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