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