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