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
  83     osg::BlendFunc* blendFunc = new osg::BlendFunc;
  84     blendFunc->setFunction(osg::BlendFunc::SRC_ALPHA,
  85                            osg::BlendFunc::ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
  86     stateSet->setAttributeAndModes(blendFunc);
  87
  88 //     osg::Point* point = new osg::Point;
  89 //     point->setSize(5);
  90 //     stateSet->setAttributeAndModes(point);
  91
  92     stateSet->setMode(GL_FOG, osg::StateAttribute::OFF);
  93     stateSet->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF);
  94     stateSet->setMode(GL_CULL_FACE, osg::StateAttribute::OFF);
  95     stateSet->setMode(GL_DEPTH_TEST, osg::StateAttribute::OFF);
  96     stateSet->setMode(GL_ALPHA_TEST, osg::StateAttribute::OFF);
  97
  98     // Build scenegraph structure
  99
 100     cl = new osg::Vec4Array;
 101     osg::Vec3Array* vl = new osg::Vec3Array;
 102
 103     // Build scenegraph structure
 104     for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 105         // position seeded to arbitrary values
 106         vl->push_back(osg::Vec3(star_dist * cos( star_data[i][0])
 107                                 * cos( star_data[i][1] ),
 108                                 star_dist * sin( star_data[i][0])
 109                                 * cos( star_data[i][1] ),
 110                                 star_dist * sin( star_data[i][1])));
 111
 112         // color (magnitude)
 113         cl->push_back(osg::Vec4(1, 1, 1, 1));
 114     }
 115
 116     osg::Geometry* geometry = new osg::Geometry;
 117     geometry->setUseDisplayList(false);
 118     geometry->setVertexArray(vl);
 119     geometry->setColorArray(cl.get());
 120     geometry->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_PER_VERTEX);
 121     geometry->setNormalBinding(osg::Geometry::BIND_OFF);
 122     geometry->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(GL_POINTS, 0, vl->size()));
 123     geode->addDrawable(geometry);
 124
 125     stars_transform->addChild(geode);
 126
 127     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO, "stars = " << stars_transform.get());
 128
 129     return stars_transform.get();
 130 }
 131
 132
 133 // repaint the sun colors based on current value of sun_angle in
 134 // degrees relative to verticle
 135 // 0 degrees = high noon
 136 // 90 degrees = sun rise/set
 137 // 180 degrees = darkest midnight
 138 bool SGStars::repaint( double sun_angle, int num, const SGVec3d star_data[] ) {
 139     // cout << "repainting stars" << endl;
 140     // double min = 100;
 141     // double max = -100;
 142     double mag, nmag, alpha, factor, cutoff;
 143
 144     int phase;
 145
 146     // determine which star structure to draw
 147     if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 10.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 148         // deep night
 149         factor = 1.0;
 150         cutoff = 4.5;
 151         phase = 0;
 152     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 8.8 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 153         factor = 1.0;
 154         cutoff = 3.8;
 155         phase = 1;
 156     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 7.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 157         factor = 0.95;
 158         cutoff = 3.1;
 159         phase = 2;
 160     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 7.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 161         factor = 0.9;
 162         cutoff = 2.4;
 163         phase = 3;
 164     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 6.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 165         factor = 0.85;
 166         cutoff = 1.8;
 167         phase = 4;
 168     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 6.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 169         factor = 0.8;
 170         cutoff = 1.2;
 171         phase = 5;
 172     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 5.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 173         factor = 0.75;
 174         cutoff = 0.6;
 175         phase = 6;
 176     } else {
 177         // early dusk or late dawn
 178         factor = 0.7;
 179         cutoff = 0.0;
 180         phase = 7;
 181     }
 182
 183     if( phase != old_phase ) {
 184         // cout << "  phase change, repainting stars, num = " << num << endl;
 185         old_phase = phase;
 186         for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 187             // if ( star_data[i][2] < min ) { min = star_data[i][2]; }
 188             // if ( star_data[i][2] > max ) { max = star_data[i][2]; }
 189
 190             // magnitude ranges from -1 (bright) to 4 (dim).  The
 191             // range of star and planet magnitudes can actually go
 192             // outside of this, but for our purpose, if it is brighter
 193             // that -1, we'll color it full white/alpha anyway and 4
 194             // is a convenient cutoff point which keeps the number of
 195             // stars drawn at about 500.
 196
 197             // color (magnitude)
 198             mag = star_data[i][2];
 199             if ( mag < cutoff ) {
 200                 nmag = ( 4.5 - mag ) / 5.5; // translate to 0 ... 1.0 scale
 201                 // alpha = nmag * 0.7 + 0.3; // translate to a 0.3 ... 1.0 scale
 202                 alpha = nmag * 0.85 + 0.15; // translate to a 0.15 ... 1.0 scale
 203                 alpha *= factor;          // dim when the sun is brighter
 204             } else {
 205                 alpha = 0.0;
 206             }
 207
 208             if (alpha > 1.0) { alpha = 1.0; }
 209             if (alpha < 0.0) { alpha = 0.0; }
 210
 211             (*cl)[i] = osg::Vec4(1, 1, 1, alpha);
 212             // cout << "alpha[" << i << "] = " << alpha << endl;
 213         }
 214         cl->dirty();
 215     } else {
 216         // cout << "  no phase change, skipping" << endl;
 217     }
 218
 219     // cout << "min = " << min << " max = " << max << " count = " << num
 220     //      << endl;
 221
 222     return true;
 223 }
 224
 225
 226 // reposition the stars for the specified time (GST rotation),
 227 // offset by our current position (p) so that it appears fixed at a
 228 // great distance from the viewer.
 229 bool
 230 SGStars::reposition( const SGVec3f& p, double angle )
 231 {
 232     osg::Matrix T1, GST;
 233     T1.makeTranslate(p.osg());
 234
 235     GST.makeRotate(angle*SGD_DEGREES_TO_RADIANS, osg::Vec3(0, 0, -1));
 236
 237     stars_transform->setMatrix(GST*T1);
 238
 239     return true;
 240 }