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 <simgear/screen/colors.hxx>
  48
  49 #include "sphere.hxx"
  50 #include "oursun.hxx"
  51
  52
  53 // Set up sun rendering call backs
  54 static int sgSunOrbPreDraw( ssgEntity *e ) {
  55     /* cout << endl << "Sun orb pre draw" << endl << "----------------"
  56          << endl << endl; */
  57
  58     ssgLeaf *f = (ssgLeaf *)e;
  59     if ( f -> hasState () ) f->getState()->apply() ;
  60
  61     glPushAttrib( GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_FOG_BIT );
  62     // cout << "push error = " << glGetError() << endl;
  63
  64     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  65     glDisable( GL_FOG );
  66
  67     return true;
  68 }
  69
  70 static int sgSunOrbPostDraw( ssgEntity *e ) {
  71     /* cout << endl << "Sun orb post draw" << endl << "----------------"
  72          << endl << endl; */
  73
  74     glPopAttrib();
  75     // cout << "pop error = " << glGetError() << endl;
  76
  77     // glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  78     // glEnable( GL_FOG );
  79
  80     return true;
  81 }
  82
  83 static int sgSunHaloPreDraw( ssgEntity *e ) {
  84     /* cout << endl << "Sun halo pre draw" << endl << "----------------"
  85          << endl << endl; */
  86
  87     ssgLeaf *f = (ssgLeaf *)e;
  88     if ( f -> hasState () ) f->getState()->apply() ;
  89
  90     glPushAttrib( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_FOG_BIT );
  91     // cout << "push error = " << glGetError() << endl;
  92
  93     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  94     glDisable( GL_FOG );
  95     glBlendFunc ( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA ) ;
  96
  97     return true;
  98 }
  99
 100 static int sgSunHaloPostDraw( ssgEntity *e ) {
 101     /* cout << endl << "Sun halo post draw" << endl << "----------------"
 102          << endl << endl; */
 103
 104     glPopAttrib();
 105     // cout << "pop error = " << glGetError() << endl;
 106
 107     // glEnable( GL_DEPTH_TEST );
 108     // glEnable( GL_FOG );
 109
 110     return true;
 111 }
 112
 113
 114 // Constructor
 115 SGSun::SGSun( void ) {
 116 }
 117
 118
 119 // Destructor
 120 SGSun::~SGSun( void ) {
 121 }
 122
 123
 124 #if 0
 125 // this might be nice to keep, just as an example of how to generate a
 126 // texture on the fly ...
 127 static GLuint makeHalo( GLubyte *sun_texbuf, int width ) {
 128     int texSize;
 129     GLuint texid;
 130     GLubyte *p;
 131     int i,j;
 132     double radius;
 133
 134     // create a texture id
 135 #ifdef GL_VERSION_1_1
 136     glGenTextures(1, &texid);
 137     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texid);
 138 #elif GL_EXT_texture_object
 139     glGenTexturesEXT(1, &texid);
 140     glBindTextureEXT(GL_TEXTURE_2D, texid);
 141 #else
 142 #   error port me
 143 #endif
 144
 145     glPixelStorei( GL_UNPACK_ALIGNMENT, 4 );
 146     glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR );
 147     glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR );
 148     glTexEnvi( GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE ) ;
 149
 150     // create the actual texture contents
 151     texSize = width * width;
 152
 153     if ( !sun_texbuf ) {
 154         SG_LOG( SG_EVENT, SG_ALERT,
 155                                "Could not allocate memroy for the sun texture");
 156         exit(-1);  // Ugly!
 157     }
 158
 159     p = sun_texbuf;
 160
 161     radius = (double)(width / 2);
 162
 163     GLubyte value;
 164     double x, y, d;
 165     for ( i = 0; i < width; i++ ) {
 166         for ( j = 0; j < width; j++ ) {
 167             x = fabs((double)(i - (width / 2)));
 168             y = fabs((double)(j - (width / 2)));
 169             d = sqrt((x * x) + (y * y));
 170             if (d < radius) {
 171                 // t is 1.0 at center, 0.0 at edge
 172                 double t = 1.0 - (d / radius);
 173
 174                 // inverse square looks nice
 175                 value = (int)((double) 0xff * (t*t));
 176             } else {
 177                 value = 0x00;
 178             }
 179             *p = value;
 180             *(p+1) = value;
 181             *(p+2) = value;
 182             // *(p+3) = value;
 183
 184             p += 3;
 185         }
 186     }
 187
 188     /* glTexImage2D( GL_TEXTURE_2D,
 189                   0,
 190                   GL_RGBA,
 191                   width, width,
 192                   0,
 193                   GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE,
 194                   sun_texbuf ); */
 195
 196     return texid;
 197 }
 198
 199
 200 #define RGB  3                  // 3 bytes of color info per pixel
 201 #define RGBA 4                  // 4 bytes of color+alpha info
 202 void my_glWritePPMFile(const char *filename, GLubyte *buffer, int win_width, int win_height, int mode)
 203 {
 204     int i, j, k, q;
 205     unsigned char *ibuffer;
 206     FILE *fp;
 207     int pixelSize = mode==GL_RGBA?4:3;
 208
 209     ibuffer = (unsigned char *) malloc(win_width*win_height*RGB);
 210
 211     fp = fopen(filename, "wb");
 212     fprintf(fp, "P6\n# CREATOR: glReadPixel()\n%d %d\n%d\n",
 213             win_width, win_height, UCHAR_MAX);
 214     q = 0;
 215     for (i = 0; i < win_height; i++) {
 216         for (j = 0; j < win_width; j++) {
 217             for (k = 0; k < RGB; k++) {
 218                 ibuffer[q++] = (unsigned char)
 219                     *(buffer + (pixelSize*((win_height-1-i)*win_width+j)+k));
 220             }
 221         }
 222     }
 223
 224     // *(buffer + (pixelSize*((win_height-1-i)*win_width+j)+k));
 225
 226     fwrite(ibuffer, sizeof(unsigned char), RGB*win_width*win_height, fp);
 227     fclose(fp);
 228     free(ibuffer);
 229
 230     printf("wrote file (%d x %d pixels, %d bytes)\n",
 231            win_width, win_height, RGB*win_width*win_height);
 232 }
 233 #endif
 234
 235
 236 // initialize the sun object and connect it into our scene graph root
 237 ssgBranch * SGSun::build( SGPath path, double sun_size ) {
 238
 239     // set up the orb state
 240     orb_state = new ssgSimpleState();
 241     orb_state->setShadeModel( GL_SMOOTH );
 242     orb_state->disable( GL_LIGHTING );
 243     // orb_state->enable( GL_LIGHTING );
 244     orb_state->disable( GL_CULL_FACE );
 245     orb_state->disable( GL_TEXTURE_2D );
 246     orb_state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
 247     orb_state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
 248     orb_state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
 249     orb_state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
 250     orb_state->disable( GL_BLEND );
 251     orb_state->disable( GL_ALPHA_TEST );
 252
 253     cl = new ssgColourArray( 1 );
 254     sgVec4 color;
 255     sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 256     cl->add( color );
 257
 258     ssgBranch *orb = ssgMakeSphere( orb_state, cl, sun_size, 10, 10,
 259                                     sgSunOrbPreDraw, sgSunOrbPostDraw );
 260
 261     // force a repaint of the sun colors with arbitrary defaults
 262     repaint( 0.0 );
 263
 264     // build the halo
 265     // sun_texbuf = new GLubyte[64*64*3];
 266     // sun_texid = makeHalo( sun_texbuf, 64 );
 267     // my_glWritePPMFile("sunhalo.ppm", sun_texbuf, 64, 64, RGB);
 268
 269     // set up the halo state
 270     path.append( "halo.rgba" );
 271     halo_state = new ssgSimpleState();
 272     halo_state->setTexture( (char *)path.c_str() );
 273     halo_state->enable( GL_TEXTURE_2D );
 274     halo_state->disable( GL_LIGHTING );
 275     // halo_state->enable( GL_LIGHTING );
 276     halo_state->setShadeModel( GL_SMOOTH );
 277     halo_state->disable( GL_CULL_FACE );
 278     halo_state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
 279     halo_state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
 280     halo_state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
 281     halo_state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
 282     halo_state->enable( GL_ALPHA_TEST );
 283     halo_state->setAlphaClamp(0.01);
 284     halo_state->enable ( GL_BLEND ) ;
 285
 286     // Build ssg structure
 287     double size = sun_size * 10.0;
 288     sgVec3 v3;
 289     halo_vl = new ssgVertexArray;
 290     sgSetVec3( v3, -size, 0.0, -size );
 291     halo_vl->add( v3 );
 292     sgSetVec3( v3, size, 0.0, -size );
 293     halo_vl->add( v3 );
 294     sgSetVec3( v3, -size, 0.0,  size );
 295     halo_vl->add( v3 );
 296     sgSetVec3( v3, size, 0.0,  size );
 297     halo_vl->add( v3 );
 298
 299     sgVec2 v2;
 300     halo_tl = new ssgTexCoordArray;
 301     sgSetVec2( v2, 0.0f, 0.0f );
 302     halo_tl->add( v2 );
 303     sgSetVec2( v2, 1.0, 0.0 );
 304     halo_tl->add( v2 );
 305     sgSetVec2( v2, 0.0, 1.0 );
 306     halo_tl->add( v2 );
 307     sgSetVec2( v2, 1.0, 1.0 );
 308     halo_tl->add( v2 );
 309
 310     ssgLeaf *halo =
 311         new ssgVtxTable ( GL_TRIANGLE_STRIP, halo_vl, NULL, halo_tl, cl );
 312     halo->setState( halo_state );
 313
 314     // build the ssg scene graph sub tree for the sky and connected
 315     // into the provide scene graph branch
 316     sun_transform = new ssgTransform;
 317
 318     halo->setCallback( SSG_CALLBACK_PREDRAW, sgSunHaloPreDraw );
 319     halo->setCallback( SSG_CALLBACK_POSTDRAW, sgSunHaloPostDraw );
 320     sun_transform->addKid( halo );
 321     sun_transform->addKid( orb );
 322
 323 #ifdef FG_TEST_CHEESY_LENS_FLARE
 324     // cheesy lens flair
 325     sun_transform->addKid( new ssgaLensFlare );
 326 #endif
 327
 328     return sun_transform;
 329 }
 330
 331
 332 // repaint the sun colors based on current value of sun_angle in
 333 // degrees relative to verticle
 334 // 0 degrees = high noon
 335 // 90 degrees = sun rise/set
 336 // 180 degrees = darkest midnight
 337 bool SGSun::repaint( double sun_angle ) {
 338     static float prev_sun_angle = 9999.0;
 339
 340     if (prev_sun_angle != sun_angle)
 341     {
 342
 343         prev_sun_angle = sun_angle;
 344
 345         float sun_factor = 4*cos(sun_angle);
 346
 347         if (sun_factor > 1) sun_factor = 1.0;
 348         if (sun_factor < -1) sun_factor = -1.0;
 349         sun_factor = sun_factor/2 + 0.5;
 350
 351         sgVec4 color;
 352         color[0] = pow(sun_factor, 0.25);
 353         color[1] = pow(sun_factor, 0.50);
 354         color[2] = pow(sun_factor, 4.0);
 355         color[3] = 1.0;
 356
 357         gamma_correct_rgb( color );
 358
 359         // cout << "color = " << color[0] << " " << color[1] << " "
 360         //      << color[2] << endl;
 361
 362         float *ptr;
 363         ptr = cl->get( 0 );
 364         sgCopyVec4( ptr, color );
 365     }
 366
 367     return true;
 368 }
 369
 370
 371 // reposition the sun at the specified right ascension and
 372 // declination, offset by our current position (p) so that it appears
 373 // fixed at a great distance from the viewer.  Also add in an optional
 374 // rotation (i.e. for the current time of day.)
 375 bool SGSun::reposition( sgVec3 p, double angle,
 376                         double rightAscension, double declination,
 377                         double sun_dist )
 378 {
 379     sgMat4 T1, T2, GST, RA, DEC;
 380     sgVec3 axis;
 381     sgVec3 v;
 382
 383     sgMakeTransMat4( T1, p );
 384
 385     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, -1.0 );
 386     sgMakeRotMat4( GST, angle, axis );
 387
 388     // xglRotatef( ((SGD_RADIANS_TO_DEGREES * rightAscension)- 90.0),
 389     //             0.0, 0.0, 1.0);
 390     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, 1.0 );
 391     sgMakeRotMat4( RA, (rightAscension * SGD_RADIANS_TO_DEGREES) - 90.0, axis );
 392
 393     // xglRotatef((SGD_RADIANS_TO_DEGREES * declination), 1.0, 0.0, 0.0);
 394     sgSetVec3( axis, 1.0, 0.0, 0.0 );
 395     sgMakeRotMat4( DEC, declination * SGD_RADIANS_TO_DEGREES, axis );
 396
 397     // xglTranslatef(0,sun_dist);
 398     sgSetVec3( v, 0.0, sun_dist, 0.0 );
 399     sgMakeTransMat4( T2, v );
 400
 401     sgMat4 TRANSFORM;
 402     sgCopyMat4( TRANSFORM, T1 );
 403     sgPreMultMat4( TRANSFORM, GST );
 404     sgPreMultMat4( TRANSFORM, RA );
 405     sgPreMultMat4( TRANSFORM, DEC );
 406     sgPreMultMat4( TRANSFORM, T2 );
 407
 408     sgCoord skypos;
 409     sgSetCoord( &skypos, TRANSFORM );
 410
 411     sun_transform->setTransform( &skypos );
 412
 413     return true;
 414 }