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 <simgear/compiler.h>
  33
  34 #include <stdio.h>
  35 #include STL_IOSTREAM
  36
  37 #include <plib/sg.h>
  38 #include <plib/ssg.h>
  39
  40 #include "sphere.hxx"
  41 #include "oursun.hxx"
  42
  43
  44 // Set up sun rendering call backs
  45 static int sgSunOrbPreDraw( ssgEntity *e ) {
  46     /* cout << endl << "Sun orb pre draw" << endl << "----------------"
  47          << endl << endl; */
  48
  49     ssgLeaf *f = (ssgLeaf *)e;
  50     if ( f -> hasState () ) f->getState()->apply() ;
  51
  52     glPushAttrib( GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_FOG_BIT );
  53     // cout << "push error = " << glGetError() << endl;
  54
  55     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  56     glDisable( GL_FOG );
  57
  58     return true;
  59 }
  60
  61 static int sgSunOrbPostDraw( ssgEntity *e ) {
  62     /* cout << endl << "Sun orb post draw" << endl << "----------------"
  63          << endl << endl; */
  64
  65     glPopAttrib();
  66     // cout << "pop error = " << glGetError() << endl;
  67
  68     // glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  69     // glEnable( GL_FOG );
  70
  71     return true;
  72 }
  73
  74 static int sgSunHaloPreDraw( ssgEntity *e ) {
  75     /* cout << endl << "Sun halo pre draw" << endl << "----------------"
  76          << endl << endl; */
  77
  78     ssgLeaf *f = (ssgLeaf *)e;
  79     if ( f -> hasState () ) f->getState()->apply() ;
  80
  81     glPushAttrib( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_FOG_BIT );
  82     // cout << "push error = " << glGetError() << endl;
  83
  84     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  85     glDisable( GL_FOG );
  86     glBlendFunc ( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA ) ;
  87
  88     return true;
  89 }
  90
  91 static int sgSunHaloPostDraw( ssgEntity *e ) {
  92     /* cout << endl << "Sun halo post draw" << endl << "----------------"
  93          << endl << endl; */
  94
  95     glPopAttrib();
  96     // cout << "pop error = " << glGetError() << endl;
  97
  98     // glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  99     // glEnable( GL_FOG );
 100
 101     return true;
 102 }
 103
 104
 105 // Constructor
 106 SGSun::SGSun( void ) {
 107 }
 108
 109
 110 // Destructor
 111 SGSun::~SGSun( void ) {
 112 }
 113
 114
 115 #if 0
 116 static GLuint makeHalo( GLubyte *sun_texbuf, int width ) {
 117     int texSize;
 118     GLuint texid;
 119     GLubyte *p;
 120     int i,j;
 121     double radius;
 122
 123     // create a texture id
 124 #ifdef GL_VERSION_1_1
 125     glGenTextures(1, &texid);
 126     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texid);
 127 #elif GL_EXT_texture_object
 128     glGenTexturesEXT(1, &texid);
 129     glBindTextureEXT(GL_TEXTURE_2D, texid);
 130 #else
 131 #   error port me
 132 #endif
 133
 134     glPixelStorei( GL_UNPACK_ALIGNMENT, 4 );
 135     glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR );
 136     glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR );
 137     glTexEnvi( GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE ) ;
 138
 139     // create the actual texture contents
 140     texSize = width * width;
 141
 142     if ( !sun_texbuf ) {
 143         cout << "ouch ..." << endl;
 144         exit(-1);  // Ugly!
 145     }
 146
 147     p = sun_texbuf;
 148
 149     radius = (double)(width / 2);
 150
 151     GLubyte value;
 152     double x, y, d;
 153     for ( i = 0; i < width; i++ ) {
 154         for ( j = 0; j < width; j++ ) {
 155             x = fabs((double)(i - (width / 2)));
 156             y = fabs((double)(j - (width / 2)));
 157             d = sqrt((x * x) + (y * y));
 158             if (d < radius) {
 159                 // t is 1.0 at center, 0.0 at edge
 160                 double t = 1.0 - (d / radius);
 161
 162                 // inverse square looks nice
 163                 value = (int)((double) 0xff * (t*t));
 164             } else {
 165                 value = 0x00;
 166             }
 167             *p = value;
 168             *(p+1) = value;
 169             *(p+2) = value;
 170             // *(p+3) = value;
 171
 172             p += 3;
 173         }
 174     }
 175
 176     /* glTexImage2D( GL_TEXTURE_2D,
 177                   0,
 178                   GL_RGBA,
 179                   width, width,
 180                   0,
 181                   GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE,
 182                   sun_texbuf ); */
 183
 184     return texid;
 185 }
 186
 187
 188 #define RGB  3                  // 3 bytes of color info per pixel
 189 #define RGBA 4                  // 4 bytes of color+alpha info
 190 void my_glWritePPMFile(const char *filename, GLubyte *buffer, int win_width, int win_height, int mode)
 191 {
 192     int i, j, k, q;
 193     unsigned char *ibuffer;
 194     FILE *fp;
 195     int pixelSize = mode==GL_RGBA?4:3;
 196
 197     ibuffer = (unsigned char *) malloc(win_width*win_height*RGB);
 198
 199     fp = fopen(filename, "wb");
 200     fprintf(fp, "P6\n# CREATOR: glReadPixel()\n%d %d\n%d\n",
 201             win_width, win_height, UCHAR_MAX);
 202     q = 0;
 203     for (i = 0; i < win_height; i++) {
 204         for (j = 0; j < win_width; j++) {
 205             for (k = 0; k < RGB; k++) {
 206                 ibuffer[q++] = (unsigned char)
 207                     *(buffer + (pixelSize*((win_height-1-i)*win_width+j)+k));
 208             }
 209         }
 210     }
 211
 212     // *(buffer + (pixelSize*((win_height-1-i)*win_width+j)+k));
 213
 214     fwrite(ibuffer, sizeof(unsigned char), RGB*win_width*win_height, fp);
 215     fclose(fp);
 216     free(ibuffer);
 217
 218     printf("wrote file (%d x %d pixels, %d bytes)\n",
 219            win_width, win_height, RGB*win_width*win_height);
 220 }
 221 #endif
 222
 223
 224 // initialize the sun object and connect it into our scene graph root
 225 ssgBranch * SGSun::build( FGPath path, double sun_size ) {
 226
 227     // set up the orb state
 228     orb_state = new ssgSimpleState();
 229     orb_state->setShadeModel( GL_SMOOTH );
 230     orb_state->disable( GL_LIGHTING );
 231     // orb_state->enable( GL_LIGHTING );
 232     orb_state->disable( GL_CULL_FACE );
 233     orb_state->disable( GL_TEXTURE_2D );
 234     orb_state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
 235     orb_state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
 236     orb_state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
 237     orb_state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
 238     orb_state->disable( GL_BLEND );
 239     orb_state->disable( GL_ALPHA_TEST );
 240
 241     cl = new ssgColourArray( 1 );
 242     sgVec4 color;
 243     sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 244     cl->add( color );
 245
 246     ssgBranch *orb = ssgMakeSphere( orb_state, cl, sun_size, 10, 10,
 247                                     sgSunOrbPreDraw, sgSunOrbPostDraw );
 248
 249     // force a repaint of the sun colors with arbitrary defaults
 250     repaint( 0.0 );
 251
 252     // build the halo
 253     // sun_texbuf = new GLubyte[64*64*3];
 254     // sun_texid = makeHalo( sun_texbuf, 64 );
 255     // my_glWritePPMFile("sunhalo.ppm", sun_texbuf, 64, 64, RGB);
 256
 257     // set up the halo state
 258     path.append( "halo.rgba" );
 259     halo_state = new ssgSimpleState();
 260     halo_state->setTexture( (char *)path.c_str() );
 261     halo_state->enable( GL_TEXTURE_2D );
 262     halo_state->disable( GL_LIGHTING );
 263     // halo_state->enable( GL_LIGHTING );
 264     halo_state->setShadeModel( GL_SMOOTH );
 265     halo_state->disable( GL_CULL_FACE );
 266     halo_state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
 267     halo_state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
 268     halo_state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
 269     halo_state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
 270     halo_state->enable( GL_ALPHA_TEST );
 271     halo_state->setAlphaClamp(0.01);
 272     halo_state->enable ( GL_BLEND ) ;
 273
 274     // Build ssg structure
 275     double size = sun_size * 10.0;
 276     sgVec3 v3;
 277     halo_vl = new ssgVertexArray;
 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     sgSetVec3( v3, size, 0.0,  size );
 285     halo_vl->add( v3 );
 286
 287     sgVec2 v2;
 288     halo_tl = new ssgTexCoordArray;
 289     sgSetVec2( v2, 0.0f, 0.0f );
 290     halo_tl->add( v2 );
 291     sgSetVec2( v2, 1.0, 0.0 );
 292     halo_tl->add( v2 );
 293     sgSetVec2( v2, 0.0, 1.0 );
 294     halo_tl->add( v2 );
 295     sgSetVec2( v2, 1.0, 1.0 );
 296     halo_tl->add( v2 );
 297
 298     ssgLeaf *halo =
 299         new ssgVtxTable ( GL_TRIANGLE_STRIP, halo_vl, NULL, halo_tl, cl );
 300     halo->setState( halo_state );
 301
 302     // build the ssg scene graph sub tree for the sky and connected
 303     // into the provide scene graph branch
 304     sun_transform = new ssgTransform;
 305
 306     halo->setCallback( SSG_CALLBACK_PREDRAW, sgSunHaloPreDraw );
 307     halo->setCallback( SSG_CALLBACK_POSTDRAW, sgSunHaloPostDraw );
 308     sun_transform->addKid( halo );
 309     sun_transform->addKid( orb );
 310
 311     return sun_transform;
 312 }
 313
 314
 315 // repaint the sun colors based on current value of sun_angle in
 316 // degrees relative to verticle
 317 // 0 degrees = high noon
 318 // 90 degrees = sun rise/set
 319 // 180 degrees = darkest midnight
 320 bool SGSun::repaint( double sun_angle ) {
 321     if ( sun_angle * SGD_RADIANS_TO_DEGREES < 100 ) {
 322         // else sun is well below horizon (so no point in repainting it)
 323
 324         // x_10 = sun_angle^10
 325         double x_10 = sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle
 326             * sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle * sun_angle;
 327
 328         float ambient = (float)(0.4 * pow (1.1, - x_10 / 30.0));
 329         if (ambient < 0.3) { ambient = 0.3; }
 330         if (ambient > 1.0) { ambient = 1.0; }
 331
 332         sgVec4 color;
 333         sgSetVec4( color,
 334                    (ambient * 6.0)  - 1.0, // minimum value = 0.8
 335                    (ambient * 11.0) - 3.0, // minimum value = 0.3
 336                    (ambient * 12.0) - 3.6, // minimum value = 0.0
 337                    1.0 );
 338
 339         // temp test, forces the color to always be white
 340         // sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 341
 342         if (color[0] > 1.0) color[0] = 1.0;
 343         if (color[1] > 1.0) color[1] = 1.0;
 344         if (color[2] > 1.0) color[2] = 1.0;
 345
 346         // cout << "color = " << color[0] << " " << color[1] << " "
 347         //      << color[2] << endl;
 348
 349         float *ptr;
 350         ptr = cl->get( 0 );
 351         sgCopyVec4( ptr, color );
 352     }
 353
 354     return true;
 355 }
 356
 357
 358 // reposition the sun at the specified right ascension and
 359 // declination, offset by our current position (p) so that it appears
 360 // fixed at a great distance from the viewer.  Also add in an optional
 361 // rotation (i.e. for the current time of day.)
 362 bool SGSun::reposition( sgVec3 p, double angle,
 363                         double rightAscension, double declination,
 364                         double sun_dist )
 365 {
 366     sgMat4 T1, T2, GST, RA, DEC;
 367     sgVec3 axis;
 368     sgVec3 v;
 369
 370     sgMakeTransMat4( T1, p );
 371
 372     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, -1.0 );
 373     sgMakeRotMat4( GST, angle, axis );
 374
 375     // xglRotatef( ((SGD_RADIANS_TO_DEGREES * rightAscension)- 90.0),
 376     //             0.0, 0.0, 1.0);
 377     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, 1.0 );
 378     sgMakeRotMat4( RA, (rightAscension * SGD_RADIANS_TO_DEGREES) - 90.0, axis );
 379
 380     // xglRotatef((SGD_RADIANS_TO_DEGREES * declination), 1.0, 0.0, 0.0);
 381     sgSetVec3( axis, 1.0, 0.0, 0.0 );
 382     sgMakeRotMat4( DEC, declination * SGD_RADIANS_TO_DEGREES, axis );
 383
 384     // xglTranslatef(0,sun_dist);
 385     sgSetVec3( v, 0.0, sun_dist, 0.0 );
 386     sgMakeTransMat4( T2, v );
 387
 388     sgMat4 TRANSFORM;
 389     sgCopyMat4( TRANSFORM, T1 );
 390     sgPreMultMat4( TRANSFORM, GST );
 391     sgPreMultMat4( TRANSFORM, RA );
 392     sgPreMultMat4( TRANSFORM, DEC );
 393     sgPreMultMat4( TRANSFORM, T2 );
 394
 395     sgCoord skypos;
 396     sgSetCoord( &skypos, TRANSFORM );
 397
 398     sun_transform->setTransform( &skypos );
 399
 400     return true;
 401 }