
 634         angle2 = 0.0f;
 635
 636         angle2 += 90.0f;
 637
 638         *angleY = angle;
 639     *angleX = angle2;
 640 }
 641
 642 // draw a cloud but this time we use the impostor texture
 643 void SGNewCloud::RenderBB(sgVec3 deltaPos, bool first_time, float dist_center) {
 644
 645                 sgVec3 translate;
 646                 sgSubVec3( translate, center, deltaPos);
 647
 648                 // blend clouds with sky based on distance to limit the contrast of distant cloud
 649                 float CloudVisFade = (1.0f * SGCloudField::get_CloudVis());
 650
 651                 float t = 1.0f - (dist_center - 1.0*radius) / CloudVisFade;
 652                 if ( t < 0.0f )
 653                         return;
 654                 if( t > 1.0f )
 655                         t = 1.0f;
 656                 if( t > 0.50f )
 657                         t *= 1.1f;
 658         glColor4f(t, t, t, t);
 659         float r = radius;
 660                 // compute the rotations so that the quad is facing the camera
 661                 sgVec3 pos;
 662                 sgSetVec3( pos, translate[SG_X], translate[SG_Z], translate[SG_Y] );
 663                 sgCopyVec3( translate, pos );
 664                 pos[2] += deltaPos[1];
 665
 666                 sgNormaliseVec3( translate );
 667                 sgVec3 x, y, up = {0.0f, 0.0f, 1.0f};
 668                 sgVectorProductVec3(x, translate, up);
 669                 sgVectorProductVec3(y, x, translate);
 670                 if(first_time) {
 671                         sgCopyVec3( rotX, x );
 672                         sgCopyVec3( rotY, y );
 673                 } else if(fabs(sgScalarProductVec3(rotX, x)) < 0.93f || fabs(sgScalarProductVec3(rotY, y)) < 0.93f ) {
 674                         // ask for a redraw of this impostor if the view angle changed too much
 675                         sgCopyVec3( rotX, x );
 676                         sgCopyVec3( rotY, y );
 677                         cldCache->invalidate(cloudId, bbId);
 678                 }
 679                 sgScaleVec3(x, r);
 680                 sgScaleVec3(y, r);
 681
 682                 sgVec3 left, right;
 683                 sgCopyVec3( left, pos );
 684                 sgSubVec3 (left, y);
 685                 sgAddVec3 (right, left, x);
 686                 sgSubVec3 (left, x);
 687
 688                 glBegin(GL_QUADS);
 689                         glTexCoord2f(0.0f, 0.0f);
 690             glVertex3fv(left);
 691                         glTexCoord2f(1.0f, 0.0f);
 692             glVertex3fv(right);
 693                         sgScaleVec3( y, 2.0 );
 694                         sgAddVec3( left, y);
 695                         sgAddVec3( right, y);
 696                         glTexCoord2f(1.0f, 1.0f);
 697             glVertex3fv(right);
 698                         glTexCoord2f(0.0f, 1.0f);
 699             glVertex3fv(left);
 700                 glEnd();
 701
 702 #if 0   // debug only
 703                 int age = cldCache->queryImpostorAge(bbId);
 704                 // draw a red border for the newly generated BBs else draw a white border
 705         if( age < 200 )
 706             glColor3f(1, 0, 0);
 707                 else
 708             glColor3f(1, 1, 1);
 709
 710         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
 711         glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
 712         glBegin(GL_QUADS);
 713             glVertex2f(-r, -r);
 714             glVertex2f(r, -r);
 715             glVertex2f(r, r);
 716             glVertex2f(-r, r);
 717         glEnd();
 718                 glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);
 719
 720 #endif
 721
 722 }
 723
 724 // determine if it is a good idea to use an impostor to render the cloud
 725 bool SGNewCloud::isBillboardable(float dist) {
 726
 727         if( dist <= ( 2.1f * radius ) ) {
 728         // inside cloud
 729         return false;
 730         }
 731         if( (dist-radius) <= nearRadius ) {
 732         // near clouds we don't want to use BB
 733         return false;
 734         }
 735         return true;
 736 }
 737
 738
 739
 740 // render the cloud, fakepos is a relative position inside the cloud field
 741 void SGNewCloud::Render(sgVec3 FakeEyePos) {
 742         sgVec3 dist;
 743
 744         sgVec3 deltaPos;
 745         sgCopyVec3( deltaPos, FakeEyePos);
 746         deltaPos[1] = 0.0;
 747     sgSubVec3( dist, center, FakeEyePos);
 748     float dist_center = sgLengthVec3(dist);
 749
 750         if( fadeActive ) {
 751                 fadetimer += SGCloudField::timer_dt;
 752                 if( fadetimer > duration + pauseLength ) {
 753                         // fade out after fade in, and vice versa
 754                         direction = ! direction;
 755                         fadetimer = 0.0;
 756                 }
 757         }
 758
 759         if( !isBillboardable(dist_center) ) {
 760                 // not a good candidate for impostors, draw a real cloud
 761                 Render3Dcloud(false, FakeEyePos, deltaPos, dist_center);
 762         } else {
 763                 GLuint texID = 0;
 764                         bool first_time = false;
 765                         // lets use our impostor
 766                         if( bbId >= 0)
 767                                 texID = cldCache->QueryTexID(cloudId, bbId);
 768
 769                         // ok someone took our impostor, so allocate a new one
 770                         if( texID == 0 ) {
 771                 // allocate a new Impostor
 772                 bbId = cldCache->alloc(cloudId);
 773                                 texID = cldCache->QueryTexID(cloudId, bbId);
 774                                 first_time = true;
 775                         }
 776                         if( texID == 0 ) {
 777                 // no more free texture in the pool
 778                 Render3Dcloud(false, FakeEyePos, deltaPos, dist_center);
 779                         } else {
 780                 float angleX=0.0f, angleY=0.0f;
 781
 782                                 // force a redraw of the impostor if the cloud shape has changed enought
 783                                 float step = ( list_spriteDef.size() * (direction ? fadetimer : duration-fadetimer)) / duration;
 784                                 if( fabs(step - last_step) > 0.5f )
 785                                         cldCache->invalidate(cloudId, bbId);
 786
 787                                 if( ! cldCache->isBbValid( cloudId, bbId, angleY, angleX)) {
 788                     // we must build or rebuild this billboard
 789                                         // start render to texture
 790                     cldCache->beginCapture();
 791                                         // set transformation matrices
 792                     cldCache->setRadius(radius, dist_center);
 793                                         gluLookAt(FakeEyePos[SG_X], FakeEyePos[SG_Z], FakeEyePos[SG_Y], center[SG_X], center[SG_Z], center[SG_Y], 0.0, 0.0, 1.0);
 794                                         // draw into texture
 795                     Render3Dcloud(true, FakeEyePos, deltaPos, dist_center);
 796                                         // save rotation angles for later use
 797                                         // TODO:this is not ok
 798                                         cldCache->setReference(cloudId, bbId, angleY, angleX);
 799                                         // save the rendered cloud into the cache
 800                                         cldCache->setTextureData( bbId );
 801                                         // finish render to texture and go back into standard context
 802                     cldCache->endCapture();
 803                                 }
 804                 // draw the newly built BB or an old one
 805                 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texID);
 806                 RenderBB(FakeEyePos, first_time, dist_center);
 807                         }
 808         }
 809
 810 }
 811