simgear/sky/oursun.cxx

   1 // oursun.hxx -- model earth's sun
   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 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  29 #  include <config.h>
  30 #endif
  31
  32 #include <stdio.h>
  33 #include <iostream>
  34
  35 #include <plib/sg.h>
  36 #include <plib/ssg.h>
  37
  38 #include "sphere.hxx"
  39 #include "oursun.hxx"
  40
  41
  42 // Set up sun rendering call backs
  43 static int sgSunOrbPreDraw( ssgEntity *e ) {
  44     /* cout << endl << "Sun orb pre draw" << endl << "----------------"
  45          << endl << endl; */
  46
  47     ssgLeaf *f = (ssgLeaf *)e;
  48     if ( f -> hasState () ) f->getState()->apply() ;
  49
  50     glPushAttrib( GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_FOG_BIT );
  51     // cout << "push error = " << glGetError() << endl;
  52
  53     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  54     glDisable( GL_FOG );
  55
  56     return true;
  57 }
  58
  59 static int sgSunOrbPostDraw( ssgEntity *e ) {
  60     /* cout << endl << "Sun orb post draw" << endl << "----------------"
  61          << endl << endl; */
  62
  63     glPopAttrib();
  64     // cout << "pop error = " << glGetError() << endl;
  65
  66     // glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  67     // glEnable( GL_FOG );
  68
  69     return true;
  70 }
  71
  72 static int sgSunHaloPreDraw( ssgEntity *e ) {
  73     /* cout << endl << "Sun halo pre draw" << endl << "----------------"
  74          << endl << endl; */
  75
  76     ssgLeaf *f = (ssgLeaf *)e;
  77     if ( f -> hasState () ) f->getState()->apply() ;
  78
  79     glPushAttrib( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_FOG_BIT );
  80     // cout << "push error = " << glGetError() << endl;
  81
  82     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  83     glDisable( GL_FOG );
  84     glBlendFunc ( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA ) ;
  85
  86     return true;
  87 }
  88
  89 static int sgSunHaloPostDraw( ssgEntity *e ) {
  90     /* cout << endl << "Sun halo post draw" << endl << "----------------"
  91          << endl << endl; */
  92
  93     glPopAttrib();
  94     // cout << "pop error = " << glGetError() << endl;
  95
  96     // glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  97     // glEnable( GL_FOG );
  98
  99     return true;
 100 }
 101
 102
 103 // Constructor
 104 SGSun::SGSun( void ) {
 105 }
 106
 107
 108 // Destructor
 109 SGSun::~SGSun( void ) {
 110 }
 111
 112
 113 #if 0
 114 static GLuint makeHalo( GLubyte *sun_texbuf, int width ) {
 115     int texSize;
 116     GLuint texid;
 117     GLubyte *p;
 118     int i,j;
 119     double radius;
 120
 121     // create a texture id
 122 #ifdef GL_VERSION_1_1
 123     glGenTextures(1, &texid);
 124     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texid);
 125 #elif GL_EXT_texture_object
 126     glGenTexturesEXT(1, &texid);
 127     glBindTextureEXT(GL_TEXTURE_2D, texid);
 128 #else
 129 #   error port me
 130 #endif
 131
 132     glPixelStorei( GL_UNPACK_ALIGNMENT, 4 );
 133     glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR );
 134     glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR );
 135     glTexEnvi( GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE ) ;
 136
 137     // create the actual texture contents
 138     texSize = width * width;
 139
 140     if ( !sun_texbuf ) {
 141         cout << "ouch ..." << endl;
 142         exit(-1);  // Ugly!
 143     }
 144
 145     p = sun_texbuf;
 146
 147     radius = (double)(width / 2);
 148
 149     GLubyte value;
 150     double x, y, d;
 151     for ( i = 0; i < width; i++ ) {
 152         for ( j = 0; j < width; j++ ) {
 153             x = fabs((double)(i - (width / 2)));
 154             y = fabs((double)(j - (width / 2)));
 155             d = sqrt((x * x) + (y * y));
 156             if (d < radius) {
 157                 // t is 1.0 at center, 0.0 at edge
 158                 double t = 1.0 - (d / radius);
 159
 160                 // inverse square looks nice
 161                 value = (int)((double) 0xff * (t*t));
 162             } else {
 163                 value = 0x00;
 164             }
 165             *p = value;
 166             *(p+1) = value;
 167             *(p+2) = value;
 168             // *(p+3) = value;
 169
 170             p += 3;
 171         }
 172     }
 173
 174     /* glTexImage2D( GL_TEXTURE_2D,
 175                   0,
 176                   GL_RGBA,
 177                   width, width,
 178                   0,
 179                   GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE,
 180                   sun_texbuf ); */
 181
 182     return texid;
 183 }
 184
 185
 186 #define RGB  3                  // 3 bytes of color info per pixel
 187 #define RGBA 4                  // 4 bytes of color+alpha info
 188 void my_glWritePPMFile(const char *filename, GLubyte *buffer, int win_width, int win_height, int mode)
 189 {
 190     int i, j, k, q;
 191     unsigned char *ibuffer;
 192     FILE *fp;
 193     int pixelSize = mode==GL_RGBA?4:3;
 194
 195     ibuffer = (unsigned char *) malloc(win_width*win_height*RGB);
 196
 197     fp = fopen(filename, "wb");
 198     fprintf(fp, "P6\n# CREATOR: glReadPixel()\n%d %d\n%d\n",
 199             win_width, win_height, UCHAR_MAX);
 200     q = 0;
 201     for (i = 0; i < win_height; i++) {
 202         for (j = 0; j < win_width; j++) {
 203             for (k = 0; k < RGB; k++) {
 204                 ibuffer[q++] = (unsigned char)
 205                     *(buffer + (pixelSize*((win_height-1-i)*win_width+j)+k));
 206             }
 207         }
 208     }
 209
 210     // *(buffer + (pixelSize*((win_height-1-i)*win_width+j)+k));
 211
 212     fwrite(ibuffer, sizeof(unsigned char), RGB*win_width*win_height, fp);
 213     fclose(fp);
 214     free(ibuffer);
 215
 216     printf("wrote file (%d x %d pixels, %d bytes)\n",
 217            win_width, win_height, RGB*win_width*win_height);
 218 }
 219 #endif
 220
 221
 222 // initialize the sun object and connect it into our scene graph root
 223 ssgBranch * SGSun::build( FGPath path, double sun_size ) {
 224
 225     // set up the orb state
 226     orb_state = new ssgSimpleState();
 227     orb_state->setShadeModel( GL_SMOOTH );
 228     orb_state->disable( GL_LIGHTING );
 229     // orb_state->enable( GL_LIGHTING );
 230     orb_state->disable( GL_CULL_FACE );
 231     orb_state->disable( GL_TEXTURE_2D );
 232     orb_state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
 233     orb_state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
 234     orb_state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
 235     orb_state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
 236     orb_state->disable( GL_BLEND );
 237     orb_state->disable( GL_ALPHA_TEST );
 238
 239     cl = new ssgColourArray( 1 );
 240     sgVec4 color;
 241     sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 242     cl->add( color );
 243
 244     ssgBranch *orb = ssgMakeSphere( orb_state, cl, sun_size, 10, 10,
 245                                     sgSunOrbPreDraw, sgSunOrbPostDraw );
 246
 247     // force a repaint of the sun colors with arbitrary defaults
 248     repaint( 0.0 );
 249
 250     // build the halo
 251     // sun_texbuf = new GLubyte[64*64*3];
 252     // sun_texid = makeHalo( sun_texbuf, 64 );
 253     // my_glWritePPMFile("sunhalo.ppm", sun_texbuf, 64, 64, RGB);
 254
 255     // set up the halo state
 256     path.append( "halo.rgba" );
 257     halo_state = new ssgSimpleState();
 258     halo_state->setTexture( (char *)path.c_str() );
 259     halo_state->enable( GL_TEXTURE_2D );
 260     halo_state->disable( GL_LIGHTING );
 261     // halo_state->enable( GL_LIGHTING );
 262     halo_state->setShadeModel( GL_SMOOTH );
 263     halo_state->disable( GL_CULL_FACE );
 264     halo_state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
 265     halo_state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
 266     halo_state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
 267     halo_state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
 268     halo_state->enable( GL_ALPHA_TEST );
 269     halo_state->setAlphaClamp(0.01);
 270     halo_state->enable ( GL_BLEND ) ;
 271
 272     // Build ssg structure
 273     double size = sun_size * 10.0;
 274     sgVec3 v3;
 275     halo_vl = new ssgVertexArray;
 276     sgSetVec3( v3, -size, 0.0, -size );
 277     halo_vl->add( v3 );
 278     sgSetVec3( v3, size, 0.0, -size );
 279     halo_vl->add( v3 );
 280     sgSetVec3( v3, -size, 0.0,  size );
 281     halo_vl->add( v3 );
 282     sgSetVec3( v3, size, 0.0,  size );
 283     halo_vl->add( v3 );
 284
 285     sgVec2 v2;
 286     halo_tl = new ssgTexCoordArray;
 287     sgSetVec2( v2, 0.0f, 0.0f );
 288     halo_tl->add( v2 );
 289     sgSetVec2( v2, 1.0, 0.0 );
 290     halo_tl->add( v2 );
 291     sgSetVec2( v2, 0.0, 1.0 );
 292     halo_tl->add( v2 );
 293     sgSetVec2( v2, 1.0, 1.0 );
 294     halo_tl->add( v2 );
 295
 296     ssgLeaf *halo =
 297         new ssgVtxTable ( GL_TRIANGLE_STRIP, halo_vl, NULL, halo_tl, cl );
 298     halo->setState( halo_state );
 299
 300     // build the ssg scene graph sub tree for the sky and connected
 301     // into the provide scene graph branch
 302     sun_transform = new ssgTransform;
 303
 304     halo->setCallback( SSG_CALLBACK_PREDRAW, sgSunHaloPreDraw );
 305     halo->setCallback( SSG_CALLBACK_POSTDRAW, sgSunHaloPostDraw );
 306     sun_transform->addKid( halo );
 307     sun_transform->addKid( orb );
 308
 309     return sun_transform;
 310 }
 311
 312
 313 // repaint the sun colors based on current value of sun_angle in
 314 // degrees relative to verticle
 315 // 0 degrees = high noon
 316 // 90 degrees = sun rise/set
 317 // 180 degrees = darkest midnight
 318 bool SGSun::repaint( double sun_angle ) {
 319     if ( sun_angle * SGD_RADIANS_TO_DEGREES < 100 ) {
 320         // else sun is well below horizon (so no point in repainting it)
 321
 322         // x_10 = sun_angle^10
 323         double x_10 = sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle
 324             * sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle;
 325
 326         float ambient = (float)(0.4 * pow (1.1, - x_10 / 30.0));
 327         if (ambient < 0.3) { ambient = 0.3; }
 328         if (ambient > 1.0) { ambient = 1.0; }
 329
 330         sgVec4 color;
 331         sgSetVec4( color,
 332                    (ambient * 6.0)  - 1.0, // minimum value = 0.8
 333                    (ambient * 11.0) - 3.0, // minimum value = 0.3
 334                    (ambient * 12.0) - 3.6, // minimum value = 0.0
 335                    1.0 );
 336
 337         // temp test, forces the color to always be white
 338         // sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 339
 340         if (color[0] > 1.0) color[0] = 1.0;
 341         if (color[1] > 1.0) color[1] = 1.0;
 342         if (color[2] > 1.0) color[2] = 1.0;
 343
 344         // cout << "color = " << color[0] << " " << color[1] << " "
 345         //      << color[2] << endl;
 346
 347         float *ptr;
 348         ptr = cl->get( 0 );
 349         sgCopyVec4( ptr, color );
 350     }
 351
 352     return true;
 353 }
 354
 355
 356 // reposition the sun at the specified right ascension and
 357 // declination, offset by our current position (p) so that it appears
 358 // fixed at a great distance from the viewer.  Also add in an optional
 359 // rotation (i.e. for the current time of day.)
 360 bool SGSun::reposition( sgVec3 p, double angle,
 361                         double rightAscension, double declination,
 362                         double sun_dist )
 363 {
 364     sgMat4 T1, T2, GST, RA, DEC;
 365     sgVec3 axis;
 366     sgVec3 v;
 367
 368     sgMakeTransMat4( T1, p );
 369
 370     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, -1.0 );
 371     sgMakeRotMat4( GST, angle, axis );
 372
 373     // xglRotatef( ((SGD_RADIANS_TO_DEGREES * rightAscension)- 90.0),
 374     //             0.0, 0.0, 1.0);
 375     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, 1.0 );
 376     sgMakeRotMat4( RA, (rightAscension * SGD_RADIANS_TO_DEGREES) - 90.0, axis );
 377
 378     // xglRotatef((SGD_RADIANS_TO_DEGREES * declination), 1.0, 0.0, 0.0);
 379     sgSetVec3( axis, 1.0, 0.0, 0.0 );
 380     sgMakeRotMat4( DEC, declination * SGD_RADIANS_TO_DEGREES, axis );
 381
 382     // xglTranslatef(0,sun_dist);
 383     sgSetVec3( v, 0.0, sun_dist, 0.0 );
 384     sgMakeTransMat4( T2, v );
 385
 386     sgMat4 TRANSFORM;
 387     sgCopyMat4( TRANSFORM, T1 );
 388     sgPreMultMat4( TRANSFORM, GST );
 389     sgPreMultMat4( TRANSFORM, RA );
 390     sgPreMultMat4( TRANSFORM, DEC );
 391     sgPreMultMat4( TRANSFORM, T2 );
 392
 393     sgCoord skypos;
 394     sgSetCoord( &skypos, TRANSFORM );
 395
 396     sun_transform->setTransform( &skypos );
 397
 398     return true;
 399 }