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 #include <stdio.h>
  28 #include <iostream>
  29
  30 #include <plib/ssg.h>
  31
  32 #include <simgear/constants.h>
  33
  34 #include "sphere.hxx"
  35 #include "oursun.hxx"
  36
  37
  38 // Set up sun rendering call backs
  39 static int sgSunOrbPreDraw( ssgEntity *e ) {
  40     /* cout << endl << "Sun orb pre draw" << endl << "----------------"
  41          << endl << endl; */
  42     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  43     glDisable( GL_FOG );
  44
  45     return true;
  46 }
  47
  48 static int sgSunOrbPostDraw( ssgEntity *e ) {
  49     /* cout << endl << "Sun orb post draw" << endl << "----------------"
  50          << endl << endl; */
  51     glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  52     glEnable( GL_FOG );
  53
  54     return true;
  55 }
  56
  57 static int sgSunHaloPreDraw( ssgEntity *e ) {
  58     /* cout << endl << "Sun halo pre draw" << endl << "----------------"
  59          << endl << endl; */
  60     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  61     glDisable( GL_FOG );
  62     glBlendFunc ( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA ) ;
  63
  64     return true;
  65 }
  66
  67 static int sgSunHaloPostDraw( ssgEntity *e ) {
  68     /* cout << endl << "Sun halo post draw" << endl << "----------------"
  69          << endl << endl; */
  70     glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  71     glEnable( GL_FOG );
  72
  73     return true;
  74 }
  75
  76
  77 // Constructor
  78 SGSun::SGSun( void ) {
  79 }
  80
  81
  82 // Destructor
  83 SGSun::~SGSun( void ) {
  84 }
  85
  86
  87 #if 0
  88 static GLuint makeHalo( GLubyte *sun_texbuf, int width ) {
  89     int texSize;
  90     GLuint texid;
  91     GLubyte *p;
  92     int i,j;
  93     double radius;
  94
  95     // create a texture id
  96 #ifdef GL_VERSION_1_1
  97     glGenTextures(1, &texid);
  98     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texid);
  99 #elif GL_EXT_texture_object
 100     glGenTexturesEXT(1, &texid);
 101     glBindTextureEXT(GL_TEXTURE_2D, texid);
 102 #else
 103 #   error port me
 104 #endif
 105
 106     glPixelStorei( GL_UNPACK_ALIGNMENT, 4 );
 107     glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR );
 108     glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR );
 109     glTexEnvi( GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE ) ;
 110
 111     // create the actual texture contents
 112     texSize = width * width;
 113
 114     if ( !sun_texbuf ) {
 115         cout << "ouch ..." << endl;
 116         exit(-1);  // Ugly!
 117     }
 118
 119     p = sun_texbuf;
 120
 121     radius = (double)(width / 2);
 122
 123     GLubyte value;
 124     double x, y, d;
 125     for ( i = 0; i < width; i++ ) {
 126         for ( j = 0; j < width; j++ ) {
 127             x = fabs((double)(i - (width / 2)));
 128             y = fabs((double)(j - (width / 2)));
 129             d = sqrt((x * x) + (y * y));
 130             if (d < radius) {
 131                 // t is 1.0 at center, 0.0 at edge
 132                 double t = 1.0 - (d / radius);
 133
 134                 // inverse square looks nice
 135                 value = (int)((double) 0xff * (t*t));
 136             } else {
 137                 value = 0x00;
 138             }
 139             *p = value;
 140             *(p+1) = value;
 141             *(p+2) = value;
 142             // *(p+3) = value;
 143
 144             p += 3;
 145         }
 146     }
 147
 148     /* glTexImage2D( GL_TEXTURE_2D,
 149                   0,
 150                   GL_RGBA,
 151                   width, width,
 152                   0,
 153                   GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE,
 154                   sun_texbuf ); */
 155
 156     return texid;
 157 }
 158
 159
 160 #define RGB  3                  // 3 bytes of color info per pixel
 161 #define RGBA 4                  // 4 bytes of color+alpha info
 162 void my_glWritePPMFile(const char *filename, GLubyte *buffer, int win_width, int win_height, int mode)
 163 {
 164     int i, j, k, q;
 165     unsigned char *ibuffer;
 166     FILE *fp;
 167     int pixelSize = mode==GL_RGBA?4:3;
 168
 169     ibuffer = (unsigned char *) malloc(win_width*win_height*RGB);
 170
 171     fp = fopen(filename, "wb");
 172     fprintf(fp, "P6\n# CREATOR: glReadPixel()\n%d %d\n%d\n",
 173             win_width, win_height, UCHAR_MAX);
 174     q = 0;
 175     for (i = 0; i < win_height; i++) {
 176         for (j = 0; j < win_width; j++) {
 177             for (k = 0; k < RGB; k++) {
 178                 ibuffer[q++] = (unsigned char)
 179                     *(buffer + (pixelSize*((win_height-1-i)*win_width+j)+k));
 180             }
 181         }
 182     }
 183
 184     // *(buffer + (pixelSize*((win_height-1-i)*win_width+j)+k));
 185
 186     fwrite(ibuffer, sizeof(unsigned char), RGB*win_width*win_height, fp);
 187     fclose(fp);
 188     free(ibuffer);
 189
 190     printf("wrote file (%d x %d pixels, %d bytes)\n",
 191            win_width, win_height, RGB*win_width*win_height);
 192 }
 193 #endif
 194
 195
 196 // initialize the sun object and connect it into our scene graph root
 197 ssgBranch * SGSun::build( FGPath path, double sun_size ) {
 198
 199     // set up the orb state
 200     orb_state = new ssgSimpleState();
 201     orb_state->setShadeModel( GL_SMOOTH );
 202     orb_state->disable( GL_LIGHTING );
 203     orb_state->disable( GL_CULL_FACE );
 204     orb_state->disable( GL_TEXTURE_2D );
 205     orb_state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
 206     orb_state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
 207     orb_state->disable( GL_BLEND );
 208     orb_state->disable( GL_ALPHA_TEST );
 209
 210     cl = new ssgColourArray( 1 );
 211     sgVec4 color;
 212     sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 213     cl->add( color );
 214
 215     ssgBranch *orb = ssgMakeSphere( orb_state, cl, sun_size, 10, 10,
 216                                     sgSunOrbPreDraw, sgSunOrbPostDraw );
 217
 218     // force a repaint of the sun colors with arbitrary defaults
 219     repaint( 0.0 );
 220
 221     // build the halo
 222     // sun_texbuf = new GLubyte[64*64*3];
 223     // sun_texid = makeHalo( sun_texbuf, 64 );
 224     // my_glWritePPMFile("sunhalo.ppm", sun_texbuf, 64, 64, RGB);
 225
 226     // set up the halo state
 227     path.append( "halo.rgba" );
 228     halo_state = new ssgSimpleState();
 229     halo_state->setTexture( (char *)path.c_str() );
 230     // halo_state->setTexture( sun_texid );
 231     halo_state->enable( GL_TEXTURE_2D );
 232     halo_state->disable( GL_LIGHTING );
 233     halo_state->setShadeModel( GL_SMOOTH );
 234     halo_state->disable( GL_CULL_FACE );
 235     halo_state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
 236     halo_state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
 237     halo_state->enable( GL_ALPHA_TEST );
 238     halo_state->setAlphaClamp(0.01);
 239     halo_state->enable ( GL_BLEND ) ;
 240
 241     // Build ssg structure
 242     double size = sun_size * 10.0;
 243     sgVec3 v3;
 244     halo_vl = new ssgVertexArray;
 245     sgSetVec3( v3, -size, 0.0, -size );
 246     halo_vl->add( v3 );
 247     sgSetVec3( v3, size, 0.0, -size );
 248     halo_vl->add( v3 );
 249     sgSetVec3( v3, -size, 0.0,  size );
 250     halo_vl->add( v3 );
 251     sgSetVec3( v3, size, 0.0,  size );
 252     halo_vl->add( v3 );
 253
 254     sgVec2 v2;
 255     halo_tl = new ssgTexCoordArray;
 256     sgSetVec2( v2, 0.0f, 0.0f );
 257     halo_tl->add( v2 );
 258     sgSetVec2( v2, 1.0, 0.0 );
 259     halo_tl->add( v2 );
 260     sgSetVec2( v2, 0.0, 1.0 );
 261     halo_tl->add( v2 );
 262     sgSetVec2( v2, 1.0, 1.0 );
 263     halo_tl->add( v2 );
 264
 265     ssgLeaf *halo =
 266         new ssgVtxTable ( GL_TRIANGLE_STRIP, halo_vl, NULL, halo_tl, cl );
 267     halo->setState( halo_state );
 268
 269     // build the ssg scene graph sub tree for the sky and connected
 270     // into the provide scene graph branch
 271     sun_transform = new ssgTransform;
 272
 273     sun_transform->addKid( halo );
 274     halo->setCallback( SSG_CALLBACK_PREDRAW, sgSunHaloPreDraw );
 275     halo->setCallback( SSG_CALLBACK_POSTDRAW, sgSunHaloPostDraw );
 276     sun_transform->addKid( orb );
 277
 278     return sun_transform;
 279 }
 280
 281
 282 // repaint the sun colors based on current value of sun_angle in
 283 // degrees relative to verticle
 284 // 0 degrees = high noon
 285 // 90 degrees = sun rise/set
 286 // 180 degrees = darkest midnight
 287 bool SGSun::repaint( double sun_angle ) {
 288     if ( sun_angle * RAD_TO_DEG < 100 ) {
 289         // else sun is well below horizon (so no point in repainting it)
 290
 291         // x_10 = sun_angle^10
 292         double x_10 = sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle
 293             * sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle;
 294
 295         float ambient = (float)(0.4 * pow (1.1, - x_10 / 30.0));
 296         if (ambient < 0.3) { ambient = 0.3; }
 297         if (ambient > 1.0) { ambient = 1.0; }
 298
 299         sgVec4 color;
 300         sgSetVec4( color,
 301                    (ambient * 6.0)  - 1.0, // minimum value = 0.8
 302                    (ambient * 11.0) - 3.0, // minimum value = 0.3
 303                    (ambient * 12.0) - 3.6, // minimum value = 0.0
 304                    1.0 );
 305
 306         if (color[0] > 1.0) color[0] = 1.0;
 307         if (color[1] > 1.0) color[1] = 1.0;
 308         if (color[2] > 1.0) color[2] = 1.0;
 309
 310         // cout << "color = " << color[0] << " " << color[1] << " "
 311         //      << color[2] << endl;
 312
 313         float *ptr;
 314         ptr = cl->get( 0 );
 315         sgCopyVec4( ptr, color );
 316     }
 317
 318     return true;
 319 }
 320
 321
 322 // reposition the sun at the specified right ascension and
 323 // declination, offset by our current position (p) so that it appears
 324 // fixed at a great distance from the viewer.  Also add in an optional
 325 // rotation (i.e. for the current time of day.)
 326 bool SGSun::reposition( sgVec3 p, double angle,
 327                         double rightAscension, double declination,
 328                         double sun_dist )
 329 {
 330     sgMat4 T1, T2, GST, RA, DEC;
 331     sgVec3 axis;
 332     sgVec3 v;
 333
 334     sgMakeTransMat4( T1, p );
 335
 336     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, -1.0 );
 337     sgMakeRotMat4( GST, angle, axis );
 338
 339     // xglRotatef(((RAD_TO_DEG * rightAscension)- 90.0), 0.0, 0.0, 1.0);
 340     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, 1.0 );
 341     sgMakeRotMat4( RA, (rightAscension * RAD_TO_DEG) - 90.0, axis );
 342
 343     // xglRotatef((RAD_TO_DEG * declination), 1.0, 0.0, 0.0);
 344     sgSetVec3( axis, 1.0, 0.0, 0.0 );
 345     sgMakeRotMat4( DEC, declination * RAD_TO_DEG, axis );
 346
 347     // xglTranslatef(0,60000,0);
 348     sgSetVec3( v, 0.0, 60000.0, 0.0 );
 349     sgMakeTransMat4( T2, v );
 350
 351     sgMat4 TRANSFORM;
 352     sgCopyMat4( TRANSFORM, T1 );
 353     sgPreMultMat4( TRANSFORM, GST );
 354     sgPreMultMat4( TRANSFORM, RA );
 355     sgPreMultMat4( TRANSFORM, DEC );
 356     sgPreMultMat4( TRANSFORM, T2 );
 357
 358     sgCoord skypos;
 359     sgSetCoord( &skypos, TRANSFORM );
 360
 361     sun_transform->setTransform( &skypos );
 362
 363     return true;
 364 }