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 General Public License
  21 // along with this program; if not, write to the Free Software
  22 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  23 //
  24 // $Id$
  25
  26
  27 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  28 #  include <simgear_config.h>
  29 #endif
  30
  31 #include <simgear/compiler.h>
  32
  33 #include <plib/sg.h>
  34 #include <plib/ssg.h>
  35
  36 // define the following to enable a cheesy lens flare effect for the sun
  37 // #define FG_TEST_CHEESY_LENS_FLARE
  38
  39 #ifdef FG_TEST_CHEESY_LENS_FLARE
  40 #  include <plib/ssgaLensFlare.h>
  41 #endif
  42
  43 #include <simgear/screen/colors.hxx>
  44 #include "oursun.hxx"
  45
  46
  47 static double sun_exp2_punch_through;
  48
  49 // Set up sun rendering call backs
  50 static int sgSunPreDraw( ssgEntity *e ) {
  51     /* cout << endl << "Sun orb pre draw" << endl << "----------------"
  52          << endl << endl; */
  53
  54     ssgLeaf *f = (ssgLeaf *)e;
  55     if ( f -> hasState () ) f->getState()->apply() ;
  56
  57     glPushAttrib( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_FOG_BIT );
  58     // cout << "push error = " << glGetError() << endl;
  59
  60     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  61     glDisable( GL_FOG );
  62     glBlendFunc ( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA ) ;
  63     return true;
  64 }
  65
  66 static int sgSunPostDraw( ssgEntity *e ) {
  67     /* cout << endl << "Sun orb post draw" << endl << "----------------"
  68          << endl << endl; */
  69
  70     glPopAttrib();
  71     // cout << "pop error = " << glGetError() << endl;
  72
  73     return true;
  74 }
  75
  76 static int sgSunHaloPreDraw( ssgEntity *e ) {
  77     /* cout << endl << "Sun halo pre draw" << endl << "----------------"
  78          << endl << endl; */
  79
  80     ssgLeaf *f = (ssgLeaf *)e;
  81     if ( f -> hasState () ) f->getState()->apply() ;
  82
  83     glPushAttrib( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_FOG_BIT );
  84     // cout << "push error = " << glGetError() << endl;
  85
  86     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  87     // glDisable( GL_FOG );
  88     glFogf (GL_FOG_DENSITY, sun_exp2_punch_through);
  89     glBlendFunc ( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA ) ;
  90
  91     return true;
  92 }
  93
  94 static int sgSunHaloPostDraw( ssgEntity *e ) {
  95     /* cout << endl << "Sun halo post draw" << endl << "----------------"
  96          << endl << endl; */
  97
  98     glPopAttrib();
  99     // cout << "pop error = " << glGetError() << endl;
 100
 101     return true;
 102 }
 103
 104
 105 // Constructor
 106 SGSun::SGSun( void ) {
 107     prev_sun_angle = -9999.0;
 108     visibility = -9999.0;
 109 }
 110
 111
 112 // Destructor
 113 SGSun::~SGSun( void ) {
 114 }
 115
 116
 117 #if 0
 118 // this might be nice to keep, just as an example of how to generate a
 119 // texture on the fly ...
 120 static GLuint makeHalo( GLubyte *sun_texbuf, int width ) {
 121     int texSize;
 122     GLuint texid;
 123     GLubyte *p;
 124     int i,j;
 125     double radius;
 126
 127     // create a texture id
 128 #ifdef GL_VERSION_1_1
 129     glGenTextures(1, &texid);
 130     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texid);
 131 #elif GL_EXT_texture_object
 132     glGenTexturesEXT(1, &texid);
 133     glBindTextureEXT(GL_TEXTURE_2D, texid);
 134 #else
 135 #   error port me
 136 #endif
 137
 138     glPixelStorei( GL_UNPACK_ALIGNMENT, 4 );
 139     glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR );
 140     glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR );
 141     glTexEnvi( GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE ) ;
 142
 143     // create the actual texture contents
 144     texSize = width * width;
 145
 146     if ( !sun_texbuf ) {
 147         SG_LOG( SG_EVENT, SG_ALERT,
 148                                "Could not allocate memroy for the sun texture");
 149         exit(-1);  // Ugly!
 150     }
 151
 152     p = sun_texbuf;
 153
 154     radius = (double)(width / 2);
 155
 156     GLubyte value;
 157     double x, y, d;
 158     for ( i = 0; i < width; i++ ) {
 159         for ( j = 0; j < width; j++ ) {
 160             x = fabs((double)(i - (width / 2)));
 161             y = fabs((double)(j - (width / 2)));
 162             d = sqrt((x * x) + (y * y));
 163             if (d < radius) {
 164                 // t is 1.0 at center, 0.0 at edge
 165                 double t = 1.0 - (d / radius);
 166
 167                 // inverse square looks nice
 168                 value = (int)((double) 0xff * (t*t));
 169             } else {
 170                 value = 0x00;
 171             }
 172             *p = value;
 173             *(p+1) = value;
 174             *(p+2) = value;
 175             // *(p+3) = value;
 176
 177             p += 3;
 178         }
 179     }
 180
 181     /* glTexImage2D( GL_TEXTURE_2D,
 182                   0,
 183                   GL_RGBA,
 184                   width, width,
 185                   0,
 186                   GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE,
 187                   sun_texbuf ); */
 188
 189     return texid;
 190 }
 191
 192
 193 #define RGB  3                  // 3 bytes of color info per pixel
 194 #define RGBA 4                  // 4 bytes of color+alpha info
 195 void my_glWritePPMFile(const char *filename, GLubyte *buffer, int win_width, int win_height, int mode)
 196 {
 197     int i, j, k, q;
 198     unsigned char *ibuffer;
 199     FILE *fp;
 200     int pixelSize = mode==GL_RGBA?4:3;
 201
 202     ibuffer = (unsigned char *) malloc(win_width*win_height*RGB);
 203
 204     fp = fopen(filename, "wb");
 205     fprintf(fp, "P6\n# CREATOR: glReadPixel()\n%d %d\n%d\n",
 206             win_width, win_height, UCHAR_MAX);
 207     q = 0;
 208     for (i = 0; i < win_height; i++) {
 209         for (j = 0; j < win_width; j++) {
 210             for (k = 0; k < RGB; k++) {
 211                 ibuffer[q++] = (unsigned char)
 212                     *(buffer + (pixelSize*((win_height-1-i)*win_width+j)+k));
 213             }
 214         }
 215     }
 216
 217     // *(buffer + (pixelSize*((win_height-1-i)*win_width+j)+k));
 218
 219     fwrite(ibuffer, sizeof(unsigned char), RGB*win_width*win_height, fp);
 220     fclose(fp);
 221     free(ibuffer);
 222
 223     printf("wrote file (%d x %d pixels, %d bytes)\n",
 224            win_width, win_height, RGB*win_width*win_height);
 225 }
 226 #endif
 227
 228 // initialize the sun object and connect it into our scene graph root
 229 ssgBranch * SGSun::build( SGPath path, double sun_size, SGPropertyNode *property_tree_Node ) {
 230
 231     env_node = property_tree_Node;
 232
 233     SGPath ihalopath = path, ohalopath = path;
 234
 235     sgVec4 color;
 236     sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 237
 238     sun_cl = new ssgColourArray( 1 );
 239     sun_cl->add( color );
 240
 241     ihalo_cl = new ssgColourArray( 1 );
 242     ihalo_cl->add( color );
 243
 244     ohalo_cl = new ssgColourArray( 1 );
 245     ohalo_cl->add( color );
 246
 247     // force a repaint of the sun colors with arbitrary defaults
 248     repaint( 0.0, 1.0 );
 249
 250
 251     // set up the sun-state
 252     path.append( "sun.rgba" );
 253     sun_state = new ssgSimpleState();
 254     sun_state->setShadeModel( GL_SMOOTH );
 255     sun_state->disable( GL_LIGHTING );
 256     sun_state->disable( GL_CULL_FACE );
 257     sun_state->setTexture( (char *)path.c_str() );
 258     sun_state->enable( GL_TEXTURE_2D );
 259     sun_state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
 260     sun_state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
 261     sun_state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
 262     sun_state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
 263     sun_state->enable( GL_BLEND );
 264     sun_state->setAlphaClamp( 0.01 );
 265     sun_state->enable( GL_ALPHA_TEST );
 266
 267     // Build ssg structure
 268
 269    sgVec3 va;
 270    sun_vl = new ssgVertexArray;
 271    sgSetVec3( va, -sun_size, 0.0, -sun_size );
 272    sun_vl->add( va );
 273    sgSetVec3( va, sun_size, 0.0, -sun_size );
 274    sun_vl->add( va );
 275    sgSetVec3( va, -sun_size, 0.0,  sun_size );
 276    sun_vl->add( va );
 277    sgSetVec3( va, sun_size, 0.0,  sun_size );
 278    sun_vl->add( va );
 279
 280    sgVec2 vb;
 281    sun_tl = new ssgTexCoordArray;
 282    sgSetVec2( vb, 0.0f, 0.0f );
 283    sun_tl->add( vb );
 284    sgSetVec2( vb, 1.0, 0.0 );
 285    sun_tl->add( vb );
 286    sgSetVec2( vb, 0.0, 1.0 );
 287    sun_tl->add( vb );
 288    sgSetVec2( vb, 1.0, 1.0 );
 289    sun_tl->add( vb );
 290
 291
 292    ssgLeaf *sun =
 293         new ssgVtxTable ( GL_TRIANGLE_STRIP, sun_vl, NULL, sun_tl, sun_cl );
 294    sun->setState( sun_state );
 295
 296    sun->setCallback( SSG_CALLBACK_PREDRAW, sgSunPreDraw );
 297    sun->setCallback( SSG_CALLBACK_POSTDRAW, sgSunPostDraw );
 298
 299
 300
 301     // build the halo
 302     // sun_texbuf = new GLubyte[64*64*3];
 303     // sun_texid = makeHalo( sun_texbuf, 64 );
 304     // my_glWritePPMFile("sunhalo.ppm", sun_texbuf, 64, 64, RGB);
 305
 306     // set up the inner-halo state
 307
 308    ihalopath.append( "inner_halo.rgba" );
 309
 310    ihalo_state = new ssgSimpleState();
 311    ihalo_state->setTexture( (char *)ihalopath.c_str() );
 312    ihalo_state->enable( GL_TEXTURE_2D );
 313    ihalo_state->disable( GL_LIGHTING );
 314    ihalo_state->setShadeModel( GL_SMOOTH );
 315    ihalo_state->disable( GL_CULL_FACE );
 316    ihalo_state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
 317    ihalo_state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
 318    ihalo_state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
 319    ihalo_state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
 320    ihalo_state->enable( GL_ALPHA_TEST );
 321    ihalo_state->setAlphaClamp(0.01);
 322    ihalo_state->enable ( GL_BLEND ) ;
 323
 324     // Build ssg structure
 325     double ihalo_size = sun_size * 2.0;
 326     sgVec3 vc;
 327     ihalo_vl = new ssgVertexArray;
 328     sgSetVec3( vc, -ihalo_size, 0.0, -ihalo_size );
 329     ihalo_vl->add( vc );
 330     sgSetVec3( vc, ihalo_size, 0.0, -ihalo_size );
 331     ihalo_vl->add( vc );
 332     sgSetVec3( vc, -ihalo_size, 0.0,  ihalo_size );
 333     ihalo_vl->add( vc );
 334     sgSetVec3( vc, ihalo_size, 0.0,  ihalo_size );
 335     ihalo_vl->add( vc );
 336
 337     sgVec2 vd;
 338     ihalo_tl = new ssgTexCoordArray;
 339     sgSetVec2( vd, 0.0f, 0.0f );
 340     ihalo_tl->add( vd );
 341     sgSetVec2( vd, 1.0, 0.0 );
 342     ihalo_tl->add( vd );
 343     sgSetVec2( vd, 0.0, 1.0 );
 344     ihalo_tl->add( vd );
 345     sgSetVec2( vd, 1.0, 1.0 );
 346     ihalo_tl->add( vd );
 347
 348     ssgLeaf *ihalo =
 349         new ssgVtxTable ( GL_TRIANGLE_STRIP, ihalo_vl, NULL, ihalo_tl, ihalo_cl );
 350     ihalo->setState( ihalo_state );
 351
 352
 353     // set up the outer halo state
 354
 355     ohalopath.append( "outer_halo.rgba" );
 356
 357     ohalo_state = new ssgSimpleState();
 358     ohalo_state->setTexture( (char *)ohalopath.c_str() );
 359     ohalo_state->enable( GL_TEXTURE_2D );
 360     ohalo_state->disable( GL_LIGHTING );
 361     ohalo_state->setShadeModel( GL_SMOOTH );
 362     ohalo_state->disable( GL_CULL_FACE );
 363     ohalo_state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
 364     ohalo_state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
 365     ohalo_state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
 366     ohalo_state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
 367     ohalo_state->enable( GL_ALPHA_TEST );
 368     ohalo_state->setAlphaClamp(0.01);
 369     ohalo_state->enable ( GL_BLEND ) ;
 370
 371     // Build ssg structure
 372     double ohalo_size = sun_size * 7.0;
 373     sgVec3 ve;
 374     ohalo_vl = new ssgVertexArray;
 375     sgSetVec3( ve, -ohalo_size, 0.0, -ohalo_size );
 376     ohalo_vl->add( ve );
 377     sgSetVec3( ve, ohalo_size, 0.0, -ohalo_size );
 378     ohalo_vl->add( ve );
 379     sgSetVec3( ve, -ohalo_size, 0.0,  ohalo_size );
 380     ohalo_vl->add( ve );
 381     sgSetVec3( ve, ohalo_size, 0.0,  ohalo_size );
 382     ohalo_vl->add( ve );
 383
 384     sgVec2 vf;
 385     ohalo_tl = new ssgTexCoordArray;
 386     sgSetVec2( vf, 0.0f, 0.0f );
 387     ohalo_tl->add( vf );
 388     sgSetVec2( vf, 1.0, 0.0 );
 389     ohalo_tl->add( vf );
 390     sgSetVec2( vf, 0.0, 1.0 );
 391     ohalo_tl->add( vf );
 392     sgSetVec2( vf, 1.0, 1.0 );
 393     ohalo_tl->add( vf );
 394
 395     ssgLeaf *ohalo =
 396         new ssgVtxTable ( GL_TRIANGLE_STRIP, ohalo_vl, NULL, ohalo_tl, ohalo_cl );
 397     ohalo->setState( ohalo_state );
 398
 399
 400     // build the ssg scene graph sub tree for the sky and connected
 401     // into the provide scene graph branch
 402     sun_transform = new ssgTransform;
 403
 404     ihalo->setCallback( SSG_CALLBACK_PREDRAW, sgSunHaloPreDraw );
 405     ihalo->setCallback( SSG_CALLBACK_POSTDRAW, sgSunHaloPostDraw );
 406     ohalo->setCallback( SSG_CALLBACK_PREDRAW, sgSunHaloPreDraw );
 407     ohalo->setCallback( SSG_CALLBACK_POSTDRAW, sgSunHaloPostDraw );
 408
 409     sun_transform->addKid( ohalo );
 410     sun_transform->addKid( ihalo );
 411     sun_transform->addKid( sun );
 412
 413 #ifdef FG_TEST_CHEESY_LENS_FLARE
 414     // cheesy lens flair
 415     sun_transform->addKid( new ssgaLensFlare );
 416 #endif
 417
 418     return sun_transform;
 419 }
 420
 421
 422 // repaint the sun colors based on current value of sun_angle in
 423 // degrees relative to verticle
 424 // 0 degrees = high noon
 425 // 90 degrees = sun rise/set
 426 // 180 degrees = darkest midnight
 427 bool SGSun::repaint( double sun_angle, double new_visibility ) {
 428
 429         if ( visibility != new_visibility ) {
 430                 visibility = new_visibility;
 431
 432                 static const double sqrt_m_log01 = sqrt( -log( 0.01 ) );
 433                 sun_exp2_punch_through = sqrt_m_log01 / ( visibility * 15 );
 434         }
 435
 436         if ( prev_sun_angle != sun_angle ) {
 437                 prev_sun_angle = sun_angle;
 438
 439                 // determine how much aerosols are in the air (rough guess)
 440                 double aerosol_factor;
 441                 if ( visibility < 100 ){
 442                         aerosol_factor = 8000;
 443                 }
 444                 else {
 445                         aerosol_factor = 80.5 / log( visibility / 100 );
 446                 }
 447
 448                 // get environmental data from property tree or use defaults
 449                 double rel_humidity, density_avg;
 450
 451                 if ( !env_node )
 452                 {
 453                         rel_humidity = 0.5;
 454                         density_avg = 0.7;
 455                 }
 456                 else
 457                 {
 458                         rel_humidity = env_node->getFloatValue( "relative-humidity" );
 459                         density_avg =  env_node->getFloatValue( "atmosphere/density-tropo-avg" );
 460                 }
 461
 462                 // ok, now let's go and generate the sun color
 463                 sgVec4 i_halo_color, o_halo_color, sun_color;
 464
 465                 // Some comments:
 466                 // When the sunangle changes, light has to travel a longer distance through the atmosphere.
 467                 // So it's scattered more due to raleigh scattering, which affects blue more than green light.
 468                 // Red is almost not scattered and effectively only get's touched when the sun is near the horizon.
 469                 // Visability also affects suncolor inasmuch as more particles are in the air that cause more scattering.
 470                 // We base our calculation on the halo's color, which is most scattered.
 471
 472                 // Red - is almost not scattered
 473                 // Lambda is 700 nm
 474
 475                 double red_scat_f = ( aerosol_factor * path_distance * density_avg ) / 5E+07;
 476                 sun_color[0] = 1 - red_scat_f;
 477                 i_halo_color[0] = 1 - ( 1.1 * red_scat_f );
 478                 o_halo_color[0] = 1 - ( 1.4 * red_scat_f );
 479
 480                 // Green - 546.1 nm
 481                 double green_scat_f = ( aerosol_factor * path_distance * density_avg ) / 8.8938E+06;
 482                 sun_color[1] = 1 - green_scat_f;
 483                 i_halo_color[1] = 1 - ( 1.1 * green_scat_f );
 484                 o_halo_color[1] = 1 - ( 1.4 * green_scat_f );
 485
 486                 // Blue - 435.8 nm
 487                 double blue_scat_f = ( aerosol_factor * path_distance * density_avg ) / 3.607E+06;
 488                 sun_color[2] = 1 - blue_scat_f;
 489                 i_halo_color[2] = 1 - ( 1.1 * blue_scat_f );
 490                 o_halo_color[2] = 1 - ( 1.4 * blue_scat_f );
 491
 492                 // Alpha
 493                 sun_color[3] = 1;
 494                 i_halo_color[3] = 1;
 495
 496                 o_halo_color[3] = blue_scat_f;
 497                 if ( ( new_visibility < 10000 ) &&  ( blue_scat_f > 1 )){
 498                         o_halo_color[3] = 2 - blue_scat_f;
 499                 }
 500
 501
 502                 // Now that we have the color calculated
 503                 // let's consider the saturation which is produced by mie scattering
 504                 double saturation = 1 - ( rel_humidity / 200 );
 505                 sun_color[1] += (( 1 - saturation ) * ( 1 - sun_color[1] ));
 506                 sun_color[2] += (( 1 - saturation ) * ( 1 - sun_color[2] ));
 507
 508                 i_halo_color[1] += (( 1 - saturation ) * ( 1 - i_halo_color[1] ));
 509                 i_halo_color[2] += (( 1 - saturation ) * ( 1 - i_halo_color[2] ));
 510
 511                 o_halo_color[1] += (( 1 - saturation ) * ( 1 - o_halo_color[1] ));
 512                 o_halo_color[2] += (( 1 - saturation ) * ( 1 - o_halo_color[2] ));
 513
 514                 // just to make sure we're in the limits
 515                 if ( sun_color[0] < 0 ) sun_color[0] = 0;
 516                 else if ( sun_color[0] > 1) sun_color[0] = 1;
 517                 if ( i_halo_color[0] < 0 ) i_halo_color[0] = 0;
 518                 else if ( i_halo_color[0] > 1) i_halo_color[0] = 1;
 519                 if ( o_halo_color[0] < 0 ) o_halo_color[0] = 0;
 520                 else if ( o_halo_color[0] > 1) o_halo_color[0] = 1;
 521
 522                 if ( sun_color[1] < 0 ) sun_color[1] = 0;
 523                 else if ( sun_color[1] > 1) sun_color[1] = 1;
 524                 if ( i_halo_color[1] < 0 ) i_halo_color[1] = 0;
 525                 else if ( i_halo_color[1] > 1) i_halo_color[1] = 1;
 526                 if ( o_halo_color[1] < 0 ) o_halo_color[1] = 0;
 527                 else if ( o_halo_color[1] > 1) o_halo_color[1] = 1;
 528
 529                 if ( sun_color[2] < 0 ) sun_color[2] = 0;
 530                 else if ( sun_color[2] > 1) sun_color[2] = 1;
 531                 if ( i_halo_color[2] < 0 ) i_halo_color[2] = 0;
 532                 else if ( i_halo_color[2] > 1) i_halo_color[2] = 1;
 533                 if ( o_halo_color[2] < 0 ) o_halo_color[2] = 0;
 534                 else if ( o_halo_color[2] > 1) o_halo_color[2] = 1;
 535                 if ( o_halo_color[3] < 0 ) o_halo_color[2] = 0;
 536                 else if ( o_halo_color[3] > 1) o_halo_color[3] = 1;
 537
 538
 539                 gamma_correct_rgb( i_halo_color );
 540                 gamma_correct_rgb( o_halo_color );
 541                 gamma_correct_rgb( sun_color );
 542
 543
 544                 float *ptr;
 545                 ptr = sun_cl->get( 0 );
 546                 sgCopyVec4( ptr, sun_color );
 547                 ptr = ihalo_cl->get( 0 );
 548                 sgCopyVec4( ptr, i_halo_color );
 549                 ptr = ohalo_cl->get( 0 );
 550                 sgCopyVec4( ptr, o_halo_color );
 551     }
 552
 553     return true;
 554 }
 555
 556
 557 // reposition the sun at the specified right ascension and
 558 // declination, offset by our current position (p) so that it appears
 559 // fixed at a great distance from the viewer.  Also add in an optional
 560 // rotation (i.e. for the current time of day.)
 561 // Then calculate stuff needed for the sun-coloring
 562 bool SGSun::reposition( sgVec3 p, double angle,
 563                         double rightAscension, double declination,
 564                         double sun_dist, double lat, double alt_asl, double sun_angle)
 565 {
 566     // GST - GMT sidereal time
 567     sgMat4 T1, T2, GST, RA, DEC;
 568     sgVec3 axis;
 569     sgVec3 v;
 570
 571     sgMakeTransMat4( T1, p );
 572     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, -1.0 );
 573     sgMakeRotMat4( GST, angle, axis );
 574
 575     // xglRotatef( ((SGD_RADIANS_TO_DEGREES * rightAscension)- 90.0),
 576     //             0.0, 0.0, 1.0);
 577     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, 1.0 );
 578     sgMakeRotMat4( RA, (rightAscension * SGD_RADIANS_TO_DEGREES) - 90.0, axis );
 579
 580     // xglRotatef((SGD_RADIANS_TO_DEGREES * declination), 1.0, 0.0, 0.0);
 581     sgSetVec3( axis, 1.0, 0.0, 0.0 );
 582     sgMakeRotMat4( DEC, declination * SGD_RADIANS_TO_DEGREES, axis );
 583
 584     // xglTranslatef(0,sun_dist);
 585     sgSetVec3( v, 0.0, sun_dist, 0.0 );
 586     sgMakeTransMat4( T2, v );
 587
 588     sgMat4 TRANSFORM;
 589     sgCopyMat4( TRANSFORM, T1 );
 590     sgPreMultMat4( TRANSFORM, GST );
 591     sgPreMultMat4( TRANSFORM, RA );
 592     sgPreMultMat4( TRANSFORM, DEC );
 593     sgPreMultMat4( TRANSFORM, T2 );
 594
 595     sgCoord skypos;
 596     sgSetCoord( &skypos, TRANSFORM );
 597
 598     sun_transform->setTransform( &skypos );
 599
 600     // Suncolor related things:
 601     if ( prev_sun_angle != sun_angle ) {
 602       if ( sun_angle == 0 ) sun_angle = 0.1;
 603          const double r_earth_pole = 6356752.314;
 604          const double r_tropo_pole = 6356752.314 + 8000;
 605          const double epsilon_earth2 = 6.694380066E-3;
 606          const double epsilon_tropo2 = 9.170014946E-3;
 607
 608          double r_tropo = r_tropo_pole / sqrt ( 1 - ( epsilon_tropo2 * pow ( cos( lat ), 2 )));
 609          double r_earth = r_earth_pole / sqrt ( 1 - ( epsilon_earth2 * pow ( cos( lat ), 2 )));
 610
 611          double position_radius = r_earth + alt_asl;
 612
 613          double gamma =  SG_PI - sun_angle;
 614          double sin_beta =  ( position_radius * sin ( gamma )  ) / r_tropo;
 615          double alpha =  SG_PI - gamma - asin( sin_beta );
 616
 617          // OK, now let's calculate the distance the light travels
 618          path_distance = sqrt( pow( position_radius, 2 ) + pow( r_tropo, 2 )
 619                         - ( 2 * position_radius * r_tropo * cos( alpha ) ));
 620
 621          double alt_half = sqrt( pow ( r_tropo, 2 ) + pow( path_distance / 2, 2 ) - r_tropo * path_distance * cos( asin( sin_beta )) ) - r_earth;
 622
 623          if ( alt_half < 0.0 ) alt_half = 0.0;
 624
 625          // Push the data to the property tree, so it can be used in the enviromental code
 626          if ( env_node ){
 627             env_node->setDoubleValue( "atmosphere/altitude-troposphere-top", r_tropo - r_earth );
 628             env_node->setDoubleValue( "atmosphere/altitude-half-to-sun", alt_half );
 629       }
 630     }
 631
 632     return true;
 633 }