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 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 "stars.hxx"
  39
  40
  41 // Set up star rendering call backs
  42 static int sgStarPreDraw( ssgEntity *e ) {
  43     /* cout << endl << "Star pre draw" << endl << "----------------"
  44          << endl << endl; */
  45     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  46     glDisable( GL_FOG );
  47     glBlendFunc ( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA ) ;
  48
  49     return true;
  50 }
  51
  52 static int sgStarPostDraw( ssgEntity *e ) {
  53     /* cout << endl << "Star post draw" << endl << "----------------"
  54          << endl << endl; */
  55     glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  56     glEnable( GL_FOG );
  57
  58     return true;
  59 }
  60
  61
  62 // Constructor
  63 SGStars::SGStars( void ) {
  64 }
  65
  66
  67 // Destructor
  68 SGStars::~SGStars( void ) {
  69 }
  70
  71
  72 // initialize the stars object and connect it into our scene graph root
  73 ssgBranch * SGStars::build( int num, sgdVec3 *star_data, double star_dist ) {
  74     sgVec4 color;
  75
  76     if ( star_data == NULL ) {
  77         cout << "WARNING: null star data passed to SGStars::build()" << endl;
  78     }
  79
  80     // set up the orb state
  81     state = new ssgSimpleState();
  82     state->disable( GL_LIGHTING );
  83     state->disable( GL_CULL_FACE );
  84     state->disable( GL_TEXTURE_2D );
  85     state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
  86     state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
  87     state->enable( GL_BLEND );
  88     state->disable( GL_ALPHA_TEST );
  89
  90     vl = new ssgVertexArray( num );
  91     cl = new ssgColourArray( num );
  92     // cl = new ssgColourArray( 1 );
  93     // sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
  94     // cl->add( color );
  95
  96     // Build ssg structure
  97     sgVec3 p;
  98     for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
  99         // position seeded to arbitrary values
 100         sgSetVec3( p,
 101                    star_dist * cos( star_data[i][0] )
 102                        * cos( star_data[i][1] ),
 103                    star_dist * sin( star_data[i][0] )
 104                        * cos( star_data[i][1] ),
 105                    star_dist * sin( star_data[i][1] )
 106                    );
 107         vl->add( p );
 108
 109         // color (magnitude)
 110         sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 111         cl->add( color );
 112     }
 113
 114     ssgLeaf *stars_obj =
 115         new ssgVtxTable ( GL_POINTS, vl, NULL, NULL, cl );
 116     stars_obj->setState( state );
 117     stars_obj->setCallback( SSG_CALLBACK_PREDRAW, sgStarPreDraw );
 118     stars_obj->setCallback( SSG_CALLBACK_POSTDRAW, sgStarPostDraw );
 119
 120     // build the ssg scene graph sub tree for the sky and connected
 121     // into the provide scene graph branch
 122     stars_transform = new ssgTransform;
 123
 124     stars_transform->addKid( stars_obj );
 125
 126     cout << "stars = " << stars_transform << endl;
 127
 128     return stars_transform;
 129 }
 130
 131
 132 // repaint the sun colors based on current value of sun_angle in
 133 // degrees relative to verticle
 134 // 0 degrees = high noon
 135 // 90 degrees = sun rise/set
 136 // 180 degrees = darkest midnight
 137 bool SGStars::repaint( double sun_angle, int num, sgdVec3 *star_data ) {
 138     // double min = 100;
 139     // double max = -100;
 140     double mag, nmag, alpha, factor, cutoff;
 141     float *color;
 142
 143     // determine which star structure to draw
 144     if ( sun_angle > (FG_PI_2 + 10.0 * DEG_TO_RAD ) ) {
 145         // deep night
 146         factor = 1.0;
 147         cutoff = 4.5;
 148     } else if ( sun_angle > (FG_PI_2 + 8.8 * DEG_TO_RAD ) ) {
 149         factor = 1.0;
 150         cutoff = 3.8;
 151     } else if ( sun_angle > (FG_PI_2 + 7.5 * DEG_TO_RAD ) ) {
 152         factor = 0.95;
 153         cutoff = 3.1;
 154     } else if ( sun_angle > (FG_PI_2 + 7.0 * DEG_TO_RAD ) ) {
 155         factor = 0.9;
 156         cutoff = 2.4;
 157     } else if ( sun_angle > (FG_PI_2 + 6.5 * DEG_TO_RAD ) ) {
 158         factor = 0.85;
 159         cutoff = 1.8;
 160     } else if ( sun_angle > (FG_PI_2 + 6.0 * DEG_TO_RAD ) ) {
 161         factor = 0.8;
 162         cutoff = 1.2;
 163     } else if ( sun_angle > (FG_PI_2 + 5.5 * DEG_TO_RAD ) ) {
 164         factor = 0.75;
 165         cutoff = 0.6;
 166     } else {
 167         // early dusk or late dawn
 168         factor = 0.7;
 169         cutoff = 0.0;
 170     }
 171
 172     for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 173         // if ( star_data[i][2] < min ) { min = star_data[i][2]; }
 174         // if ( star_data[i][2] > max ) { max = star_data[i][2]; }
 175
 176         // magnitude ranges from -1 (bright) to 4 (dim).  The range of
 177         // star and planet magnitudes can actually go outside of this,
 178         // but for our purpose, if it is brighter that -1, we'll color
 179         // it full white/alpha anyway and 4 is a convenient cutoff
 180         // point which keeps the number of stars drawn at about 500.
 181
 182         // color (magnitude)
 183         mag = star_data[i][2];
 184         if ( mag < cutoff ) {
 185             nmag = ( 4.5 - mag ) / 5.5; // translate to 0 ... 1.0 scale
 186             // alpha = nmag * 0.7 + 0.3; // translate to a 0.3 ... 1.0 scale
 187             alpha = nmag * 0.85 + 0.15; // translate to a 0.15 ... 1.0 scale
 188             alpha *= factor;          // dim when the sun is brighter
 189         } else {
 190             alpha = 0.0;
 191         }
 192
 193         if (alpha > 1.0) { alpha = 1.0; }
 194         if (alpha < 0.0) { alpha = 0.0; }
 195
 196         color = cl->get( i );
 197         sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, alpha );
 198         // cout << "alpha[" << i << "] = " << alpha << endl;
 199     }
 200
 201     // cout << "min = " << min << " max = " << max << " count = " << num
 202     //      << endl;
 203
 204     return true;
 205 }
 206
 207
 208 // reposition the stars for the specified time (GST rotation),
 209 // offset by our current position (p) so that it appears fixed at a
 210 // great distance from the viewer.
 211 bool SGStars::reposition( sgVec3 p, double angle )
 212 {
 213     sgMat4 T1, GST;
 214     sgVec3 axis;
 215
 216     sgMakeTransMat4( T1, p );
 217
 218     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, -1.0 );
 219     sgMakeRotMat4( GST, angle, axis );
 220
 221     sgMat4 TRANSFORM;
 222     sgCopyMat4( TRANSFORM, T1 );
 223     sgPreMultMat4( TRANSFORM, GST );
 224
 225     sgCoord skypos;
 226     sgSetCoord( &skypos, TRANSFORM );
 227
 228     stars_transform->setTransform( &skypos );
 229
 230     return true;
 231 }