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