src/Time/light.cxx

   1 //
   2 // light.hxx -- lighting routines
   3 //
   4 // Written by Curtis Olson, started April 1998.
   5 //
   6 // Copyright (C) 1998  Curtis L. Olson  - curt@me.umn.edu
   7 //
   8 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   9 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
  10 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  11 // License, or (at your option) any later version.
  12 //
  13 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  14 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16 // General Public License for more details.
  17 //
  18 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  19 // along with this program; if not, write to the Free Software
  20 // Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  21 //
  22 // $Id$
  23
  24
  25 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  26 #  include <config.h>
  27 #endif
  28
  29 #ifdef HAVE_WINDOWS_H
  30 #  include <windows.h>
  31 #endif
  32
  33 #include <GL/glut.h>
  34 #include <GL/gl.h>
  35
  36 #include <simgear/compiler.h>
  37
  38 #ifdef SG_MATH_EXCEPTION_CLASH
  39 #  define exception c_exception
  40 #endif
  41
  42 #ifdef SG_HAVE_STD_INCLUDES
  43 #  include <cmath>
  44 #else
  45 #  include <math.h>
  46 #endif
  47
  48 #include <string>
  49 SG_USING_STD(string);
  50
  51 #include <simgear/constants.h>
  52 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  53 #include <simgear/math/interpolater.hxx>
  54 #include <simgear/math/polar3d.hxx>
  55 #include <simgear/misc/sg_path.hxx>
  56
  57 #include <Aircraft/aircraft.hxx>
  58 #include <Main/globals.hxx>
  59 #include <Main/viewer.hxx>
  60
  61 #include "light.hxx"
  62 #include "sunpos.hxx"
  63
  64
  65 fgLIGHT cur_light_params;
  66
  67
  68 // Constructor
  69 fgLIGHT::fgLIGHT( void ) {
  70 }
  71
  72
  73 // initialize lighting tables
  74 void fgLIGHT::Init( void ) {
  75     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO,
  76             "Initializing Lighting interpolation tables." );
  77
  78     // build the path name to the ambient lookup table
  79     SGPath path( globals->get_fg_root() );
  80     SGPath ambient = path;
  81     ambient.append( "Lighting/ambient" );
  82     SGPath diffuse = path;
  83     diffuse.append( "Lighting/diffuse" );
  84     SGPath specular = path;
  85     specular.append( "Lighting/specular" );
  86     SGPath sky = path;
  87     sky.append( "Lighting/sky" );
  88
  89     // initialize ambient table
  90     ambient_tbl = new SGInterpTable( ambient.str() );
  91
  92     // initialize diffuse table
  93     diffuse_tbl = new SGInterpTable( diffuse.str() );
  94
  95     // initialize diffuse table
  96     specular_tbl = new SGInterpTable( specular.str() );
  97
  98     // initialize sky table
  99     sky_tbl = new SGInterpTable( sky.str() );
 100 }
 101
 102
 103 // update lighting parameters based on current sun position
 104 void fgLIGHT::Update( void ) {
 105     FGInterface *f;
 106     // if the 4th field is 0.0, this specifies a direction ...
 107     GLfloat white[4] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };
 108     // base sky color
 109     GLfloat base_sky_color[4] = { 0.60, 0.60, 0.90, 1.0 };
 110     // base fog color
 111     GLfloat base_fog_color[4] = { 0.90, 0.90, 1.00, 1.0 };
 112     double deg, ambient, diffuse, specular, sky_brightness;
 113
 114     f = current_aircraft.fdm_state;
 115
 116     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO, "Updating light parameters." );
 117
 118     // calculate lighting parameters based on sun's relative angle to
 119     // local up
 120
 121     deg = sun_angle * SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
 122     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO, "  Sun angle = " << deg );
 123
 124     ambient = ambient_tbl->interpolate( deg );
 125     diffuse = diffuse_tbl->interpolate( deg );
 126     specular = specular_tbl->interpolate( deg );
 127     sky_brightness = sky_tbl->interpolate( deg );
 128
 129     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO,
 130             "  ambient = " << ambient << "  diffuse = " << diffuse
 131             << "  specular = " << specular << "  sky = " << sky_brightness );
 132
 133     // sky_brightness = 0.15;  // used to force a dark sky (when testing)
 134
 135     // if ( ambient < 0.02 ) { ambient = 0.02; }
 136     // if ( diffuse < 0.0 ) { diffuse = 0.0; }
 137     // if ( sky_brightness < 0.1 ) { sky_brightness = 0.1; }
 138
 139     scene_ambient[0] = white[0] * ambient;
 140     scene_ambient[1] = white[1] * ambient;
 141     scene_ambient[2] = white[2] * ambient;
 142     scene_ambient[3] = 1.0;
 143
 144     scene_diffuse[0] = white[0] * diffuse;
 145     scene_diffuse[1] = white[1] * diffuse;
 146     scene_diffuse[2] = white[2] * diffuse;
 147     scene_diffuse[3] = 1.0;
 148
 149     scene_specular[0] = white[0] * specular;
 150     scene_specular[1] = white[1] * specular;
 151     scene_specular[2] = white[2] * specular;
 152     scene_specular[3] = 1.0;
 153
 154     // set sky color
 155     sky_color[0] = base_sky_color[0] * sky_brightness;
 156     sky_color[1] = base_sky_color[1] * sky_brightness;
 157     sky_color[2] = base_sky_color[2] * sky_brightness;
 158     sky_color[3] = base_sky_color[3];
 159
 160     // set fog color
 161     fog_color[0] = base_fog_color[0] * sky_brightness;
 162     fog_color[1] = base_fog_color[1] * sky_brightness;
 163     fog_color[2] = base_fog_color[2] * sky_brightness;
 164     fog_color[3] = base_fog_color[3];
 165 }
 166
 167
 168 // calculate fog color adjusted for sunrise/sunset effects
 169 void fgLIGHT::UpdateAdjFog( void ) {
 170     FGInterface *f;
 171     double sun_angle_deg, rotation, param1[3], param2[3];
 172
 173     f = current_aircraft.fdm_state;
 174
 175     SG_LOG( SG_EVENT, SG_DEBUG, "Updating adjusted fog parameters." );
 176
 177     // set fog color (we'll try to match the sunset color in the
 178     // direction we are looking
 179
 180     // Do some sanity checking ...
 181     if ( sun_rotation < -2.0 * SGD_2PI || sun_rotation > 2.0 * SGD_2PI ) {
 182         SG_LOG( SG_EVENT, SG_ALERT, "Sun rotation bad = " << sun_rotation );
 183         exit(-1);
 184     }
 185     if ( f->get_Psi() < -2.0 * SGD_2PI || f->get_Psi() > 2.0 * SGD_2PI ) {
 186         SG_LOG( SG_EVENT, SG_ALERT, "Psi rotation bad = " << f->get_Psi() );
 187         exit(-1);
 188     }
 189     if ( globals->get_current_view()->getHeadingOffset_deg() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS < -2.0 * SGD_2PI ||
 190          globals->get_current_view()->getHeadingOffset_deg() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS > 2.0 * SGD_2PI ) {
 191         SG_LOG( SG_EVENT, SG_ALERT, "current view()->view offset bad = "
 192                 << globals->get_current_view()->getHeadingOffset_deg() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS );
 193         exit(-1);
 194     }
 195
 196     // first determine the difference between our view angle and local
 197     // direction to the sun
 198     rotation = -(sun_rotation + SGD_PI)
 199         - (f->get_Psi() - globals->get_current_view()->getHeadingOffset_deg() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
 200     while ( rotation < 0 ) {
 201         rotation += SGD_2PI;
 202     }
 203     while ( rotation > SGD_2PI ) {
 204         rotation -= SGD_2PI;
 205     }
 206     rotation *= SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
 207     // fgPrintf( SG_EVENT, SG_INFO,
 208     //           "  View to sun difference in degrees = %.2f\n", rotation);
 209
 210     // next check if we are in a sunset/sunrise situation
 211     sun_angle_deg = sun_angle * SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
 212     if ( (sun_angle_deg > 80.0) && (sun_angle_deg < 100.0) ) {
 213         /* 0.0 - 0.6 */
 214         param1[0] = (10.0 - fabs(90.0 - sun_angle_deg)) / 20.0;
 215         param1[1] = (10.0 - fabs(90.0 - sun_angle_deg)) / 40.0;
 216         param1[2] = (10.0 - fabs(90.0 - sun_angle_deg)) / 30.0;
 217         // param2[2] = -(10.0 - fabs(90.0 - sun_angle)) / 30.0;
 218     } else {
 219         param1[0] = param1[1] = param1[2] = 0.0;
 220     }
 221
 222     if ( rotation - 180.0 <= 0.0 ) {
 223         param2[0] = param1[0] * (180.0 - rotation) / 180.0;
 224         param2[1] = param1[1] * (180.0 - rotation) / 180.0;
 225         param2[2] = param1[2] * (180.0 - rotation) / 180.0;
 226         // printf("param1[0] = %.2f param2[0] = %.2f\n", param1[0], param2[0]);
 227     } else {
 228         param2[0] = param1[0] * (rotation - 180.0) / 180.0;
 229         param2[1] = param1[1] * (rotation - 180.0) / 180.0;
 230         param2[2] = param1[2] * (rotation - 180.0) / 180.0;
 231         // printf("param1[0] = %.2f param2[0] = %.2f\n", param1[0], param2[0]);
 232     }
 233
 234     adj_fog_color[0] = fog_color[0] + param2[0];
 235     if ( adj_fog_color[0] > 1.0 ) { adj_fog_color[0] = 1.0; }
 236
 237     adj_fog_color[1] = fog_color[1] + param2[1];
 238     if ( adj_fog_color[1] > 1.0 ) { adj_fog_color[1] = 1.0; }
 239
 240     adj_fog_color[2] = fog_color[2] + param2[2];
 241     if ( adj_fog_color[2] > 1.0 ) { adj_fog_color[2] = 1.0; }
 242
 243     adj_fog_color[3] = fog_color[3];
 244 }
 245
 246
 247 // Destructor
 248 fgLIGHT::~fgLIGHT( void ) {
 249 }
 250
 251
 252
 253