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