simgear/sky/stars.cxx

   1 // stars.cxx -- model the stars
   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 "stars.hxx"
  37
  38 #if !defined (SG_HAVE_NATIVE_SGI_COMPILERS)
  39 SG_USING_STD(cout);
  40 SG_USING_STD(endl);
  41 #endif
  42
  43
  44 // Set up star rendering call backs
  45 static int sgStarPreDraw( ssgEntity *e ) {
  46     /* cout << endl << "Star 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
  54     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  55     glDisable( GL_FOG );
  56     // glBlendFunc ( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA ) ;
  57
  58     return true;
  59 }
  60
  61 static int sgStarPostDraw( ssgEntity *e ) {
  62     /* cout << endl << "Star post draw" << endl << "----------------"
  63        << endl << endl; */
  64
  65     glPopAttrib();
  66
  67     // glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  68     // glEnable( GL_FOG );
  69
  70     return true;
  71 }
  72
  73
  74 // Constructor
  75 SGStars::SGStars( void ) :
  76 old_phase(-1)
  77 {
  78 }
  79
  80
  81 // Destructor
  82 SGStars::~SGStars( void ) {
  83 }
  84
  85
  86 // initialize the stars object and connect it into our scene graph root
  87 ssgBranch * SGStars::build( int num, sgdVec3 *star_data, double star_dist ) {
  88     sgVec4 color;
  89
  90     if ( star_data == NULL ) {
  91         cout << "WARNING: null star data passed to SGStars::build()" << endl;
  92     }
  93
  94     // set up the orb state
  95     state = new ssgSimpleState();
  96     state->disable( GL_LIGHTING );
  97     state->disable( GL_CULL_FACE );
  98     state->disable( GL_TEXTURE_2D );
  99     state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
 100     state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
 101     state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
 102     state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
 103     state->enable( GL_BLEND );
 104     state->disable( GL_ALPHA_TEST );
 105
 106     vl = new ssgVertexArray( num );
 107     cl = new ssgColourArray( num );
 108     // cl = new ssgColourArray( 1 );
 109     // sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 110     // cl->add( color );
 111
 112     // Build ssg structure
 113     sgVec3 p;
 114     for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 115         // position seeded to arbitrary values
 116         sgSetVec3( p,
 117                    star_dist * cos( star_data[i][0] )
 118                    * cos( star_data[i][1] ),
 119                    star_dist * sin( star_data[i][0] )
 120                    * cos( star_data[i][1] ),
 121                    star_dist * sin( star_data[i][1] )
 122                    );
 123         vl->add( p );
 124
 125         // color (magnitude)
 126         sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 127         cl->add( color );
 128     }
 129
 130     ssgLeaf *stars_obj =
 131         new ssgVtxTable ( GL_POINTS, vl, NULL, NULL, cl );
 132     stars_obj->setState( state );
 133     stars_obj->setCallback( SSG_CALLBACK_PREDRAW, sgStarPreDraw );
 134     stars_obj->setCallback( SSG_CALLBACK_POSTDRAW, sgStarPostDraw );
 135
 136     // build the ssg scene graph sub tree for the sky and connected
 137     // into the provide scene graph branch
 138     stars_transform = new ssgTransform;
 139
 140     stars_transform->addKid( stars_obj );
 141
 142     cout << "stars = " << stars_transform << endl;
 143
 144     return stars_transform;
 145 }
 146
 147
 148 // repaint the sun colors based on current value of sun_angle in
 149 // degrees relative to verticle
 150 // 0 degrees = high noon
 151 // 90 degrees = sun rise/set
 152 // 180 degrees = darkest midnight
 153 bool SGStars::repaint( double sun_angle, int num, sgdVec3 *star_data ) {
 154     // cout << "repainting stars" << endl;
 155     // double min = 100;
 156     // double max = -100;
 157     double mag, nmag, alpha, factor, cutoff;
 158     float *color;
 159
 160     int phase;
 161
 162     // determine which star structure to draw
 163     if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 10.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 164         // deep night
 165         factor = 1.0;
 166         cutoff = 4.5;
 167         phase = 0;
 168     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 8.8 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 169         factor = 1.0;
 170         cutoff = 3.8;
 171         phase = 1;
 172     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 7.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 173         factor = 0.95;
 174         cutoff = 3.1;
 175         phase = 2;
 176     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 7.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 177         factor = 0.9;
 178         cutoff = 2.4;
 179         phase = 3;
 180     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 6.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 181         factor = 0.85;
 182         cutoff = 1.8;
 183         phase = 4;
 184     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 6.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 185         factor = 0.8;
 186         cutoff = 1.2;
 187         phase = 5;
 188     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 5.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 189         factor = 0.75;
 190         cutoff = 0.6;
 191         phase = 6;
 192     } else {
 193         // early dusk or late dawn
 194         factor = 0.7;
 195         cutoff = 0.0;
 196         phase = 7;
 197     }
 198
 199     if( phase != old_phase ) {
 200         // cout << "  phase change, repainting stars, num = " << num << endl;
 201         old_phase = phase;
 202         for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 203             // if ( star_data[i][2] < min ) { min = star_data[i][2]; }
 204             // if ( star_data[i][2] > max ) { max = star_data[i][2]; }
 205
 206             // magnitude ranges from -1 (bright) to 4 (dim).  The
 207             // range of star and planet magnitudes can actually go
 208             // outside of this, but for our purpose, if it is brighter
 209             // that -1, we'll color it full white/alpha anyway and 4
 210             // is a convenient cutoff point which keeps the number of
 211             // stars drawn at about 500.
 212
 213             // color (magnitude)
 214             mag = star_data[i][2];
 215             if ( mag < cutoff ) {
 216                 nmag = ( 4.5 - mag ) / 5.5; // translate to 0 ... 1.0 scale
 217                 // alpha = nmag * 0.7 + 0.3; // translate to a 0.3 ... 1.0 scale
 218                 alpha = nmag * 0.85 + 0.15; // translate to a 0.15 ... 1.0 scale
 219                 alpha *= factor;          // dim when the sun is brighter
 220             } else {
 221                 alpha = 0.0;
 222             }
 223
 224             if (alpha > 1.0) { alpha = 1.0; }
 225             if (alpha < 0.0) { alpha = 0.0; }
 226
 227             color = cl->get( i );
 228             sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, alpha );
 229             // cout << "alpha[" << i << "] = " << alpha << endl;
 230         }
 231     } else {
 232         // cout << "  no phase change, skipping" << endl;
 233     }
 234
 235     // cout << "min = " << min << " max = " << max << " count = " << num
 236     //      << endl;
 237
 238     return true;
 239 }
 240
 241
 242 // reposition the stars for the specified time (GST rotation),
 243 // offset by our current position (p) so that it appears fixed at a
 244 // great distance from the viewer.
 245 bool SGStars::reposition( sgVec3 p, double angle )
 246 {
 247     sgMat4 T1, GST;
 248     sgVec3 axis;
 249
 250     sgMakeTransMat4( T1, p );
 251
 252     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, -1.0 );
 253     sgMakeRotMat4( GST, angle, axis );
 254
 255     sgMat4 TRANSFORM;
 256     sgCopyMat4( TRANSFORM, T1 );
 257     sgPreMultMat4( TRANSFORM, GST );
 258
 259     sgCoord skypos;
 260     sgSetCoord( &skypos, TRANSFORM );
 261
 262     stars_transform->setTransform( &skypos );
 263
 264     return true;
 265 }