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/constants.h>
  30 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  31
  32 #include <stdio.h>
  33 #include STL_IOSTREAM
  34
  35 #include <plib/sg.h>
  36 #include <plib/ssg.h>
  37
  38 #include "stars.hxx"
  39
  40
  41 // Set up star rendering call backs
  42 static int sgStarPreDraw( ssgEntity *e ) {
  43     /* cout << endl << "Star pre draw" << endl << "----------------"
  44        << endl << endl; */
  45
  46     ssgLeaf *f = (ssgLeaf *)e;
  47     if ( f -> hasState () ) f->getState()->apply() ;
  48
  49     glPushAttrib( GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_FOG_BIT | GL_COLOR_BUFFER_BIT );
  50
  51     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  52     glDisable( GL_FOG );
  53     // glBlendFunc ( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA ) ;
  54
  55     return true;
  56 }
  57
  58 static int sgStarPostDraw( ssgEntity *e ) {
  59     /* cout << endl << "Star post draw" << endl << "----------------"
  60        << endl << endl; */
  61
  62     glPopAttrib();
  63
  64     return true;
  65 }
  66
  67
  68 // Constructor
  69 SGStars::SGStars( void ) :
  70 old_phase(-1)
  71 {
  72 }
  73
  74
  75 // Destructor
  76 SGStars::~SGStars( void ) {
  77 }
  78
  79
  80 // initialize the stars object and connect it into our scene graph root
  81 ssgBranch * SGStars::build( int num, sgdVec3 *star_data, double star_dist ) {
  82     sgVec4 color;
  83
  84     if ( star_data == NULL )
  85         SG_LOG( SG_EVENT, SG_WARN, "null star data passed to SGStars::build()");
  86
  87
  88     // set up the orb state
  89     state = new ssgSimpleState();
  90     state->disable( GL_LIGHTING );
  91     state->disable( GL_CULL_FACE );
  92     state->disable( GL_TEXTURE_2D );
  93     state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
  94     state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
  95     state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
  96     state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
  97     state->enable( GL_BLEND );
  98     state->disable( GL_ALPHA_TEST );
  99
 100     vl = new ssgVertexArray( num );
 101     cl = new ssgColourArray( num );
 102     // cl = new ssgColourArray( 1 );
 103     // sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 104     // cl->add( color );
 105
 106     // Build ssg structure
 107     sgVec3 p;
 108     for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 109         // position seeded to arbitrary values
 110         sgSetVec3( p,
 111                    star_dist * cos( star_data[i][0] )
 112                    * cos( star_data[i][1] ),
 113                    star_dist * sin( star_data[i][0] )
 114                    * cos( star_data[i][1] ),
 115                    star_dist * sin( star_data[i][1] )
 116                    );
 117         vl->add( p );
 118
 119         // color (magnitude)
 120         sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 121         cl->add( color );
 122     }
 123
 124     ssgLeaf *stars_obj =
 125         new ssgVtxTable ( GL_POINTS, vl, NULL, NULL, cl );
 126     stars_obj->setState( state );
 127     stars_obj->setCallback( SSG_CALLBACK_PREDRAW, sgStarPreDraw );
 128     stars_obj->setCallback( SSG_CALLBACK_POSTDRAW, sgStarPostDraw );
 129
 130     // build the ssg scene graph sub tree for the sky and connected
 131     // into the provide scene graph branch
 132     stars_transform = new ssgTransform;
 133
 134     stars_transform->addKid( stars_obj );
 135
 136     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO, "stars = " << stars_transform);
 137
 138     return stars_transform;
 139 }
 140
 141
 142 // repaint the sun colors based on current value of sun_angle in
 143 // degrees relative to verticle
 144 // 0 degrees = high noon
 145 // 90 degrees = sun rise/set
 146 // 180 degrees = darkest midnight
 147 bool SGStars::repaint( double sun_angle, int num, sgdVec3 *star_data ) {
 148     // cout << "repainting stars" << endl;
 149     // double min = 100;
 150     // double max = -100;
 151     double mag, nmag, alpha, factor, cutoff;
 152     float *color;
 153
 154     int phase;
 155
 156     // determine which star structure to draw
 157     if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 10.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 158         // deep night
 159         factor = 1.0;
 160         cutoff = 4.5;
 161         phase = 0;
 162     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 8.8 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 163         factor = 1.0;
 164         cutoff = 3.8;
 165         phase = 1;
 166     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 7.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 167         factor = 0.95;
 168         cutoff = 3.1;
 169         phase = 2;
 170     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 7.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 171         factor = 0.9;
 172         cutoff = 2.4;
 173         phase = 3;
 174     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 6.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 175         factor = 0.85;
 176         cutoff = 1.8;
 177         phase = 4;
 178     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 6.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 179         factor = 0.8;
 180         cutoff = 1.2;
 181         phase = 5;
 182     } else if ( sun_angle > (SGD_PI_2 + 5.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 183         factor = 0.75;
 184         cutoff = 0.6;
 185         phase = 6;
 186     } else {
 187         // early dusk or late dawn
 188         factor = 0.7;
 189         cutoff = 0.0;
 190         phase = 7;
 191     }
 192
 193     if( phase != old_phase ) {
 194         // cout << "  phase change, repainting stars, num = " << num << endl;
 195         old_phase = phase;
 196         for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 197             // if ( star_data[i][2] < min ) { min = star_data[i][2]; }
 198             // if ( star_data[i][2] > max ) { max = star_data[i][2]; }
 199
 200             // magnitude ranges from -1 (bright) to 4 (dim).  The
 201             // range of star and planet magnitudes can actually go
 202             // outside of this, but for our purpose, if it is brighter
 203             // that -1, we'll color it full white/alpha anyway and 4
 204             // is a convenient cutoff point which keeps the number of
 205             // stars drawn at about 500.
 206
 207             // color (magnitude)
 208             mag = star_data[i][2];
 209             if ( mag < cutoff ) {
 210                 nmag = ( 4.5 - mag ) / 5.5; // translate to 0 ... 1.0 scale
 211                 // alpha = nmag * 0.7 + 0.3; // translate to a 0.3 ... 1.0 scale
 212                 alpha = nmag * 0.85 + 0.15; // translate to a 0.15 ... 1.0 scale
 213                 alpha *= factor;          // dim when the sun is brighter
 214             } else {
 215                 alpha = 0.0;
 216             }
 217
 218             if (alpha > 1.0) { alpha = 1.0; }
 219             if (alpha < 0.0) { alpha = 0.0; }
 220
 221             color = cl->get( i );
 222             sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, alpha );
 223             // cout << "alpha[" << i << "] = " << alpha << endl;
 224         }
 225     } else {
 226         // cout << "  no phase change, skipping" << endl;
 227     }
 228
 229     // cout << "min = " << min << " max = " << max << " count = " << num
 230     //      << endl;
 231
 232     return true;
 233 }
 234
 235
 236 // reposition the stars for the specified time (GST rotation),
 237 // offset by our current position (p) so that it appears fixed at a
 238 // great distance from the viewer.
 239 bool SGStars::reposition( sgVec3 p, double angle )
 240 {
 241     sgMat4 T1, GST;
 242     sgVec3 axis;
 243
 244     sgMakeTransMat4( T1, p );
 245
 246     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, -1.0 );
 247     sgMakeRotMat4( GST, angle, axis );
 248
 249     sgMat4 TRANSFORM;
 250     sgCopyMat4( TRANSFORM, T1 );
 251     sgPreMultMat4( TRANSFORM, GST );
 252
 253     sgCoord skypos;
 254     sgSetCoord( &skypos, TRANSFORM );
 255
 256     stars_transform->setTransform( &skypos );
 257
 258     return true;
 259 }