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 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 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  27 #  include <simgear_config.h>
  28 #endif
  29
  30 #include <simgear/compiler.h>
  31 #include <simgear/constants.h>
  32 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  33
  34 #include <stdio.h>
  35 #include STL_IOSTREAM
  36
  37 #include <osg/AlphaFunc>
  38 #include <osg/BlendFunc>
  39 #include <osg/Geode>
  40 #include <osg/Geometry>
  41 #include <osg/Image>
  42 #include <osg/Material>
  43 #include <osg/Point>
  44 #include <osg/ShadeModel>
  45
  46 #include "stars.hxx"
  47
  48 // Constructor
  49 SGStars::SGStars( void ) :
  50 old_phase(-1)
  51 {
  52 }
  53
  54
  55 // Destructor
  56 SGStars::~SGStars( void ) {
  57 }
  58
  59
  60 // initialize the stars object and connect it into our scene graph root
  61 osg::Node*
  62 SGStars::build( int num, const SGVec3d star_data[], double star_dist ) {
  63     // build the ssg scene graph sub tree for the sky and connected
  64     // into the provide scene graph branch
  65     stars_transform = new osg::MatrixTransform;
  66
  67     osg::Geode* geode = new osg::Geode;
  68     osg::StateSet* stateSet = geode->getOrCreateStateSet();
  69     stateSet->setRenderBinDetails(-9, "RenderBin");
  70
  71     // set up the star state
  72
  73     // Ok, the old implementation did have a color material set.
  74     // But with lighting off, I don't see how this should change the result
  75     osg::Material* material = new osg::Material;
  76 //     material->setColorMode(osg::Material::AMBIENT_AND_DIFFUSE);
  77 //     material->setEmission(osg::Material::FRONT_AND_BACK,
  78 //                           osg::Vec4(0, 0, 0, 1));
  79 //     material->setSpecular(osg::Material::FRONT_AND_BACK,
  80 //                               osg::Vec4(0, 0, 0, 1));
  81     stateSet->setAttribute(material);
  82 //     stateSet->setMode(GL_COLOR_MATERIAL, osg::StateAttribute::OFF);
  83
  84     osg::BlendFunc* blendFunc = new osg::BlendFunc;
  85     blendFunc->setFunction(osg::BlendFunc::SRC_ALPHA,
  86                            osg::BlendFunc::ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
  87     stateSet->setAttributeAndModes(blendFunc);
  88
  89 //     osg::Point* point = new osg::Point;
  90 //     point->setSize(5);
  91 //     stateSet->setAttributeAndModes(point);
  92
  93     stateSet->setMode(GL_FOG, osg::StateAttribute::OFF);
  94     stateSet->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF);
  95     stateSet->setMode(GL_CULL_FACE, osg::StateAttribute::OFF);
  96     stateSet->setMode(GL_DEPTH_TEST, osg::StateAttribute::OFF);
  97     stateSet->setMode(GL_ALPHA_TEST, osg::StateAttribute::OFF);
  98
  99     // Build scenegraph structure
 100
 101     cl = new osg::Vec4Array;
 102     osg::Vec3Array* vl = new osg::Vec3Array;
 103
 104     // Build scenegraph structure
 105     for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 106         // position seeded to arbitrary values
 107         vl->push_back(osg::Vec3(star_dist * cos( star_data[i][0])
 108                                 * cos( star_data[i][1] ),
 109                                 star_dist * sin( star_data[i][0])
 110                                 * cos( star_data[i][1] ),
 111                                 star_dist * sin( star_data[i][1])));
 112
 113         // color (magnitude)
 114         cl->push_back(osg::Vec4(1, 1, 1, 1));
 115     }
 116
 117     osg::Geometry* geometry = new osg::Geometry;
 118     geometry->setUseDisplayList(false);
 119     geometry->setVertexArray(vl);
 120     geometry->setColorArray(cl.get());
 121     geometry->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_PER_VERTEX);
 122     geometry->setNormalBinding(osg::Geometry::BIND_OFF);
 123     geometry->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(GL_POINTS, 0, vl->size()));
 124     geode->addDrawable(geometry);
 125
 126     stars_transform->addChild(geode);
 127
 128     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO, "stars = " << stars_transform.get());
 129
 130     return stars_transform.get();
 131 }
 132
 133
 134 // repaint the sun colors based on current value of sun_angle in
 135 // degrees relative to verticle
 136 // 0 degrees = high noon
 137 // 90 degrees = sun rise/set
 138 // 180 degrees = darkest midnight
 139 bool SGStars::repaint( double sun_angle, int num, const SGVec3d star_data[] ) {
 140     // cout << "repainting stars" << endl;
 141     // double min = 100;
 142     // double max = -100;
 143     double mag, nmag, alpha, factor, cutoff;
 144
 145     int phase;
 146
 147     // determine which star structure to draw
 148     if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 10.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 149         // deep night
 150         factor = 1.0;
 151         cutoff = 4.5;
 152         phase = 0;
 153     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 8.8 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 154         factor = 1.0;
 155         cutoff = 3.8;
 156         phase = 1;
 157     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 7.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 158         factor = 0.95;
 159         cutoff = 3.1;
 160         phase = 2;
 161     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 7.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 162         factor = 0.9;
 163         cutoff = 2.4;
 164         phase = 3;
 165     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 6.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 166         factor = 0.85;
 167         cutoff = 1.8;
 168         phase = 4;
 169     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 6.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 170         factor = 0.8;
 171         cutoff = 1.2;
 172         phase = 5;
 173     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 5.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 174         factor = 0.75;
 175         cutoff = 0.6;
 176         phase = 6;
 177     } else {
 178         // early dusk or late dawn
 179         factor = 0.7;
 180         cutoff = 0.0;
 181         phase = 7;
 182     }
 183
 184     if( phase != old_phase ) {
 185         // cout << "  phase change, repainting stars, num = " << num << endl;
 186         old_phase = phase;
 187         for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 188             // if ( star_data[i][2] < min ) { min = star_data[i][2]; }
 189             // if ( star_data[i][2] > max ) { max = star_data[i][2]; }
 190
 191             // magnitude ranges from -1 (bright) to 4 (dim).  The
 192             // range of star and planet magnitudes can actually go
 193             // outside of this, but for our purpose, if it is brighter
 194             // that -1, we'll color it full white/alpha anyway and 4
 195             // is a convenient cutoff point which keeps the number of
 196             // stars drawn at about 500.
 197
 198             // color (magnitude)
 199             mag = star_data[i][2];
 200             if ( mag < cutoff ) {
 201                 nmag = ( 4.5 - mag ) / 5.5; // translate to 0 ... 1.0 scale
 202                 // alpha = nmag * 0.7 + 0.3; // translate to a 0.3 ... 1.0 scale
 203                 alpha = nmag * 0.85 + 0.15; // translate to a 0.15 ... 1.0 scale
 204                 alpha *= factor;          // dim when the sun is brighter
 205             } else {
 206                 alpha = 0.0;
 207             }
 208
 209             if (alpha > 1.0) { alpha = 1.0; }
 210             if (alpha < 0.0) { alpha = 0.0; }
 211
 212             (*cl)[i] = osg::Vec4(1, 1, 1, alpha);
 213             // cout << "alpha[" << i << "] = " << alpha << endl;
 214         }
 215         cl->dirty();
 216     } else {
 217         // cout << "  no phase change, skipping" << endl;
 218     }
 219
 220     // cout << "min = " << min << " max = " << max << " count = " << num
 221     //      << endl;
 222
 223     return true;
 224 }
 225
 226
 227 // reposition the stars for the specified time (GST rotation),
 228 // offset by our current position (p) so that it appears fixed at a
 229 // great distance from the viewer.
 230 bool
 231 SGStars::reposition( const SGVec3f& p, double angle )
 232 {
 233     osg::Matrix T1, GST;
 234     T1.makeTranslate(p.osg());
 235
 236     GST.makeRotate(angle*SGD_DEGREES_TO_RADIANS, osg::Vec3(0, 0, -1));
 237
 238     stars_transform->setMatrix(GST*T1);
 239
 240     return true;
 241 }