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 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  29 #  include <config.h>
  30 #endif
  31
  32 #include <stdio.h>
  33 #include <iostream>
  34
  35 #include <plib/sg.h>
  36 #include <plib/ssg.h>
  37
  38 #include "stars.hxx"
  39
  40 #ifdef _MSC_VER
  41 FG_USING_STD(cout);
  42 FG_USING_STD(endl);
  43 #endif
  44
  45
  46 // Set up star rendering call backs
  47 static int sgStarPreDraw( ssgEntity *e ) {
  48     /* cout << endl << "Star pre draw" << endl << "----------------"
  49          << endl << endl; */
  50     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  51     glDisable( GL_FOG );
  52     glBlendFunc ( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA ) ;
  53
  54     return true;
  55 }
  56
  57 static int sgStarPostDraw( ssgEntity *e ) {
  58     /* cout << endl << "Star post draw" << endl << "----------------"
  59          << endl << endl; */
  60     glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  61     glEnable( GL_FOG );
  62
  63     return true;
  64 }
  65
  66
  67 // Constructor
  68 SGStars::SGStars( void ) {
  69 }
  70
  71
  72 // Destructor
  73 SGStars::~SGStars( void ) {
  74 }
  75
  76
  77 // initialize the stars object and connect it into our scene graph root
  78 ssgBranch * SGStars::build( int num, sgdVec3 *star_data, double star_dist ) {
  79     sgVec4 color;
  80
  81     if ( star_data == NULL ) {
  82         cout << "WARNING: null star data passed to SGStars::build()" << endl;
  83     }
  84
  85     // set up the orb state
  86     state = new ssgSimpleState();
  87     state->disable( GL_LIGHTING );
  88     state->disable( GL_CULL_FACE );
  89     state->disable( GL_TEXTURE_2D );
  90     state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
  91     state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
  92     state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
  93     state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
  94     state->enable( GL_BLEND );
  95     state->disable( GL_ALPHA_TEST );
  96
  97     vl = new ssgVertexArray( num );
  98     cl = new ssgColourArray( num );
  99     // cl = new ssgColourArray( 1 );
 100     // sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 101     // cl->add( color );
 102
 103     // Build ssg structure
 104     sgVec3 p;
 105     for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 106         // position seeded to arbitrary values
 107         sgSetVec3( p,
 108                    star_dist * cos( star_data[i][0] )
 109                        * cos( star_data[i][1] ),
 110                    star_dist * sin( star_data[i][0] )
 111                        * cos( star_data[i][1] ),
 112                    star_dist * sin( star_data[i][1] )
 113                    );
 114         vl->add( p );
 115
 116         // color (magnitude)
 117         sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 118         cl->add( color );
 119     }
 120
 121     ssgLeaf *stars_obj =
 122         new ssgVtxTable ( GL_POINTS, vl, NULL, NULL, cl );
 123     stars_obj->setState( state );
 124     stars_obj->setCallback( SSG_CALLBACK_PREDRAW, sgStarPreDraw );
 125     stars_obj->setCallback( SSG_CALLBACK_POSTDRAW, sgStarPostDraw );
 126
 127     // build the ssg scene graph sub tree for the sky and connected
 128     // into the provide scene graph branch
 129     stars_transform = new ssgTransform;
 130
 131     stars_transform->addKid( stars_obj );
 132
 133     cout << "stars = " << stars_transform << endl;
 134
 135     return stars_transform;
 136 }
 137
 138
 139 // repaint the sun colors based on current value of sun_angle in
 140 // degrees relative to verticle
 141 // 0 degrees = high noon
 142 // 90 degrees = sun rise/set
 143 // 180 degrees = darkest midnight
 144 bool SGStars::repaint( double sun_angle, int num, sgdVec3 *star_data ) {
 145     // double min = 100;
 146     // double max = -100;
 147     double mag, nmag, alpha, factor, cutoff;
 148     float *color;
 149
 150     // determine which star structure to draw
 151     if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 10.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 152         // deep night
 153         factor = 1.0;
 154         cutoff = 4.5;
 155     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 8.8 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 156         factor = 1.0;
 157         cutoff = 3.8;
 158     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 7.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 159         factor = 0.95;
 160         cutoff = 3.1;
 161     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 7.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 162         factor = 0.9;
 163         cutoff = 2.4;
 164     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 6.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 165         factor = 0.85;
 166         cutoff = 1.8;
 167     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 6.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 168         factor = 0.8;
 169         cutoff = 1.2;
 170     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 5.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 171         factor = 0.75;
 172         cutoff = 0.6;
 173     } else {
 174         // early dusk or late dawn
 175         factor = 0.7;
 176         cutoff = 0.0;
 177     }
 178
 179     for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 180         // if ( star_data[i][2] < min ) { min = star_data[i][2]; }
 181         // if ( star_data[i][2] > max ) { max = star_data[i][2]; }
 182
 183         // magnitude ranges from -1 (bright) to 4 (dim).  The range of
 184         // star and planet magnitudes can actually go outside of this,
 185         // but for our purpose, if it is brighter that -1, we'll color
 186         // it full white/alpha anyway and 4 is a convenient cutoff
 187         // point which keeps the number of stars drawn at about 500.
 188
 189         // color (magnitude)
 190         mag = star_data[i][2];
 191         if ( mag < cutoff ) {
 192             nmag = ( 4.5 - mag ) / 5.5; // translate to 0 ... 1.0 scale
 193             // alpha = nmag * 0.7 + 0.3; // translate to a 0.3 ... 1.0 scale
 194             alpha = nmag * 0.85 + 0.15; // translate to a 0.15 ... 1.0 scale
 195             alpha *= factor;          // dim when the sun is brighter
 196         } else {
 197             alpha = 0.0;
 198         }
 199
 200         if (alpha > 1.0) { alpha = 1.0; }
 201         if (alpha < 0.0) { alpha = 0.0; }
 202
 203         color = cl->get( i );
 204         sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, alpha );
 205         // cout << "alpha[" << i << "] = " << alpha << endl;
 206     }
 207
 208     // cout << "min = " << min << " max = " << max << " count = " << num
 209     //      << endl;
 210
 211     return true;
 212 }
 213
 214
 215 // reposition the stars for the specified time (GST rotation),
 216 // offset by our current position (p) so that it appears fixed at a
 217 // great distance from the viewer.
 218 bool SGStars::reposition( sgVec3 p, double angle )
 219 {
 220     sgMat4 T1, GST;
 221     sgVec3 axis;
 222
 223     sgMakeTransMat4( T1, p );
 224
 225     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, -1.0 );
 226     sgMakeRotMat4( GST, angle, axis );
 227
 228     sgMat4 TRANSFORM;
 229     sgCopyMat4( TRANSFORM, T1 );
 230     sgPreMultMat4( TRANSFORM, GST );
 231
 232     sgCoord skypos;
 233     sgSetCoord( &skypos, TRANSFORM );
 234
 235     stars_transform->setTransform( &skypos );
 236
 237     return true;
 238 }