simgear/sky/cloud.cxx

   1 // cloud.cxx -- model a single cloud layer
   2 //
   3 // Written by Curtis Olson, started June 2000.
   4 //
   5 // Copyright (C) 2000  Curtis L. Olson  - curt@flightgear.org
   6 //
   7 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
   8 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
   9 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  10 // General Public License for more details.
  11 //
  12 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  13 // along with this program; if not, write to the Free Software
  14 // Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  15 //
  16 // $Id$
  17
  18
  19 #include <simgear/compiler.h>
  20
  21 #include <stdio.h>
  22 #include STL_IOSTREAM
  23
  24 #include <plib/sg.h>
  25 #include <plib/ssg.h>
  26
  27 #include <simgear/math/point3d.hxx>
  28 #include <simgear/math/polar3d.hxx>
  29 #include <simgear/math/sg_random.h>
  30 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  31 #include <simgear/misc/sg_path.hxx>
  32
  33 #include "cloud.hxx"
  34
  35 ssgSimpleState *
  36 SGCloudLayer::layer_states[SGCloudLayer::SG_MAX_CLOUD_TYPES];
  37
  38
  39 // Constructor
  40 SGCloudLayer::SGCloudLayer( const string &tex_path )
  41   : layer_root(new ssgRoot),
  42     layer_transform(new ssgTransform),
  43     layer(0),
  44     texture_path(tex_path),
  45     layer_asl(0),
  46     layer_thickness(0),
  47     layer_transition(0),
  48     layer_type(SG_CLOUD_CLEAR)
  49 {
  50     layer_root->addKid(layer_transform);
  51     rebuild();
  52 }
  53
  54 // Destructor
  55 SGCloudLayer::~SGCloudLayer()
  56 {
  57     delete layer_root;          // deletes layer_transform and layer as well
  58 }
  59
  60 float
  61 SGCloudLayer::getSpan_m () const
  62 {
  63     return layer_span;
  64 }
  65
  66 void
  67 SGCloudLayer::setSpan_m (float span_m)
  68 {
  69     if (span_m != layer_span) {
  70         layer_span = span_m;
  71         rebuild();
  72     }
  73 }
  74
  75 float
  76 SGCloudLayer::getElevation_m () const
  77 {
  78     return layer_asl;
  79 }
  80
  81 void
  82 SGCloudLayer::setElevation_m (float elevation_m)
  83 {
  84     layer_asl = elevation_m;
  85 }
  86
  87 float
  88 SGCloudLayer::getThickness_m () const
  89 {
  90     return layer_thickness;
  91 }
  92
  93 void
  94 SGCloudLayer::setThickness_m (float thickness_m)
  95 {
  96     layer_thickness = thickness_m;
  97 }
  98
  99 float
 100 SGCloudLayer::getTransition_m () const
 101 {
 102     return layer_transition;
 103 }
 104
 105 void
 106 SGCloudLayer::setTransition_m (float transition_m)
 107 {
 108     layer_transition = transition_m;
 109 }
 110
 111 SGCloudLayer::Type
 112 SGCloudLayer::getType () const
 113 {
 114     return layer_type;
 115 }
 116
 117 void
 118 SGCloudLayer::setType (Type type)
 119 {
 120     if (type != layer_type) {
 121         layer_type = type;
 122         rebuild();
 123     }
 124 }
 125
 126
 127 // build the cloud object
 128 void
 129 SGCloudLayer::rebuild()
 130 {
 131                                 // Initialize states and sizes if necessary.
 132     if (layer_states[0] == 0) {
 133       SGPath cloud_path;
 134
 135       cloud_path.set(texture_path.str());
 136       cloud_path.append("overcast.rgb");
 137       layer_states[SG_CLOUD_OVERCAST] = SGCloudMakeState(cloud_path.str());
 138
 139       cloud_path.set(texture_path.str());
 140       cloud_path.append("mostlycloudy.rgba");
 141       layer_states[SG_CLOUD_MOSTLY_CLOUDY] =
 142         SGCloudMakeState(cloud_path.str());
 143
 144       cloud_path.set(texture_path.str());
 145       cloud_path.append("mostlysunny.rgba");
 146       layer_states[SG_CLOUD_MOSTLY_SUNNY] = SGCloudMakeState(cloud_path.str());
 147
 148       cloud_path.set(texture_path.str());
 149       cloud_path.append("cirrus.rgba");
 150       layer_states[SG_CLOUD_CIRRUS] = SGCloudMakeState(cloud_path.str());
 151
 152       layer_states[SG_CLOUD_CLEAR] = 0;
 153     }
 154
 155     scale = 4000.0;
 156
 157     last_lon = last_lat = -999.0f;
 158
 159     cl = new ssgColourArray( 4 );
 160     vl = new ssgVertexArray( 4 );
 161     tl = new ssgTexCoordArray( 4 );
 162
 163     // build the cloud layer
 164     sgVec4 color;
 165     sgVec3 vertex;
 166     sgVec2 tc;
 167     sgSetVec4( color, 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f );
 168
 169     sgSetVec3( vertex, -layer_span, -layer_span, 0.0f );
 170     sgVec2 base;
 171     sgSetVec2( base, sg_random(), sg_random() );
 172     sgSetVec2( tc, base[0], base[1] );
 173     cl->add( color );
 174     vl->add( vertex );
 175     tl->add( tc );
 176
 177     sgSetVec3( vertex, layer_span, -layer_span, 0.0f );
 178     sgSetVec2( tc, base[0] + layer_span / scale, base[1] );
 179     cl->add( color );
 180     vl->add( vertex );
 181     tl->add( tc );
 182
 183     sgSetVec3( vertex, -layer_span, layer_span, 0.0f );
 184     sgSetVec2( tc, base[0], base[1] + layer_span / scale );
 185     cl->add( color );
 186     vl->add( vertex );
 187     tl->add( tc );
 188
 189     sgSetVec3( vertex, layer_span, layer_span, 0.0f );
 190     sgSetVec2( tc, base[0] + layer_span / scale, base[1] + layer_span / scale );
 191     cl->add( color );
 192     vl->add( vertex );
 193     tl->add( tc );
 194
 195     if (layer != 0)
 196       layer_transform->removeKid(layer); // automatic delete
 197     layer = new ssgVtxTable ( GL_TRIANGLE_STRIP, vl, NULL, tl, cl );
 198     if (layer_states[layer_type] != 0)
 199       layer->setState( layer_states[layer_type] );
 200
 201     // force a repaint of the moon colors with arbitrary defaults
 202     repaint( color );
 203
 204     // moon_transform->addKid( halo );
 205     layer_transform->addKid( layer );
 206 }
 207
 208
 209 // repaint the cloud layer colors
 210 bool SGCloudLayer::repaint( sgVec3 fog_color ) {
 211     float *color;
 212
 213     for ( int i = 0; i < 4; ++i ) {
 214         color = cl->get( i );
 215         sgCopyVec4( color, fog_color );
 216     }
 217
 218     return true;
 219 }
 220
 221
 222 // reposition the cloud layer at the specified origin and orientation
 223 // lon specifies a rotation about the Z axis
 224 // lat specifies a rotation about the new Y axis
 225 // spin specifies a rotation about the new Z axis (and orients the
 226 // sunrise/set effects
 227 bool SGCloudLayer::reposition( sgVec3 p, sgVec3 up, double lon, double lat,
 228                                double alt )
 229 {
 230     sgMat4 T1, LON, LAT;
 231     sgVec3 axis;
 232
 233     // combine p and asl (meters) to get translation offset
 234     sgVec3 asl_offset;
 235     sgCopyVec3( asl_offset, up );
 236     sgNormalizeVec3( asl_offset );
 237     if ( alt <= layer_asl ) {
 238         sgScaleVec3( asl_offset, layer_asl );
 239     } else {
 240         sgScaleVec3( asl_offset, layer_asl + layer_thickness );
 241     }
 242     // cout << "asl_offset = " << asl_offset[0] << "," << asl_offset[1]
 243     //      << "," << asl_offset[2] << endl;
 244     sgAddVec3( asl_offset, p );
 245     // cout << "  asl_offset = " << asl_offset[0] << "," << asl_offset[1]
 246     //      << "," << asl_offset[2] << endl;
 247
 248     // Translate to zero elevation
 249     // Point3D zero_elev = current_view.get_cur_zero_elev();
 250     // xglTranslatef( zero_elev.x(), zero_elev.y(), zero_elev.z() );
 251     sgMakeTransMat4( T1, asl_offset );
 252
 253     // printf("  Translated to %.2f %.2f %.2f\n",
 254     //        zero_elev.x, zero_elev.y, zero_elev.z );
 255
 256     // Rotate to proper orientation
 257     // printf("  lon = %.2f  lat = %.2f\n",
 258     //        lon * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 259     //        lat * SGD_RADIANS_TO_DEGREES);
 260     // xglRotatef( lon * SGD_RADIANS_TO_DEGREES, 0.0, 0.0, 1.0 );
 261     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, 1.0 );
 262     sgMakeRotMat4( LON, lon * SGD_RADIANS_TO_DEGREES, axis );
 263
 264     // xglRotatef( 90.0 - f->get_Latitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 265     //             0.0, 1.0, 0.0 );
 266     sgSetVec3( axis, 0.0, 1.0, 0.0 );
 267     sgMakeRotMat4( LAT, 90.0 - lat * SGD_RADIANS_TO_DEGREES, axis );
 268
 269     sgMat4 TRANSFORM;
 270
 271     sgCopyMat4( TRANSFORM, T1 );
 272     sgPreMultMat4( TRANSFORM, LON );
 273     sgPreMultMat4( TRANSFORM, LAT );
 274
 275     sgCoord layerpos;
 276     sgSetCoord( &layerpos, TRANSFORM );
 277
 278     layer_transform->setTransform( &layerpos );
 279
 280     // now calculate update texture coordinates
 281     if ( last_lon < -900 ) {
 282         last_lon = lon;
 283         last_lat = lat;
 284     }
 285
 286     if ( lon != last_lon || lat != last_lat ) {
 287         Point3D start( last_lon, last_lat, 0.0 );
 288         Point3D dest( lon, lat, 0.0 );
 289         double course, dist;
 290         calc_gc_course_dist( dest, start, &course, &dist );
 291         // cout << "course = " << course << ", dist = " << dist << endl;
 292
 293         double xoff = cos( course ) * dist / (2 * scale);
 294         double yoff = sin( course ) * dist / (2 * scale);
 295
 296         // cout << "xoff = " << xoff << ", yoff = " << yoff << endl;
 297
 298         float *base, *tc;
 299         base = tl->get( 0 );
 300
 301         base[0] += xoff;
 302
 303         // the while loops can lead to *long* pauses if base[0] comes
 304         // with a bogus value.
 305         // while ( base[0] > 1.0 ) { base[0] -= 1.0; }
 306         // while ( base[0] < 0.0 ) { base[0] += 1.0; }
 307         if ( base[0] > -10.0 && base[0] < 10.0 ) {
 308             base[0] -= (int)base[0];
 309         } else {
 310             base[0] = 0.0;
 311             SG_LOG(SG_ASTRO, SG_ALERT,
 312                    "Error: base = " << base[0] << "," << base[1]);
 313         }
 314
 315         base[1] += yoff;
 316         // the while loops can lead to *long* pauses if base[0] comes
 317         // with a bogus value.
 318         // while ( base[1] > 1.0 ) { base[1] -= 1.0; }
 319         // while ( base[1] < 0.0 ) { base[1] += 1.0; }
 320         if ( base[1] > -10.0 && base[1] < 10.0 ) {
 321             base[1] -= (int)base[1];
 322         } else {
 323             base[1] = 0.0;
 324             SG_LOG(SG_ASTRO, SG_ALERT,
 325                    "Error: base = " << base[0] << "," << base[1]);
 326         }
 327
 328         // cout << "base = " << base[0] << "," << base[1] << endl;
 329
 330         tc = tl->get( 1 );
 331         sgSetVec2( tc, base[0] + layer_span / scale, base[1] );
 332
 333         tc = tl->get( 2 );
 334         sgSetVec2( tc, base[0], base[1] + layer_span / scale );
 335
 336         tc = tl->get( 3 );
 337         sgSetVec2( tc, base[0] + layer_span / scale, base[1] + layer_span / scale );
 338
 339         last_lon = lon;
 340         last_lat = lat;
 341     }
 342
 343     return true;
 344 }
 345
 346
 347 void SGCloudLayer::draw() {
 348     if (layer_type != SG_CLOUD_CLEAR)
 349       ssgCullAndDraw( layer_root );
 350 }
 351
 352
 353 // make an ssgSimpleState for a cloud layer given the named texture
 354 ssgSimpleState *SGCloudMakeState( const string &path ) {
 355     ssgSimpleState *state = new ssgSimpleState();
 356
 357     state->setTexture( (char *)path.c_str() );
 358     state->setShadeModel( GL_SMOOTH );
 359     state->disable( GL_LIGHTING );
 360     state->disable( GL_CULL_FACE );
 361     state->enable( GL_TEXTURE_2D );
 362     state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
 363     state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
 364     state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
 365     state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
 366     state->enable( GL_BLEND );
 367     state->enable( GL_ALPHA_TEST );
 368     state->setAlphaClamp( 0.01 );
 369
 370     return state;
 371 }