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 #ifdef __CYGWIN__
  31 #include <ieeefp.h>
  32 #endif
  33
  34 #include <simgear/compiler.h>
  35 #include <simgear/constants.h>
  36 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  37
  38 #include <stdio.h>
  39 #include STL_IOSTREAM
  40
  41 #include <osg/AlphaFunc>
  42 #include <osg/BlendFunc>
  43 #include <osg/Geode>
  44 #include <osg/Geometry>
  45 #include <osg/Image>
  46 #include <osg/Material>
  47 #include <osg/Point>
  48 #include <osg/ShadeModel>
  49
  50 #include "stars.hxx"
  51
  52 // Constructor
  53 SGStars::SGStars( void ) :
  54 old_phase(-1)
  55 {
  56 }
  57
  58
  59 // Destructor
  60 SGStars::~SGStars( void ) {
  61 }
  62
  63
  64 // initialize the stars object and connect it into our scene graph root
  65 osg::Node*
  66 SGStars::build( int num, const SGVec3d star_data[], double star_dist ) {
  67     // build the ssg scene graph sub tree for the sky and connected
  68     // into the provide scene graph branch
  69     stars_transform = new osg::MatrixTransform;
  70
  71     osg::Geode* geode = new osg::Geode;
  72     osg::StateSet* stateSet = geode->getOrCreateStateSet();
  73     stateSet->setRenderBinDetails(-9, "RenderBin");
  74
  75     // set up the star state
  76
  77     // Ok, the old implementation did have a color material set.
  78     // But with lighting off, I don't see how this should change the result
  79     osg::Material* material = new osg::Material;
  80 //     material->setColorMode(osg::Material::AMBIENT_AND_DIFFUSE);
  81 //     material->setEmission(osg::Material::FRONT_AND_BACK,
  82 //                           osg::Vec4(0, 0, 0, 1));
  83 //     material->setSpecular(osg::Material::FRONT_AND_BACK,
  84 //                               osg::Vec4(0, 0, 0, 1));
  85     stateSet->setAttribute(material);
  86
  87     osg::BlendFunc* blendFunc = new osg::BlendFunc;
  88     blendFunc->setFunction(osg::BlendFunc::SRC_ALPHA,
  89                            osg::BlendFunc::ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
  90     stateSet->setAttributeAndModes(blendFunc);
  91
  92 //     osg::Point* point = new osg::Point;
  93 //     point->setSize(5);
  94 //     stateSet->setAttributeAndModes(point);
  95
  96     stateSet->setMode(GL_FOG, osg::StateAttribute::OFF);
  97     stateSet->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF);
  98     stateSet->setMode(GL_CULL_FACE, osg::StateAttribute::OFF);
  99     stateSet->setMode(GL_DEPTH_TEST, osg::StateAttribute::OFF);
 100     stateSet->setMode(GL_ALPHA_TEST, osg::StateAttribute::OFF);
 101
 102     // Build scenegraph structure
 103
 104     cl = new osg::Vec4Array;
 105     osg::Vec3Array* vl = new osg::Vec3Array;
 106
 107     // Build scenegraph structure
 108     for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 109         // position seeded to arbitrary values
 110         vl->push_back(osg::Vec3(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         // color (magnitude)
 117         cl->push_back(osg::Vec4(1, 1, 1, 1));
 118     }
 119
 120     osg::Geometry* geometry = new osg::Geometry;
 121     geometry->setUseDisplayList(false);
 122     geometry->setVertexArray(vl);
 123     geometry->setColorArray(cl.get());
 124     geometry->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_PER_VERTEX);
 125     geometry->setNormalBinding(osg::Geometry::BIND_OFF);
 126     geometry->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(GL_POINTS, 0, vl->size()));
 127     geode->addDrawable(geometry);
 128
 129     stars_transform->addChild(geode);
 130
 131     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO, "stars = " << stars_transform.get());
 132
 133     return stars_transform.get();
 134 }
 135
 136
 137 // repaint the sun colors based on current value of sun_angle in
 138 // degrees relative to verticle
 139 // 0 degrees = high noon
 140 // 90 degrees = sun rise/set
 141 // 180 degrees = darkest midnight
 142 bool SGStars::repaint( double sun_angle, int num, const SGVec3d star_data[] ) {
 143     // cout << "repainting stars" << endl;
 144     // double min = 100;
 145     // double max = -100;
 146     double mag, nmag, alpha, factor, cutoff;
 147
 148     int phase;
 149
 150     // determine which star structure to draw
 151     if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 10.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 152         // deep night
 153         factor = 1.0;
 154         cutoff = 4.5;
 155         phase = 0;
 156     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 8.8 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 157         factor = 1.0;
 158         cutoff = 3.8;
 159         phase = 1;
 160     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 7.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 161         factor = 0.95;
 162         cutoff = 3.1;
 163         phase = 2;
 164     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 7.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 165         factor = 0.9;
 166         cutoff = 2.4;
 167         phase = 3;
 168     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 6.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 169         factor = 0.85;
 170         cutoff = 1.8;
 171         phase = 4;
 172     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 6.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 173         factor = 0.8;
 174         cutoff = 1.2;
 175         phase = 5;
 176     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 5.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 177         factor = 0.75;
 178         cutoff = 0.6;
 179         phase = 6;
 180     } else {
 181         // early dusk or late dawn
 182         factor = 0.7;
 183         cutoff = 0.0;
 184         phase = 7;
 185     }
 186
 187     if( phase != old_phase ) {
 188         // cout << "  phase change, repainting stars, num = " << num << endl;
 189         old_phase = phase;
 190         for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 191             // if ( star_data[i][2] < min ) { min = star_data[i][2]; }
 192             // if ( star_data[i][2] > max ) { max = star_data[i][2]; }
 193
 194             // magnitude ranges from -1 (bright) to 4 (dim).  The
 195             // range of star and planet magnitudes can actually go
 196             // outside of this, but for our purpose, if it is brighter
 197             // that -1, we'll color it full white/alpha anyway and 4
 198             // is a convenient cutoff point which keeps the number of
 199             // stars drawn at about 500.
 200
 201             // color (magnitude)
 202             mag = star_data[i][2];
 203             if ( mag < cutoff ) {
 204                 nmag = ( 4.5 - mag ) / 5.5; // translate to 0 ... 1.0 scale
 205                 // alpha = nmag * 0.7 + 0.3; // translate to a 0.3 ... 1.0 scale
 206                 alpha = nmag * 0.85 + 0.15; // translate to a 0.15 ... 1.0 scale
 207                 alpha *= factor;          // dim when the sun is brighter
 208             } else {
 209                 alpha = 0.0;
 210             }
 211
 212             if (alpha > 1.0) { alpha = 1.0; }
 213             if (alpha < 0.0) { alpha = 0.0; }
 214
 215             (*cl)[i] = osg::Vec4(1, 1, 1, alpha);
 216             // cout << "alpha[" << i << "] = " << alpha << endl;
 217         }
 218         cl->dirty();
 219     } else {
 220         // cout << "  no phase change, skipping" << endl;
 221     }
 222
 223     // cout << "min = " << min << " max = " << max << " count = " << num
 224     //      << endl;
 225
 226     return true;
 227 }
 228
 229
 230 // reposition the stars for the specified time (GST rotation),
 231 // offset by our current position (p) so that it appears fixed at a
 232 // great distance from the viewer.
 233 bool
 234 SGStars::reposition( const SGVec3f& p, double angle )
 235 {
 236     osg::Matrix T1, GST;
 237     T1.makeTranslate(p.osg());
 238
 239     GST.makeRotate(angle*SGD_DEGREES_TO_RADIANS, osg::Vec3(0, 0, -1));
 240
 241     stars_transform->setMatrix(GST*T1);
 242
 243     return true;
 244 }