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