simgear/scene/sky/stars.cxx

   1 // stars.cxx -- model the stars
   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 #include <simgear/compiler.h>
  29 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  30
  31 #include <stdio.h>
  32 #include STL_IOSTREAM
  33
  34 #include <plib/sg.h>
  35 #include <plib/ssg.h>
  36
  37 #include "stars.hxx"
  38
  39
  40 // Set up star rendering call backs
  41 static int sgStarPreDraw( ssgEntity *e ) {
  42     /* cout << endl << "Star pre draw" << endl << "----------------"
  43        << endl << endl; */
  44
  45     ssgLeaf *f = (ssgLeaf *)e;
  46     if ( f -> hasState () ) f->getState()->apply() ;
  47
  48     glPushAttrib( GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_FOG_BIT );
  49
  50     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  51     glDisable( GL_FOG );
  52     // glBlendFunc ( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA ) ;
  53
  54     return true;
  55 }
  56
  57 static int sgStarPostDraw( ssgEntity *e ) {
  58     /* cout << endl << "Star post draw" << endl << "----------------"
  59        << endl << endl; */
  60
  61     glPopAttrib();
  62
  63     // glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  64     // glEnable( GL_FOG );
  65
  66     return true;
  67 }
  68
  69
  70 // Constructor
  71 SGStars::SGStars( void ) :
  72 old_phase(-1)
  73 {
  74 }
  75
  76
  77 // Destructor
  78 SGStars::~SGStars( void ) {
  79 }
  80
  81
  82 // initialize the stars object and connect it into our scene graph root
  83 ssgBranch * SGStars::build( int num, sgdVec3 *star_data, double star_dist ) {
  84     sgVec4 color;
  85
  86     if ( star_data == NULL )
  87         SG_LOG( SG_EVENT, SG_WARN, "null star data passed to SGStars::build()");
  88
  89
  90     // set up the orb state
  91     state = new ssgSimpleState();
  92     state->disable( GL_LIGHTING );
  93     state->disable( GL_CULL_FACE );
  94     state->disable( GL_TEXTURE_2D );
  95     state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
  96     state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
  97     state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
  98     state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
  99     state->enable( GL_BLEND );
 100     state->disable( GL_ALPHA_TEST );
 101
 102     vl = new ssgVertexArray( num );
 103     cl = new ssgColourArray( num );
 104     // cl = new ssgColourArray( 1 );
 105     // sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 106     // cl->add( color );
 107
 108     // Build ssg structure
 109     sgVec3 p;
 110     for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 111         // position seeded to arbitrary values
 112         sgSetVec3( p,
 113                    star_dist * cos( star_data[i][0] )
 114                    * cos( star_data[i][1] ),
 115                    star_dist * sin( star_data[i][0] )
 116                    * cos( star_data[i][1] ),
 117                    star_dist * sin( star_data[i][1] )
 118                    );
 119         vl->add( p );
 120
 121         // color (magnitude)
 122         sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 123         cl->add( color );
 124     }
 125
 126     ssgLeaf *stars_obj =
 127         new ssgVtxTable ( GL_POINTS, vl, NULL, NULL, cl );
 128     stars_obj->setState( state );
 129     stars_obj->setCallback( SSG_CALLBACK_PREDRAW, sgStarPreDraw );
 130     stars_obj->setCallback( SSG_CALLBACK_POSTDRAW, sgStarPostDraw );
 131
 132     // build the ssg scene graph sub tree for the sky and connected
 133     // into the provide scene graph branch
 134     stars_transform = new ssgTransform;
 135
 136     stars_transform->addKid( stars_obj );
 137
 138     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO, "stars = " << stars_transform);
 139
 140     return stars_transform;
 141 }
 142
 143
 144 // repaint the sun colors based on current value of sun_angle in
 145 // degrees relative to verticle
 146 // 0 degrees = high noon
 147 // 90 degrees = sun rise/set
 148 // 180 degrees = darkest midnight
 149 bool SGStars::repaint( double sun_angle, int num, sgdVec3 *star_data ) {
 150     // cout << "repainting stars" << endl;
 151     // double min = 100;
 152     // double max = -100;
 153     double mag, nmag, alpha, factor, cutoff;
 154     float *color;
 155
 156     int phase;
 157
 158     // determine which star structure to draw
 159     if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 10.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 160         // deep night
 161         factor = 1.0;
 162         cutoff = 4.5;
 163         phase = 0;
 164     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 8.8 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 165         factor = 1.0;
 166         cutoff = 3.8;
 167         phase = 1;
 168     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 7.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 169         factor = 0.95;
 170         cutoff = 3.1;
 171         phase = 2;
 172     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 7.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 173         factor = 0.9;
 174         cutoff = 2.4;
 175         phase = 3;
 176     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 6.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 177         factor = 0.85;
 178         cutoff = 1.8;
 179         phase = 4;
 180     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 6.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 181         factor = 0.8;
 182         cutoff = 1.2;
 183         phase = 5;
 184     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 5.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 185         factor = 0.75;
 186         cutoff = 0.6;
 187         phase = 6;
 188     } else {
 189         // early dusk or late dawn
 190         factor = 0.7;
 191         cutoff = 0.0;
 192         phase = 7;
 193     }
 194
 195     if( phase != old_phase ) {
 196         // cout << "  phase change, repainting stars, num = " << num << endl;
 197         old_phase = phase;
 198         for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 199             // if ( star_data[i][2] < min ) { min = star_data[i][2]; }
 200             // if ( star_data[i][2] > max ) { max = star_data[i][2]; }
 201
 202             // magnitude ranges from -1 (bright) to 4 (dim).  The
 203             // range of star and planet magnitudes can actually go
 204             // outside of this, but for our purpose, if it is brighter
 205             // that -1, we'll color it full white/alpha anyway and 4
 206             // is a convenient cutoff point which keeps the number of
 207             // stars drawn at about 500.
 208
 209             // color (magnitude)
 210             mag = star_data[i][2];
 211             if ( mag < cutoff ) {
 212                 nmag = ( 4.5 - mag ) / 5.5; // translate to 0 ... 1.0 scale
 213                 // alpha = nmag * 0.7 + 0.3; // translate to a 0.3 ... 1.0 scale
 214                 alpha = nmag * 0.85 + 0.15; // translate to a 0.15 ... 1.0 scale
 215                 alpha *= factor;          // dim when the sun is brighter
 216             } else {
 217                 alpha = 0.0;
 218             }
 219
 220             if (alpha > 1.0) { alpha = 1.0; }
 221             if (alpha < 0.0) { alpha = 0.0; }
 222
 223             color = cl->get( i );
 224             sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, alpha );
 225             // cout << "alpha[" << i << "] = " << alpha << endl;
 226         }
 227     } else {
 228         // cout << "  no phase change, skipping" << endl;
 229     }
 230
 231     // cout << "min = " << min << " max = " << max << " count = " << num
 232     //      << endl;
 233
 234     return true;
 235 }
 236
 237
 238 // reposition the stars for the specified time (GST rotation),
 239 // offset by our current position (p) so that it appears fixed at a
 240 // great distance from the viewer.
 241 bool SGStars::reposition( sgVec3 p, double angle )
 242 {
 243     sgMat4 T1, GST;
 244     sgVec3 axis;
 245
 246     sgMakeTransMat4( T1, p );
 247
 248     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, -1.0 );
 249     sgMakeRotMat4( GST, angle, axis );
 250
 251     sgMat4 TRANSFORM;
 252     sgCopyMat4( TRANSFORM, T1 );
 253     sgPreMultMat4( TRANSFORM, GST );
 254
 255     sgCoord skypos;
 256     sgSetCoord( &skypos, TRANSFORM );
 257
 258     stars_transform->setTransform( &skypos );
 259
 260     return true;
 261 }