simgear/sky/skysun.cxx

   1 // skysun.hxx -- draw a sun object
   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 __BORLANDC__
  28 // #  define exception c_exception
  29 // #endif
  30 // #include <math.h>
  31
  32 // #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  33
  34 // #include <Time/sunpos.hxx>
  35 // #include <Time/light.hxx>
  36 // #include <Main/options.hxx>
  37
  38
  39 #include "skysun.hxx"
  40
  41
  42 // Constructor
  43 FGSkySun::FGSkySun( void ) {
  44 }
  45
  46
  47 // Destructor
  48 FGSkySun::~FGSkySun( void ) {
  49 }
  50
  51
  52 // initialize the sun object and connect it into our scene graph root
  53 bool FGSkySun::initialize() {
  54     sgVec3 color;
  55
  56     float theta;
  57     int i;
  58
  59     // create the scene graph for the dome
  60     skysun = new ssgRoot;
  61     skysun->setName( "Sky Sun" );
  62
  63     // set up the state
  64     sun_state = new ssgSimpleState();
  65     sun_state->setShadeModel( GL_SMOOTH );
  66     sun_state->disable( GL_LIGHTING );
  67     sun_state->disable( GL_DEPTH_TEST );
  68     sun_state->disable( GL_CULL_FACE );
  69     sun_state->disable( GL_TEXTURE_2D );
  70     sun_state->disable( GL_COLOR_MATERIAL );
  71     sun_state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
  72
  73     // initially seed to all white
  74     sgSetVec3( color, 1.0, 1.0, 1.0 );
  75
  76     // generate the raw vertex data
  77     sgVec3 center_vertex;
  78     sgVec3 upper_vertex[12];
  79     sgVec3 middle_vertex[12];
  80     sgVec3 lower_vertex[12];
  81     sgVec3 bottom_vertex[12];
  82
  83     sgSetVec3( center_vertex, 0.0, 0.0, CENTER_ELEV );
  84
  85     for ( i = 0; i < 12; i++ ) {
  86         theta = (i * 30.0) * DEG_TO_RAD;
  87
  88         sgSetVec3( upper_vertex[i],
  89                    cos(theta) * UPPER_RADIUS,
  90                    sin(theta) * UPPER_RADIUS,
  91                    UPPER_ELEV );
  92
  93         sgSetVec3( middle_vertex[i],
  94                    cos((double)theta) * MIDDLE_RADIUS,
  95                    sin((double)theta) * MIDDLE_RADIUS,
  96                    MIDDLE_ELEV );
  97
  98         sgSetVec3( lower_vertex[i],
  99                    cos((double)theta) * LOWER_RADIUS,
 100                    sin((double)theta) * LOWER_RADIUS,
 101                    LOWER_ELEV );
 102
 103         sgSetVec3( bottom_vertex[i],
 104                    cos((double)theta) * BOTTOM_RADIUS,
 105                    sin((double)theta) * BOTTOM_RADIUS,
 106                    BOTTOM_ELEV );
 107     }
 108
 109     // generate the center disk vertex/color arrays
 110     center_disk_vl->add( center_vertex );
 111     center_disk_cl->add( color );
 112     for ( i = 11; i >= 0; i-- ) {
 113         center_disk_vl->add( upper_vertex[i] );
 114         center_disk_cl->add( color );
 115     }
 116     center_disk_vl->add( upper_vertex[11] );
 117     center_disk_cl->add( color );
 118
 119     // generate the upper ring
 120     for ( i = 0; i < 12; i++ ) {
 121         upper_ring_vl->add( middle_vertex[i] );
 122         upper_ring_cl->add( color );
 123
 124         upper_ring_vl->add( upper_vertex[i] );
 125         upper_ring_cl->add( color );
 126     }
 127     upper_ring_vl->add( middle_vertex[0] );
 128     upper_ring_cl->add( color );
 129
 130     upper_ring_vl->add( upper_vertex[0] );
 131     upper_ring_cl->add( color );
 132
 133     // generate middle ring
 134     for ( i = 0; i < 12; i++ ) {
 135         middle_ring_vl->add( lower_vertex[i] );
 136         middle_ring_cl->add( color );
 137
 138         middle_ring_vl->add( middle_vertex[i] );
 139         middle_ring_cl->add( color );
 140     }
 141     middle_ring_vl->add( lower_vertex[0] );
 142     middle_ring_cl->add( color );
 143
 144     middle_ring_vl->add( middle_vertex[0] );
 145     middle_ring_cl->add( color );
 146
 147     // generate lower ring
 148     for ( i = 0; i < 12; i++ ) {
 149         lower_ring_vl->add( bottom_vertex[i] );
 150         lower_ring_cl->add( color );
 151
 152         lower_ring_vl->add( lower_vertex[i] );
 153         lower_ring_cl->add( color );
 154     }
 155     lower_ring_vl->add( bottom_vertex[0] );
 156     lower_ring_cl->add( color );
 157
 158     lower_ring_vl->add( lower_vertex[0] );
 159     lower_ring_cl->add( color );
 160
 161     // force a repaint of the sky colors with ugly defaults
 162     sgVec3 fog_color;
 163     sgSetVec3( fog_color, 1.0, 1.0, 1.0 );
 164     repaint( color, fog_color, 0.0 );
 165
 166     // build the ssg scene graph sub tree for the sky and connected
 167     // into the provide scene graph branch
 168     dome_selector = new ssgSelector;
 169     dome_transform = new ssgTransform;
 170
 171     ssgVtxTable *center_disk, *upper_ring, *middle_ring, *lower_ring;
 172
 173     center_disk = new ssgVtxTable( GL_TRIANGLE_FAN,
 174                                    center_disk_vl, NULL, NULL, center_disk_cl );
 175
 176     upper_ring = new ssgVtxTable( GL_TRIANGLE_STRIP,
 177                                   upper_ring_vl, NULL, NULL, upper_ring_cl );
 178
 179     middle_ring = new ssgVtxTable( GL_TRIANGLE_STRIP,
 180                                    middle_ring_vl, NULL, NULL, middle_ring_cl );
 181
 182     lower_ring = new ssgVtxTable( GL_TRIANGLE_STRIP,
 183                                   lower_ring_vl, NULL, NULL, lower_ring_cl );
 184
 185     center_disk->setState( dome_state );
 186     upper_ring->setState( dome_state );
 187     middle_ring->setState( dome_state );
 188     lower_ring->setState( dome_state );
 189
 190     dome_transform->addKid( center_disk );
 191     dome_transform->addKid( upper_ring );
 192     dome_transform->addKid( middle_ring );
 193     dome_transform->addKid( lower_ring );
 194
 195     dome_selector->addKid( dome_transform );
 196     dome_selector->clrTraversalMaskBits( SSGTRAV_HOT );
 197
 198     dome->addKid( dome_selector );
 199
 200     return true;
 201 }
 202
 203
 204 #if 0
 205 /*************************************************************************
 206  * Star::Star(FGTime *t)
 207  * Public constructor for class Star
 208  * Argument: The current time.
 209  * the hard coded orbital elements our sun are passed to
 210  * CelestialBody::CelestialBody();
 211  * note that the word sun is avoided, in order to prevent some compilation
 212  * problems on sun systems
 213  ************************************************************************/
 214 Star::Star(FGTime *t) :
 215   CelestialBody (0.000000,  0.0000000000,
 216                  0.0000,    0.00000,
 217                  282.9404,  4.7093500E-5,
 218                  1.0000000, 0.000000,
 219                  0.016709,  -1.151E-9,
 220                  356.0470,  0.98560025850, t)
 221 {
 222
 223   FG_LOG( FG_GENERAL, FG_INFO, "Initializing Sun Texture");
 224 #ifdef GL_VERSION_1_1
 225   xglGenTextures(1, &sun_texid);
 226   xglBindTexture(GL_TEXTURE_2D, sun_texid);
 227 #elif GL_EXT_texture_object
 228   xglGenTexturesEXT(1, &sun_texid);
 229   xglBindTextureEXT(GL_TEXTURE_2D, sun_texid);
 230 #else
 231 #  error port me
 232 #endif
 233
 234   glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 235   glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
 236   glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
 237   setTexture();
 238   glTexImage2D( GL_TEXTURE_2D,
 239                 0,
 240                 GL_RGBA,
 241                 256, 256,
 242                 0,
 243                 GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE,
 244                 sun_texbuf);
 245
 246   SunObject = gluNewQuadric();
 247   if(SunObject == NULL)
 248     {
 249       printf("gluNewQuadric(SunObject) failed  !\n");
 250       exit(0);
 251     }
 252
 253   //SunList = 0;
 254   distance = 0.0;
 255 }
 256
 257 Star::~Star()
 258 {
 259   //delete SunObject;
 260   delete [] sun_texbuf;
 261 }
 262
 263
 264
 265 static int texWidth = 256;      /* 64x64 is plenty */
 266
 267 void Star::setTexture()
 268 {
 269   int texSize;
 270   //void *textureBuf;
 271   GLubyte *p;
 272   int i,j;
 273   double radius;
 274
 275   texSize = texWidth*texWidth;
 276
 277   sun_texbuf = new GLubyte[texSize*4];
 278   if (!sun_texbuf)
 279     return;  // Ugly!
 280
 281   p = sun_texbuf;
 282
 283   radius = (double)(texWidth / 2);
 284
 285   for (i=0; i < texWidth; i++) {
 286     for (j=0; j < texWidth; j++) {
 287       double x, y, d;
 288
 289       *p = 0xff;
 290       *(p+1) = 0xff;
 291       *(p+2) = 0xff;
 292
 293       x = fabs((double)(i - (texWidth / 2)));
 294       y = fabs((double)(j - (texWidth / 2)));
 295
 296       d = sqrt((x * x) + (y * y));
 297       if (d < radius) {
 298           double t = 1.0 - (d / radius); // t is 1.0 at center, 0.0 at edge */
 299           // inverse square looks nice
 300           *(p+3) = (int)((double) 0xff * (t*t));
 301       } else {
 302           *(p+3) = 0x00;
 303       }
 304       p += 4;
 305     }
 306   }
 307   //gluBuild2DMipmaps(GL_TEXTURE_2D, 1, texWidth, texWidth,
 308   //        GL_LUMINANCE,
 309   //        GL_UNSIGNED_BYTE, textureBuf);
 310   //free(textureBuf);
 311 }
 312 /*************************************************************************
 313  * void Jupiter::updatePosition(FGTime *t, Star *ourSun)
 314  *
 315  * calculates the current position of our sun.
 316  *************************************************************************/
 317 void Star::updatePosition(FGTime *t)
 318 {
 319   double
 320     actTime, eccAnom,
 321     xv, yv, v, r,
 322     xe, ye, ze, ecl;
 323
 324   updateOrbElements(t);
 325
 326   actTime = fgCalcActTime(t);
 327   ecl = DEG_TO_RAD * (23.4393 - 3.563E-7 * actTime); // Angle in Radians
 328   eccAnom = fgCalcEccAnom(M, e);  // Calculate the eccentric Anomaly (also known as solving Kepler's equation)
 329
 330   xv = cos(eccAnom) - e;
 331   yv = sqrt (1.0 - e*e) * sin(eccAnom);
 332   v = atan2 (yv, xv);                   // the sun's true anomaly
 333   distance = r = sqrt (xv*xv + yv*yv);  // and its distance
 334
 335   lonEcl = v + w; // the sun's true longitude
 336   latEcl = 0;
 337
 338   // convert the sun's true longitude to ecliptic rectangular
 339   // geocentric coordinates (xs, ys)
 340   xs = r * cos (lonEcl);
 341   ys = r * sin (lonEcl);
 342
 343   // convert ecliptic coordinates to equatorial rectangular
 344   // geocentric coordinates
 345
 346   xe = xs;
 347   ye = ys * cos (ecl);
 348   ze = ys * sin (ecl);
 349
 350   // And finally, calculate right ascension and declination
 351   rightAscension = atan2 (ye, xe);
 352   declination = atan2 (ze, sqrt (xe*xe + ye*ye));
 353 }
 354
 355 void Star::newImage(void)
 356 {
 357   /*static float stars[3];
 358   stars[0] = 0.0;
 359   stars[1] = 0.0;
 360   stars[2] = 1.0;*/
 361
 362   fgLIGHT *l = &cur_light_params;
 363   float sun_angle = l->sun_angle;
 364
 365   if( sun_angle*RAD_TO_DEG < 100 ) { // else no need to draw sun
 366
 367
 368     double x_2, x_4, x_8, x_10;
 369     GLfloat ambient;
 370     GLfloat amb[4];
 371     int sun_size = 550;
 372
 373     // daily variation sun gets larger near horizon
 374     /*if(sun_angle*RAD_TO_DEG > 84.0 && sun_angle*RAD_TO_DEG < 95)
 375       {
 376       double sun_grow = 9*fabs(94-sun_angle*RAD_TO_DEG);
 377       sun_size = (int)(sun_size + sun_size * cos(sun_grow*DEG_TO_RAD));
 378       }*/
 379     x_2 = sun_angle * sun_angle;
 380     x_4 = x_2 * x_2;
 381     x_8 = x_4 * x_4;
 382     x_10 = x_8 * x_2;
 383     ambient = (float)(0.4 * pow (1.1, - x_10 / 30.0));
 384     if (ambient < 0.3) ambient = 0.3;
 385     if (ambient > 1.0) ambient = 1.0;
 386
 387     amb[0] = ((ambient * 6.0)  - 1.0); // minimum value = 0.8
 388     amb[1] = ((ambient * 11.0) - 3.0); // minimum value = 0.3
 389     amb[2] = ((ambient * 12.0) - 3.6); // minimum value = 0.0
 390     amb[3] = 1.00;
 391
 392     if (amb[0] > 1.0) amb[0] = 1.0;
 393     if (amb[1] > 1.0) amb[1] = 1.0;
 394     if (amb[2] > 1.0) amb[2] = 1.0;
 395     xglColor3fv(amb);
 396     glPushMatrix();
 397     {
 398       xglRotatef(((RAD_TO_DEG * rightAscension)- 90.0), 0.0, 0.0, 1.0);
 399       xglRotatef((RAD_TO_DEG * declination), 1.0, 0.0, 0.0);
 400       xglTranslatef(0,60000,0);
 401       if (current_options.get_textures())
 402         {
 403           glEnable(GL_TEXTURE_2D); // TEXTURE ENABLED
 404           glEnable(GL_BLEND);   // BLEND ENABLED
 405
 406           // glBlendFunc(GL_ONE, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 407           glBlendFunc ( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA ) ;
 408           glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_MODULATE);
 409           glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, sun_texid);
 410
 411           glBegin(GL_QUADS);
 412           glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-5000, 0.0, -5000);
 413           glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 5000, 0.0, -5000);
 414           glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 5000, 0.0,  5000);
 415           glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-5000, 0.0,  5000);
 416           glEnd();
 417         }
 418       xglDisable(GL_TEXTURE_2D); // TEXTURE DISABLED
 419       xglDisable(GL_BLEND);     // BLEND DISABLED
 420     }
 421
 422     glPopMatrix();
 423     glDisable(GL_LIGHTING);     // LIGHTING DISABLED
 424     glDisable(GL_BLEND);        // BLEND DISABLED
 425     glPushMatrix();
 426     {
 427       xglRotatef(((RAD_TO_DEG * rightAscension)- 90.0), 0.0, 0.0, 1.0);
 428       xglRotatef((RAD_TO_DEG * declination), 1.0, 0.0, 0.0);
 429       xglColor4fv(amb);
 430       xglTranslatef(0,60000,0);
 431       gluSphere( SunObject,  sun_size, 10, 10 );
 432       }
 433     glPopMatrix();
 434     glDisable(GL_TEXTURE_2D);   // TEXTURE DISABLED
 435     glDisable(GL_BLEND);        // BLEND DISABLED
 436   }
 437 }
 438 #endif