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 program is free software; you can redistribute it and/or
  11 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
  12 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  13 // License, or (at your option) any later version.
  14 //
  15 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  16 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  18 // 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., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  23 //
  24 // $Id$
  25
  26
  27 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  28 #  include <config.h>
  29 #endif
  30
  31 #include <stdio.h>
  32 #include <iostream>
  33
  34 #include <plib/sg.h>
  35 #include <plib/ssg.h>
  36
  37 #include "sphere.hxx"
  38 #include "oursun.hxx"
  39
  40
  41 // Set up sun rendering call backs
  42 static int sgSunOrbPreDraw( ssgEntity *e ) {
  43     /* cout << endl << "Sun orb pre draw" << endl << "----------------"
  44          << endl << endl; */
  45     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  46     glDisable( GL_FOG );
  47
  48     return true;
  49 }
  50
  51 static int sgSunOrbPostDraw( ssgEntity *e ) {
  52     /* cout << endl << "Sun orb post draw" << endl << "----------------"
  53          << endl << endl; */
  54     glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  55     glEnable( GL_FOG );
  56
  57     return true;
  58 }
  59
  60 static int sgSunHaloPreDraw( ssgEntity *e ) {
  61     /* cout << endl << "Sun halo pre draw" << endl << "----------------"
  62          << endl << endl; */
  63     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  64     glDisable( GL_FOG );
  65     glBlendFunc ( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA ) ;
  66
  67     return true;
  68 }
  69
  70 static int sgSunHaloPostDraw( ssgEntity *e ) {
  71     /* cout << endl << "Sun halo post draw" << endl << "----------------"
  72          << endl << endl; */
  73     glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  74     glEnable( GL_FOG );
  75
  76     return true;
  77 }
  78
  79
  80 // Constructor
  81 SGSun::SGSun( void ) {
  82 }
  83
  84
  85 // Destructor
  86 SGSun::~SGSun( void ) {
  87 }
  88
  89
  90 #if 0
  91 static GLuint makeHalo( GLubyte *sun_texbuf, int width ) {
  92     int texSize;
  93     GLuint texid;
  94     GLubyte *p;
  95     int i,j;
  96     double radius;
  97
  98     // create a texture id
  99 #ifdef GL_VERSION_1_1
 100     glGenTextures(1, &texid);
 101     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texid);
 102 #elif GL_EXT_texture_object
 103     glGenTexturesEXT(1, &texid);
 104     glBindTextureEXT(GL_TEXTURE_2D, texid);
 105 #else
 106 #   error port me
 107 #endif
 108
 109     glPixelStorei( GL_UNPACK_ALIGNMENT, 4 );
 110     glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR );
 111     glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR );
 112     glTexEnvi( GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE ) ;
 113
 114     // create the actual texture contents
 115     texSize = width * width;
 116
 117     if ( !sun_texbuf ) {
 118         cout << "ouch ..." << endl;
 119         exit(-1);  // Ugly!
 120     }
 121
 122     p = sun_texbuf;
 123
 124     radius = (double)(width / 2);
 125
 126     GLubyte value;
 127     double x, y, d;
 128     for ( i = 0; i < width; i++ ) {
 129         for ( j = 0; j < width; j++ ) {
 130             x = fabs((double)(i - (width / 2)));
 131             y = fabs((double)(j - (width / 2)));
 132             d = sqrt((x * x) + (y * y));
 133             if (d < radius) {
 134                 // t is 1.0 at center, 0.0 at edge
 135                 double t = 1.0 - (d / radius);
 136
 137                 // inverse square looks nice
 138                 value = (int)((double) 0xff * (t*t));
 139             } else {
 140                 value = 0x00;
 141             }
 142             *p = value;
 143             *(p+1) = value;
 144             *(p+2) = value;
 145             // *(p+3) = value;
 146
 147             p += 3;
 148         }
 149     }
 150
 151     /* glTexImage2D( GL_TEXTURE_2D,
 152                   0,
 153                   GL_RGBA,
 154                   width, width,
 155                   0,
 156                   GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE,
 157                   sun_texbuf ); */
 158
 159     return texid;
 160 }
 161
 162
 163 #define RGB  3                  // 3 bytes of color info per pixel
 164 #define RGBA 4                  // 4 bytes of color+alpha info
 165 void my_glWritePPMFile(const char *filename, GLubyte *buffer, int win_width, int win_height, int mode)
 166 {
 167     int i, j, k, q;
 168     unsigned char *ibuffer;
 169     FILE *fp;
 170     int pixelSize = mode==GL_RGBA?4:3;
 171
 172     ibuffer = (unsigned char *) malloc(win_width*win_height*RGB);
 173
 174     fp = fopen(filename, "wb");
 175     fprintf(fp, "P6\n# CREATOR: glReadPixel()\n%d %d\n%d\n",
 176             win_width, win_height, UCHAR_MAX);
 177     q = 0;
 178     for (i = 0; i < win_height; i++) {
 179         for (j = 0; j < win_width; j++) {
 180             for (k = 0; k < RGB; k++) {
 181                 ibuffer[q++] = (unsigned char)
 182                     *(buffer + (pixelSize*((win_height-1-i)*win_width+j)+k));
 183             }
 184         }
 185     }
 186
 187     // *(buffer + (pixelSize*((win_height-1-i)*win_width+j)+k));
 188
 189     fwrite(ibuffer, sizeof(unsigned char), RGB*win_width*win_height, fp);
 190     fclose(fp);
 191     free(ibuffer);
 192
 193     printf("wrote file (%d x %d pixels, %d bytes)\n",
 194            win_width, win_height, RGB*win_width*win_height);
 195 }
 196 #endif
 197
 198
 199 // initialize the sun object and connect it into our scene graph root
 200 ssgBranch * SGSun::build( FGPath path, double sun_size ) {
 201
 202     // set up the orb state
 203     orb_state = new ssgSimpleState();
 204     orb_state->setShadeModel( GL_SMOOTH );
 205     orb_state->disable( GL_LIGHTING );
 206     // orb_state->enable( GL_LIGHTING );
 207     orb_state->disable( GL_CULL_FACE );
 208     orb_state->disable( GL_TEXTURE_2D );
 209     orb_state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
 210     orb_state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
 211     orb_state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
 212     orb_state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
 213     orb_state->disable( GL_BLEND );
 214     orb_state->disable( GL_ALPHA_TEST );
 215
 216     cl = new ssgColourArray( 1 );
 217     sgVec4 color;
 218     sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 219     cl->add( color );
 220
 221     ssgBranch *orb = ssgMakeSphere( orb_state, cl, sun_size, 10, 10,
 222                                     sgSunOrbPreDraw, sgSunOrbPostDraw );
 223
 224     // force a repaint of the sun colors with arbitrary defaults
 225     repaint( 0.0 );
 226
 227     // build the halo
 228     // sun_texbuf = new GLubyte[64*64*3];
 229     // sun_texid = makeHalo( sun_texbuf, 64 );
 230     // my_glWritePPMFile("sunhalo.ppm", sun_texbuf, 64, 64, RGB);
 231
 232     // set up the halo state
 233     path.append( "halo.rgba" );
 234     halo_state = new ssgSimpleState();
 235     halo_state->setTexture( (char *)path.c_str() );
 236     halo_state->enable( GL_TEXTURE_2D );
 237     halo_state->disable( GL_LIGHTING );
 238     // halo_state->enable( GL_LIGHTING );
 239     halo_state->setShadeModel( GL_SMOOTH );
 240     halo_state->disable( GL_CULL_FACE );
 241     halo_state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
 242     halo_state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
 243     halo_state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
 244     halo_state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
 245     halo_state->enable( GL_ALPHA_TEST );
 246     halo_state->setAlphaClamp(0.01);
 247     halo_state->enable ( GL_BLEND ) ;
 248
 249     // Build ssg structure
 250     double size = sun_size * 10.0;
 251     sgVec3 v3;
 252     halo_vl = new ssgVertexArray;
 253     sgSetVec3( v3, -size, 0.0, -size );
 254     halo_vl->add( v3 );
 255     sgSetVec3( v3, size, 0.0, -size );
 256     halo_vl->add( v3 );
 257     sgSetVec3( v3, -size, 0.0,  size );
 258     halo_vl->add( v3 );
 259     sgSetVec3( v3, size, 0.0,  size );
 260     halo_vl->add( v3 );
 261
 262     sgVec2 v2;
 263     halo_tl = new ssgTexCoordArray;
 264     sgSetVec2( v2, 0.0f, 0.0f );
 265     halo_tl->add( v2 );
 266     sgSetVec2( v2, 1.0, 0.0 );
 267     halo_tl->add( v2 );
 268     sgSetVec2( v2, 0.0, 1.0 );
 269     halo_tl->add( v2 );
 270     sgSetVec2( v2, 1.0, 1.0 );
 271     halo_tl->add( v2 );
 272
 273     ssgLeaf *halo =
 274         new ssgVtxTable ( GL_TRIANGLE_STRIP, halo_vl, NULL, halo_tl, cl );
 275     halo->setState( halo_state );
 276
 277     // build the ssg scene graph sub tree for the sky and connected
 278     // into the provide scene graph branch
 279     sun_transform = new ssgTransform;
 280
 281     halo->setCallback( SSG_CALLBACK_PREDRAW, sgSunHaloPreDraw );
 282     halo->setCallback( SSG_CALLBACK_POSTDRAW, sgSunHaloPostDraw );
 283     sun_transform->addKid( halo );
 284     sun_transform->addKid( orb );
 285
 286     return sun_transform;
 287 }
 288
 289
 290 // repaint the sun colors based on current value of sun_angle in
 291 // degrees relative to verticle
 292 // 0 degrees = high noon
 293 // 90 degrees = sun rise/set
 294 // 180 degrees = darkest midnight
 295 bool SGSun::repaint( double sun_angle ) {
 296     if ( sun_angle * SGD_RADIANS_TO_DEGREES < 100 ) {
 297         // else sun is well below horizon (so no point in repainting it)
 298
 299         // x_10 = sun_angle^10
 300         double x_10 = sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle
 301             * sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle;
 302
 303         float ambient = (float)(0.4 * pow (1.1, - x_10 / 30.0));
 304         if (ambient < 0.3) { ambient = 0.3; }
 305         if (ambient > 1.0) { ambient = 1.0; }
 306
 307         sgVec4 color;
 308         sgSetVec4( color,
 309                    (ambient * 6.0)  - 1.0, // minimum value = 0.8
 310                    (ambient * 11.0) - 3.0, // minimum value = 0.3
 311                    (ambient * 12.0) - 3.6, // minimum value = 0.0
 312                    1.0 );
 313
 314         // temp test, forces the color to always be white
 315         // sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 316
 317         if (color[0] > 1.0) color[0] = 1.0;
 318         if (color[1] > 1.0) color[1] = 1.0;
 319         if (color[2] > 1.0) color[2] = 1.0;
 320
 321         // cout << "color = " << color[0] << " " << color[1] << " "
 322         //      << color[2] << endl;
 323
 324         float *ptr;
 325         ptr = cl->get( 0 );
 326         sgCopyVec4( ptr, color );
 327     }
 328
 329     return true;
 330 }
 331
 332
 333 // reposition the sun at the specified right ascension and
 334 // declination, offset by our current position (p) so that it appears
 335 // fixed at a great distance from the viewer.  Also add in an optional
 336 // rotation (i.e. for the current time of day.)
 337 bool SGSun::reposition( sgVec3 p, double angle,
 338                         double rightAscension, double declination,
 339                         double sun_dist )
 340 {
 341     sgMat4 T1, T2, GST, RA, DEC;
 342     sgVec3 axis;
 343     sgVec3 v;
 344
 345     sgMakeTransMat4( T1, p );
 346
 347     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, -1.0 );
 348     sgMakeRotMat4( GST, angle, axis );
 349
 350     // xglRotatef( ((SGD_RADIANS_TO_DEGREES * rightAscension)- 90.0),
 351     //             0.0, 0.0, 1.0);
 352     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, 1.0 );
 353     sgMakeRotMat4( RA, (rightAscension * SGD_RADIANS_TO_DEGREES) - 90.0, axis );
 354
 355     // xglRotatef((SGD_RADIANS_TO_DEGREES * declination), 1.0, 0.0, 0.0);
 356     sgSetVec3( axis, 1.0, 0.0, 0.0 );
 357     sgMakeRotMat4( DEC, declination * SGD_RADIANS_TO_DEGREES, axis );
 358
 359     // xglTranslatef(0,sun_dist);
 360     sgSetVec3( v, 0.0, sun_dist, 0.0 );
 361     sgMakeTransMat4( T2, v );
 362
 363     sgMat4 TRANSFORM;
 364     sgCopyMat4( TRANSFORM, T1 );
 365     sgPreMultMat4( TRANSFORM, GST );
 366     sgPreMultMat4( TRANSFORM, RA );
 367     sgPreMultMat4( TRANSFORM, DEC );
 368     sgPreMultMat4( TRANSFORM, T2 );
 369
 370     sgCoord skypos;
 371     sgSetCoord( &skypos, TRANSFORM );
 372
 373     sun_transform->setTransform( &skypos );
 374
 375     return true;
 376 }