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 #ifdef _MSC_VER
  41 FG_USING_STD(cout);
  42 FG_USING_STD(endl);
  43 #endif
  44
  45 // Set up star rendering call backs
  46 static int sgStarPreDraw( ssgEntity *e ) {
  47     /* cout << endl << "Star pre draw" << endl << "----------------"
  48          << endl << endl; */
  49     glDisable( GL_DEPTH_TEST );
  50     glDisable( GL_FOG );
  51     glBlendFunc ( GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA ) ;
  52
  53     return true;
  54 }
  55
  56 static int sgStarPostDraw( ssgEntity *e ) {
  57     /* cout << endl << "Star post draw" << endl << "----------------"
  58          << endl << endl; */
  59     glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  60     glEnable( GL_FOG );
  61
  62     return true;
  63 }
  64
  65
  66 // Constructor
  67 SGStars::SGStars( void ) {
  68 }
  69
  70
  71 // Destructor
  72 SGStars::~SGStars( void ) {
  73 }
  74
  75
  76 // initialize the stars object and connect it into our scene graph root
  77 ssgBranch * SGStars::build( int num, sgdVec3 *star_data, double star_dist ) {
  78     sgVec4 color;
  79
  80     if ( star_data == NULL ) {
  81         cout << "WARNING: null star data passed to SGStars::build()" << endl;
  82     }
  83
  84     // set up the orb state
  85     state = new ssgSimpleState();
  86     state->disable( GL_LIGHTING );
  87     state->disable( GL_CULL_FACE );
  88     state->disable( GL_TEXTURE_2D );
  89     state->enable( GL_COLOR_MATERIAL );
  90     state->setColourMaterial( GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
  91     state->enable( GL_BLEND );
  92     state->disable( GL_ALPHA_TEST );
  93
  94     vl = new ssgVertexArray( num );
  95     cl = new ssgColourArray( num );
  96     // cl = new ssgColourArray( 1 );
  97     // sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
  98     // cl->add( color );
  99
 100     // Build ssg structure
 101     sgVec3 p;
 102     for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 103         // position seeded to arbitrary values
 104         sgSetVec3( p,
 105                    star_dist * cos( star_data[i][0] )
 106                        * cos( star_data[i][1] ),
 107                    star_dist * sin( star_data[i][0] )
 108                        * cos( star_data[i][1] ),
 109                    star_dist * sin( star_data[i][1] )
 110                    );
 111         vl->add( p );
 112
 113         // color (magnitude)
 114         sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 );
 115         cl->add( color );
 116     }
 117
 118     ssgLeaf *stars_obj =
 119         new ssgVtxTable ( GL_POINTS, vl, NULL, NULL, cl );
 120     stars_obj->setState( state );
 121     stars_obj->setCallback( SSG_CALLBACK_PREDRAW, sgStarPreDraw );
 122     stars_obj->setCallback( SSG_CALLBACK_POSTDRAW, sgStarPostDraw );
 123
 124     // build the ssg scene graph sub tree for the sky and connected
 125     // into the provide scene graph branch
 126     stars_transform = new ssgTransform;
 127
 128     stars_transform->addKid( stars_obj );
 129
 130     cout << "stars = " << stars_transform << endl;
 131
 132     return stars_transform;
 133 }
 134
 135
 136 // repaint the sun colors based on current value of sun_angle in
 137 // degrees relative to verticle
 138 // 0 degrees = high noon
 139 // 90 degrees = sun rise/set
 140 // 180 degrees = darkest midnight
 141 bool SGStars::repaint( double sun_angle, int num, sgdVec3 *star_data ) {
 142     // double min = 100;
 143     // double max = -100;
 144     double mag, nmag, alpha, factor, cutoff;
 145     float *color;
 146
 147     // determine which star structure to draw
 148     if ( sun_angle > (FG_PI_2 + 10.0 * DEG_TO_RAD ) ) {
 149         // deep night
 150         factor = 1.0;
 151         cutoff = 4.5;
 152     } else if ( sun_angle > (FG_PI_2 + 8.8 * DEG_TO_RAD ) ) {
 153         factor = 1.0;
 154         cutoff = 3.8;
 155     } else if ( sun_angle > (FG_PI_2 + 7.5 * DEG_TO_RAD ) ) {
 156         factor = 0.95;
 157         cutoff = 3.1;
 158     } else if ( sun_angle > (FG_PI_2 + 7.0 * DEG_TO_RAD ) ) {
 159         factor = 0.9;
 160         cutoff = 2.4;
 161     } else if ( sun_angle > (FG_PI_2 + 6.5 * DEG_TO_RAD ) ) {
 162         factor = 0.85;
 163         cutoff = 1.8;
 164     } else if ( sun_angle > (FG_PI_2 + 6.0 * DEG_TO_RAD ) ) {
 165         factor = 0.8;
 166         cutoff = 1.2;
 167     } else if ( sun_angle > (FG_PI_2 + 5.5 * DEG_TO_RAD ) ) {
 168         factor = 0.75;
 169         cutoff = 0.6;
 170     } else {
 171         // early dusk or late dawn
 172         factor = 0.7;
 173         cutoff = 0.0;
 174     }
 175
 176     for ( int i = 0; i < num; ++i ) {
 177         // if ( star_data[i][2] < min ) { min = star_data[i][2]; }
 178         // if ( star_data[i][2] > max ) { max = star_data[i][2]; }
 179
 180         // magnitude ranges from -1 (bright) to 4 (dim).  The range of
 181         // star and planet magnitudes can actually go outside of this,
 182         // but for our purpose, if it is brighter that -1, we'll color
 183         // it full white/alpha anyway and 4 is a convenient cutoff
 184         // point which keeps the number of stars drawn at about 500.
 185
 186         // color (magnitude)
 187         mag = star_data[i][2];
 188         if ( mag < cutoff ) {
 189             nmag = ( 4.5 - mag ) / 5.5; // translate to 0 ... 1.0 scale
 190             // alpha = nmag * 0.7 + 0.3; // translate to a 0.3 ... 1.0 scale
 191             alpha = nmag * 0.85 + 0.15; // translate to a 0.15 ... 1.0 scale
 192             alpha *= factor;          // dim when the sun is brighter
 193         } else {
 194             alpha = 0.0;
 195         }
 196
 197         if (alpha > 1.0) { alpha = 1.0; }
 198         if (alpha < 0.0) { alpha = 0.0; }
 199
 200         color = cl->get( i );
 201         sgSetVec4( color, 1.0, 1.0, 1.0, alpha );
 202         // cout << "alpha[" << i << "] = " << alpha << endl;
 203     }
 204
 205     // cout << "min = " << min << " max = " << max << " count = " << num
 206     //      << endl;
 207
 208     return true;
 209 }
 210
 211
 212 // reposition the stars for the specified time (GST rotation),
 213 // offset by our current position (p) so that it appears fixed at a
 214 // great distance from the viewer.
 215 bool SGStars::reposition( sgVec3 p, double angle )
 216 {
 217     sgMat4 T1, GST;
 218     sgVec3 axis;
 219
 220     sgMakeTransMat4( T1, p );
 221
 222     sgSetVec3( axis, 0.0, 0.0, -1.0 );
 223     sgMakeRotMat4( GST, angle, axis );
 224
 225     sgMat4 TRANSFORM;
 226     sgCopyMat4( TRANSFORM, T1 );
 227     sgPreMultMat4( TRANSFORM, GST );
 228
 229     sgCoord skypos;
 230     sgSetCoord( &skypos, TRANSFORM );
 231
 232     stars_transform->setTransform( &skypos );
 233
 234     return true;
 235 }