simgear/scene/sky/oursun.cxx

   1 // oursun.hxx -- model earth's sun
   2 //
   3 // Written by Durk Talsma. Originally started October 1997, for distribution
   4 // with the FlightGear project. Version 2 was written in August and
   5 // September 1998. This code is based upon algorithms and data kindly
   6 // provided by Mr. Paul Schlyter. (pausch@saaf.se).
   7 //
   8 // Separated out rendering pieces and converted to ssg by Curt Olson,
   9 // March 2000
  10 // This library is free software; you can redistribute it and/or
  11 // modify it under the terms of the GNU Library General Public
  12 // License as published by the Free Software Foundation; either
  13 // version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  14 //
  15 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
  16 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  18 // Library General Public License for more details.
  19 //
  20 // You should have received a copy of the GNU Library General Public
  21 // License along with this library; if not, write to the
  22 // Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  23 // Boston, MA  02111-1307, USA.
  24 //
  25 // $Id$
  26
  27
  28 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  29 #  include <simgear_config.h>
  30 #endif
  31
  32 #include <simgear/compiler.h>
  33
  34 #include <stdio.h>
  35 #include STL_IOSTREAM
  36
  37 #include <plib/sg.h>
  38 #include <plib/ssg.h>
  39
  40 // define the following to enable a cheesy lens flare effect for the sun
  41 // #define FG_TEST_CHEESY_LENS_FLARE
  42
  43 #ifdef FG_TEST_CHEESY_LENS_FLARE
  44 #  include <plib/ssgaLensFlare.h>
  45 #endif
  46
  47 #include "sphere.hxx"
  48 #include "oursun.hxx"
  49
  50
  51 // Set up sun rendering call backs
  52 static int sgSunOrbPreDraw( ssgEntity *e ) {
  53     /* cout << endl << "Sun orb pre draw" << endl << "----------------"
  54          << endl << endl; */
  55
  56     ssgLeaf *f = (ssgLeaf *)e;
  57     if ( f -> hasState () ) f->getState()->apply() ;
  58
  59     glPushAttrib( GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_FOG_BIT );
  60     // cout << "push error = " << glGetError() << endl;
  61
  62     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  63     glDisable( GL_FOG );
  64
  65     return true;
  66 }
  67
  68 static int sgSunOrbPostDraw( ssgEntity *e ) {
  69     /* cout << endl << "Sun orb post draw" << endl << "----------------"
  70          << endl << endl; */
  71
  72     glPopAttrib();
  73     // cout << "pop error = " << glGetError() << endl;
  74
  75     // glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  76     // glEnable( GL_FOG );
  77
  78     return true;
  79 }
  80
  81 static int sgSunHaloPreDraw( ssgEntity *e ) {
  82     /* cout << endl << "Sun halo pre draw" << endl << "----------------"
  83          << endl << endl; */
  84
  85     ssgLeaf *f = (ssgLeaf *)e;
  86     if ( f -> hasState () ) f->getState()->apply() ;
  87
  88     glPushAttrib( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_FOG_BIT );
  89     // cout << "push error = " << glGetError() << endl;
  90
  91     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  92     glDisable( GL_FOG );
  93     glBlendFunc ( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA ) ;
  94
  95     return true;
  96 }
  97
  98 static int sgSunHaloPostDraw( ssgEntity *e ) {
  99     /* cout << endl << "Sun halo post draw" << endl << "----------------"
 100          << endl << endl; */
 101
 102     glPopAttrib();
 103     // cout << "pop error = " << glGetError() << endl;
 104
 105     // glEnable( GL_DEPTH_TEST );
 106     // glEnable( GL_FOG );
 107
 108     return true;
 109 }
 110
 111
 112 // Constructor
 113 SGSun::SGSun( void ) {
 114 }
 115
 116
 117 // Destructor
 118 SGSun::~SGSun( void ) {
 119 }
 120
 121
 122 #if 0
 123 // this might be nice to keep, just as an example of how to generate a
 124 // texture on the fly ...
 125 static GLuint makeHalo( GLubyte *sun_texbuf, int width ) {
 126     int texSize;
 127     GLuint texid;
 128     GLubyte *p;
 129     int i,j;
 130     double radius;
 131
 132     // create a texture id
 133 #ifdef GL_VERSION_1_1
 134     glGenTextures(1, &texid);
 135     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texid);
 136 #elif GL_EXT_texture_object
 137     glGenTexturesEXT(1, &texid);
 138     glBindTextureEXT(GL_TEXTURE_2D, texid);
 139 #else
 140 #   error port me
 141 #endif
 142
 143     glPixelStorei( GL_UNPACK_ALIGNMENT, 4 );
 144     glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR );
 145     glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR );
 146     glTexEnvi( GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE ) ;
 147
 148     // create the actual texture contents
 149     texSize = width * width;
 150
 151     if ( !sun_texbuf ) {
 152         cout << "ouch ..." << endl;
 153         exit(-1);  // Ugly!
 154     }
 155
 156     p = sun_texbuf;
 157
 158     radius = (double)(width / 2);
 159
 160     GLubyte value;
 161     double x, y, d;
 162     for ( i = 0; i < width; i++ ) {
 163         for ( j = 0; j < width; j++ ) {
 164             x = fabs((double)(i - (width / 2)));
 165             y = fabs((double)(j - (width / 2)));
 166             d = sqrt((x * x) + (y * y));
 167             if (d < radius) {
 168                 // t is 1.0 at center, 0.0 at edge
 169                 double t = 1.0 - (d / radius);
 170
 171                 // inverse square looks nice
 172                 value = (int)((double) 0xff * (t*t));
 173             } else {
 174                 value = 0x00;
 175             }
 176             *p = value;
 177             *(p+1) = value;
 178             *(p+2) = value;
 179             // *(p+3) = value;
 180
 181             p += 3;
 182         }
 183     }
 184
 185     /* glTexImage2D( GL_TEXTURE_2D,
 186                   0,
 187                   GL_RGBA,
 188                   width, width,
 189                   0,
 190                   GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE,
 191                   sun_texbuf ); */
 192
 193     return texid;
 194 }
 195
 196
 197 #define RGB  3                  // 3 bytes of color info per pixel
 198 #define RGBA 4                  // 4 bytes of color+alpha info
 199 void my_glWritePPMFile(const char *filename, GLubyte *buffer, int win_width, int win_height, int mode)
 200 {
 201     int i, j, k, q;
 202     unsigned char *ibuffer;
 203     FILE *fp;
 204     int pixelSize = mode==GL_RGBA?4:3;
 205
 206     ibuffer = (unsigned char *) malloc(win_width*win_height*RGB);
 207
 208     fp = fopen(filename, "wb");
 209     fprintf(fp, "P6\n# CREATOR: glReadPixel()\n%d %d\n%d\n",
 210             win_width, win_height, UCHAR_MAX);
 211     q = 0;
 212     for (i = 0; i < win_height; i++) {
 213         for (j = 0; j < win_width; j++) {
 214             for (k = 0; k < RGB; k++) {
 215                 ibuffer[q++] = (unsigned char)
 216                     *(buffer + (pixelSize*((win_height-1-i)*win_width+j)+k));
 217             }
 218         }
 219     }
 220
 221     // *(buffer + (pixelSize*((win_height-1-i)*win_width+j)+k));
 222
 223     fwrite(ibuffer, sizeof(unsigned char), RGB*win_width*win_height, fp);
 224     fclose(fp);
 225     free(ibuffer);
 226
 227     printf("wrote file (%d x %d pixels, %d bytes)\n",
 228            win_width, win_height, RGB*win_width*win_height);
 229 }
 230 #endif
 231
 232
 233 // initialize the sun object and connect it into our scene graph root
 234 ssgBranch * SGSun::build( SGPath path, double sun_size ) {
 235
 236     // set up the orb state
 237     orb_state = new ssgSimpleState();
 238     orb_state->setShadeModel( GL_SMOOTH );
 239     orb_state->disable( GL_LIGHTING );
 240     // orb_state->enable( GL_LIGHTING );
 241     orb_state->disable( GL_CULL_FACE );
 242     orb_state->disable( GL_TEXTURE_2D );
 243     orb_state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
 244     orb_state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
 245     orb_state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
 246     orb_state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
 247     orb_state->disable( GL_BLEND );
 248     orb_state->disable( GL_ALPHA_TEST );
 249
 250     cl = new ssgColourArray( 1 );
 251     sgVec4 color;
 252     sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 253     cl->add( color );
 254
 255     ssgBranch *orb = ssgMakeSphere( orb_state, cl, sun_size, 10, 10,
 256                                     sgSunOrbPreDraw, sgSunOrbPostDraw );
 257
 258     // force a repaint of the sun colors with arbitrary defaults
 259     repaint( 0.0 );
 260
 261     // build the halo
 262     // sun_texbuf = new GLubyte[64*64*3];
 263     // sun_texid = makeHalo( sun_texbuf, 64 );
 264     // my_glWritePPMFile("sunhalo.ppm", sun_texbuf, 64, 64, RGB);
 265
 266     // set up the halo state
 267     path.append( "halo.rgba" );
 268     halo_state = new ssgSimpleState();
 269     halo_state->setTexture( (char *)path.c_str() );
 270     halo_state->enable( GL_TEXTURE_2D );
 271     halo_state->disable( GL_LIGHTING );
 272     // halo_state->enable( GL_LIGHTING );
 273     halo_state->setShadeModel( GL_SMOOTH );
 274     halo_state->disable( GL_CULL_FACE );
 275     halo_state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
 276     halo_state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
 277     halo_state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
 278     halo_state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
 279     halo_state->enable( GL_ALPHA_TEST );
 280     halo_state->setAlphaClamp(0.01);
 281     halo_state->enable ( GL_BLEND ) ;
 282
 283     // Build ssg structure
 284     double size = sun_size * 10.0;
 285     sgVec3 v3;
 286     halo_vl = new ssgVertexArray;
 287     sgSetVec3( v3, -size, 0.0, -size );
 288     halo_vl->add( v3 );
 289     sgSetVec3( v3, size, 0.0, -size );
 290     halo_vl->add( v3 );
 291     sgSetVec3( v3, -size, 0.0,  size );
 292     halo_vl->add( v3 );
 293     sgSetVec3( v3, size, 0.0,  size );
 294     halo_vl->add( v3 );
 295
 296     sgVec2 v2;
 297     halo_tl = new ssgTexCoordArray;
 298     sgSetVec2( v2, 0.0f, 0.0f );
 299     halo_tl->add( v2 );
 300     sgSetVec2( v2, 1.0, 0.0 );
 301     halo_tl->add( v2 );
 302     sgSetVec2( v2, 0.0, 1.0 );
 303     halo_tl->add( v2 );
 304     sgSetVec2( v2, 1.0, 1.0 );
 305     halo_tl->add( v2 );
 306
 307     ssgLeaf *halo =
 308         new ssgVtxTable ( GL_TRIANGLE_STRIP, halo_vl, NULL, halo_tl, cl );
 309     halo->setState( halo_state );
 310
 311     // build the ssg scene graph sub tree for the sky and connected
 312     // into the provide scene graph branch
 313     sun_transform = new ssgTransform;
 314
 315     halo->setCallback( SSG_CALLBACK_PREDRAW, sgSunHaloPreDraw );
 316     halo->setCallback( SSG_CALLBACK_POSTDRAW, sgSunHaloPostDraw );
 317     sun_transform->addKid( halo );
 318     sun_transform->addKid( orb );
 319
 320 #ifdef FG_TEST_CHEESY_LENS_FLARE
 321     // cheesy lens flair
 322     sun_transform->addKid( new ssgaLensFlare );
 323 #endif
 324
 325     return sun_transform;
 326 }
 327
 328
 329 // repaint the sun colors based on current value of sun_angle in
 330 // degrees relative to verticle
 331 // 0 degrees = high noon
 332 // 90 degrees = sun rise/set
 333 // 180 degrees = darkest midnight
 334 bool SGSun::repaint( double sun_angle ) {
 335     if ( sun_angle * SGD_RADIANS_TO_DEGREES < 100 ) {
 336         // else sun is well below horizon (so no point in repainting it)
 337
 338         // x_10 = sun_angle^10
 339         double x_10 = sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle
 340             * sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle;
 341
 342         float ambient = (float)(0.4 * pow (1.1, - x_10 / 30.0));
 343         if (ambient < 0.3) { ambient = 0.3; }
 344         if (ambient > 1.0) { ambient = 1.0; }
 345
 346         sgVec4 color;
 347         sgSetVec4( color,
 348                    (ambient * 6.0)  - 1.0, // minimum value = 0.8
 349                    (ambient * 11.0) - 3.0, // minimum value = 0.3
 350                    (ambient * 12.0) - 3.6, // minimum value = 0.0
 351                    1.0 );
 352
 353         // temp test, forces the color to always be white
 354         // sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 355
 356         if (color[0] > 1.0) color[0] = 1.0;
 357         if (color[1] > 1.0) color[1] = 1.0;
 358         if (color[2] > 1.0) color[2] = 1.0;
 359
 360         // cout << "color = " << color[0] << " " << color[1] << " "
 361         //      << color[2] << endl;
 362
 363         float *ptr;
 364         ptr = cl->get( 0 );
 365         sgCopyVec4( ptr, color );
 366     }
 367
 368     return true;
 369 }
 370
 371
 372 // reposition the sun at the specified right ascension and
 373 // declination, offset by our current position (p) so that it appears
 374 // fixed at a great distance from the viewer.  Also add in an optional
 375 // rotation (i.e. for the current time of day.)
 376 bool SGSun::reposition( sgVec3 p, double angle,
 377                         double rightAscension, double declination,
 378                         double sun_dist )
 379 {
 380     sgMat4 T1, T2, GST, RA, DEC;
 381     sgVec3 axis;
 382     sgVec3 v;
 383
 384     sgMakeTransMat4( T1, p );
 385
 386     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, -1.0 );
 387     sgMakeRotMat4( GST, angle, axis );
 388
 389     // xglRotatef( ((SGD_RADIANS_TO_DEGREES * rightAscension)- 90.0),
 390     //             0.0, 0.0, 1.0);
 391     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, 1.0 );
 392     sgMakeRotMat4( RA, (rightAscension * SGD_RADIANS_TO_DEGREES) - 90.0, axis );
 393
 394     // xglRotatef((SGD_RADIANS_TO_DEGREES * declination), 1.0, 0.0, 0.0);
 395     sgSetVec3( axis, 1.0, 0.0, 0.0 );
 396     sgMakeRotMat4( DEC, declination * SGD_RADIANS_TO_DEGREES, axis );
 397
 398     // xglTranslatef(0,sun_dist);
 399     sgSetVec3( v, 0.0, sun_dist, 0.0 );
 400     sgMakeTransMat4( T2, v );
 401
 402     sgMat4 TRANSFORM;
 403     sgCopyMat4( TRANSFORM, T1 );
 404     sgPreMultMat4( TRANSFORM, GST );
 405     sgPreMultMat4( TRANSFORM, RA );
 406     sgPreMultMat4( TRANSFORM, DEC );
 407     sgPreMultMat4( TRANSFORM, T2 );
 408
 409     sgCoord skypos;
 410     sgSetCoord( &skypos, TRANSFORM );
 411
 412     sun_transform->setTransform( &skypos );
 413
 414     return true;
 415 }