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 <simgear/compiler.h>
  33
  34 #include <stdio.h>
  35 #include STL_IOSTREAM
  36
  37 #include <plib/sg.h>
  38 #include <plib/ssg.h>
  39
  40 #include <compiler.h>
  41
  42 #include "stars.hxx"
  43
  44 #if !defined (FG_HAVE_NATIVE_SGI_COMPILERS)
  45 FG_USING_STD(cout);
  46 FG_USING_STD(endl);
  47 #endif
  48
  49
  50 // Set up star rendering call backs
  51 static int sgStarPreDraw( ssgEntity *e ) {
  52     /* cout << endl << "Star pre draw" << endl << "----------------"
  53          << endl << endl; */
  54
  55     ssgLeaf *f = (ssgLeaf *)e;
  56     if ( f -> hasState () ) f->getState()->apply() ;
  57
  58     glPushAttrib( GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_FOG_BIT );
  59
  60     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  61     glDisable( GL_FOG );
  62     // glBlendFunc ( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA ) ;
  63
  64     return true;
  65 }
  66
  67 static int sgStarPostDraw( ssgEntity *e ) {
  68     /* cout << endl << "Star post draw" << endl << "----------------"
  69          << endl << endl; */
  70
  71     glPopAttrib();
  72
  73     // glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  74     // glEnable( GL_FOG );
  75
  76     return true;
  77 }
  78
  79
  80 // Constructor
  81 SGStars::SGStars( void ) {
  82 }
  83
  84
  85 // Destructor
  86 SGStars::~SGStars( void ) {
  87 }
  88
  89
  90 // initialize the stars object and connect it into our scene graph root
  91 ssgBranch * SGStars::build( int num, sgdVec3 *star_data, double star_dist ) {
  92     sgVec4 color;
  93
  94     if ( star_data == NULL ) {
  95         cout << "WARNING: null star data passed to SGStars::build()" << endl;
  96     }
  97
  98     // set up the orb state
  99     state = new ssgSimpleState();
 100     state->disable( GL_LIGHTING );
 101     state->disable( GL_CULL_FACE );
 102     state->disable( GL_TEXTURE_2D );
 103     state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
 104     state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
 105     state->setMaterial( GL_EMISSION, 0, 0, 0, 1 );
 106     state->setMaterial( GL_SPECULAR, 0, 0, 0, 1 );
 107     state->enable( GL_BLEND );
 108     state->disable( GL_ALPHA_TEST );
 109
 110     vl = new ssgVertexArray( num );
 111     cl = new ssgColourArray( num );
 112     // cl = new ssgColourArray( 1 );
 113     // sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 114     // cl->add( color );
 115
 116     // Build ssg structure
 117     sgVec3 p;
 118     for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 119         // position seeded to arbitrary values
 120         sgSetVec3( p,
 121                    star_dist * cos( star_data[i][0] )
 122                        * cos( star_data[i][1] ),
 123                    star_dist * sin( star_data[i][0] )
 124                        * cos( star_data[i][1] ),
 125                    star_dist * sin( star_data[i][1] )
 126                    );
 127         vl->add( p );
 128
 129         // color (magnitude)
 130         sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 131         cl->add( color );
 132     }
 133
 134     ssgLeaf *stars_obj =
 135         new ssgVtxTable ( GL_POINTS, vl, NULL, NULL, cl );
 136     stars_obj->setState( state );
 137     stars_obj->setCallback( SSG_CALLBACK_PREDRAW, sgStarPreDraw );
 138     stars_obj->setCallback( SSG_CALLBACK_POSTDRAW, sgStarPostDraw );
 139
 140     // build the ssg scene graph sub tree for the sky and connected
 141     // into the provide scene graph branch
 142     stars_transform = new ssgTransform;
 143
 144     stars_transform->addKid( stars_obj );
 145
 146     cout << "stars = " << stars_transform << endl;
 147
 148     return stars_transform;
 149 }
 150
 151
 152 // repaint the sun colors based on current value of sun_angle in
 153 // degrees relative to verticle
 154 // 0 degrees = high noon
 155 // 90 degrees = sun rise/set
 156 // 180 degrees = darkest midnight
 157 bool SGStars::repaint( double sun_angle, int num, sgdVec3 *star_data ) {
 158     // double min = 100;
 159     // double max = -100;
 160     double mag, nmag, alpha, factor, cutoff;
 161     float *color;
 162
 163     // determine which star structure to draw
 164     if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 10.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 165         // deep night
 166         factor = 1.0;
 167         cutoff = 4.5;
 168     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 8.8 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 169         factor = 1.0;
 170         cutoff = 3.8;
 171     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 7.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 172         factor = 0.95;
 173         cutoff = 3.1;
 174     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 7.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 175         factor = 0.9;
 176         cutoff = 2.4;
 177     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 6.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 178         factor = 0.85;
 179         cutoff = 1.8;
 180     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 6.0 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 181         factor = 0.8;
 182         cutoff = 1.2;
 183     } else if ( sun_angle > (0.5 * SGD_PI + 5.5 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS ) ) {
 184         factor = 0.75;
 185         cutoff = 0.6;
 186     } else {
 187         // early dusk or late dawn
 188         factor = 0.7;
 189         cutoff = 0.0;
 190     }
 191
 192     for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 193         // if ( star_data[i][2] < min ) { min = star_data[i][2]; }
 194         // if ( star_data[i][2] > max ) { max = star_data[i][2]; }
 195
 196         // magnitude ranges from -1 (bright) to 4 (dim).  The range of
 197         // star and planet magnitudes can actually go outside of this,
 198         // but for our purpose, if it is brighter that -1, we'll color
 199         // it full white/alpha anyway and 4 is a convenient cutoff
 200         // point which keeps the number of stars drawn at about 500.
 201
 202         // color (magnitude)
 203         mag = star_data[i][2];
 204         if ( mag < cutoff ) {
 205             nmag = ( 4.5 - mag ) / 5.5; // translate to 0 ... 1.0 scale
 206             // alpha = nmag * 0.7 + 0.3; // translate to a 0.3 ... 1.0 scale
 207             alpha = nmag * 0.85 + 0.15; // translate to a 0.15 ... 1.0 scale
 208             alpha *= factor;          // dim when the sun is brighter
 209         } else {
 210             alpha = 0.0;
 211         }
 212
 213         if (alpha > 1.0) { alpha = 1.0; }
 214         if (alpha < 0.0) { alpha = 0.0; }
 215
 216         color = cl->get( i );
 217         sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, alpha );
 218         // cout << "alpha[" << i << "] = " << alpha << endl;
 219     }
 220
 221     // cout << "min = " << min << " max = " << max << " count = " << num
 222     //      << endl;
 223
 224     return true;
 225 }
 226
 227
 228 // reposition the stars for the specified time (GST rotation),
 229 // offset by our current position (p) so that it appears fixed at a
 230 // great distance from the viewer.
 231 bool SGStars::reposition( sgVec3 p, double angle )
 232 {
 233     sgMat4 T1, GST;
 234     sgVec3 axis;
 235
 236     sgMakeTransMat4( T1, p );
 237
 238     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, -1.0 );
 239     sgMakeRotMat4( GST, angle, axis );
 240
 241     sgMat4 TRANSFORM;
 242     sgCopyMat4( TRANSFORM, T1 );
 243     sgPreMultMat4( TRANSFORM, GST );
 244
 245     sgCoord skypos;
 246     sgSetCoord( &skypos, TRANSFORM );
 247
 248     stars_transform->setTransform( &skypos );
 249
 250     return true;
 251 }