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 GLUT_H
  34
  35 #include <simgear/compiler.h>
  36
  37 #ifdef SG_MATH_EXCEPTION_CLASH
  38 #  define exception c_exception
  39 #endif
  40
  41 #ifdef SG_HAVE_STD_INCLUDES
  42 #  include <cmath>
  43 #else
  44 #  include <math.h>
  45 #endif
  46
  47 #include <string>
  48 SG_USING_STD(string);
  49
  50 #include <simgear/constants.h>
  51 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  52 #include <simgear/math/interpolater.hxx>
  53 #include <simgear/math/polar3d.hxx>
  54 #include <simgear/misc/sg_path.hxx>
  55
  56 #include <Aircraft/aircraft.hxx>
  57 #include <Main/globals.hxx>
  58 #include <Main/viewer.hxx>
  59
  60 #include "light.hxx"
  61 #include "sunpos.hxx"
  62
  63
  64 fgLIGHT cur_light_params;
  65
  66
  67 // Constructor
  68 fgLIGHT::fgLIGHT( void ) {
  69 }
  70
  71
  72 // initialize lighting tables
  73 void fgLIGHT::Init( void ) {
  74     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO,
  75             "Initializing Lighting interpolation tables." );
  76
  77     // build the path name to the ambient lookup table
  78     SGPath path( globals->get_fg_root() );
  79     SGPath ambient = path;
  80     ambient.append( "Lighting/ambient" );
  81     SGPath diffuse = path;
  82     diffuse.append( "Lighting/diffuse" );
  83     SGPath specular = path;
  84     specular.append( "Lighting/specular" );
  85     SGPath sky = path;
  86     sky.append( "Lighting/sky" );
  87
  88     // initialize ambient table
  89     ambient_tbl = new SGInterpTable( ambient.str() );
  90
  91     // initialize diffuse table
  92     diffuse_tbl = new SGInterpTable( diffuse.str() );
  93
  94     // initialize diffuse table
  95     specular_tbl = new SGInterpTable( specular.str() );
  96
  97     // initialize sky table
  98     sky_tbl = new SGInterpTable( sky.str() );
  99 }
 100
 101
 102 // update lighting parameters based on current sun position
 103 void fgLIGHT::Update( void ) {
 104     FGInterface *f;
 105     // if the 4th field is 0.0, this specifies a direction ...
 106     GLfloat white[4] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };
 107     // base sky color
 108     GLfloat base_sky_color[4] = { 0.60, 0.60, 0.90, 1.0 };
 109     // base fog color
 110     GLfloat base_fog_color[4] = { 0.90, 0.90, 1.00, 1.0 };
 111     double deg, ambient, diffuse, specular, sky_brightness;
 112
 113     f = current_aircraft.fdm_state;
 114
 115     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO, "Updating light parameters." );
 116
 117     // calculate lighting parameters based on sun's relative angle to
 118     // local up
 119
 120     deg = sun_angle * SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
 121     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO, "  Sun angle = " << deg );
 122
 123     ambient = ambient_tbl->interpolate( deg );
 124     diffuse = diffuse_tbl->interpolate( deg );
 125     specular = specular_tbl->interpolate( deg );
 126     sky_brightness = sky_tbl->interpolate( deg );
 127
 128     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO,
 129             "  ambient = " << ambient << "  diffuse = " << diffuse
 130             << "  specular = " << specular << "  sky = " << sky_brightness );
 131
 132     // sky_brightness = 0.15;  // used to force a dark sky (when testing)
 133
 134     // if ( ambient < 0.02 ) { ambient = 0.02; }
 135     // if ( diffuse < 0.0 ) { diffuse = 0.0; }
 136     // if ( sky_brightness < 0.1 ) { sky_brightness = 0.1; }
 137
 138     scene_ambient[0] = white[0] * ambient;
 139     scene_ambient[1] = white[1] * ambient;
 140     scene_ambient[2] = white[2] * ambient;
 141     scene_ambient[3] = 1.0;
 142
 143     scene_diffuse[0] = white[0] * diffuse;
 144     scene_diffuse[1] = white[1] * diffuse;
 145     scene_diffuse[2] = white[2] * diffuse;
 146     scene_diffuse[3] = 1.0;
 147
 148     scene_specular[0] = white[0] * specular;
 149     scene_specular[1] = white[1] * specular;
 150     scene_specular[2] = white[2] * specular;
 151     scene_specular[3] = 1.0;
 152
 153     // set sky color
 154     sky_color[0] = base_sky_color[0] * sky_brightness;
 155     sky_color[1] = base_sky_color[1] * sky_brightness;
 156     sky_color[2] = base_sky_color[2] * sky_brightness;
 157     sky_color[3] = base_sky_color[3];
 158
 159     // set fog color
 160     fog_color[0] = base_fog_color[0] * sky_brightness;
 161     fog_color[1] = base_fog_color[1] * sky_brightness;
 162     fog_color[2] = base_fog_color[2] * sky_brightness;
 163     fog_color[3] = base_fog_color[3];
 164 }
 165
 166
 167 // calculate fog color adjusted for sunrise/sunset effects
 168 void fgLIGHT::UpdateAdjFog( void ) {
 169     FGInterface *f;
 170     double sun_angle_deg, rotation, param1[3], param2[3];
 171
 172     f = current_aircraft.fdm_state;
 173
 174     SG_LOG( SG_EVENT, SG_DEBUG, "Updating adjusted fog parameters." );
 175
 176     // set fog color (we'll try to match the sunset color in the
 177     // direction we are looking
 178
 179     // Do some sanity checking ...
 180     if ( sun_rotation < -2.0 * SGD_2PI || sun_rotation > 2.0 * SGD_2PI ) {
 181         SG_LOG( SG_EVENT, SG_ALERT, "Sun rotation bad = " << sun_rotation );
 182         exit(-1);
 183     }
 184     if ( f->get_Psi() < -2.0 * SGD_2PI || f->get_Psi() > 2.0 * SGD_2PI ) {
 185         SG_LOG( SG_EVENT, SG_ALERT, "Psi rotation bad = " << f->get_Psi() );
 186         exit(-1);
 187     }
 188     if ( globals->get_current_view()->getHeadingOffset_deg() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS < -2.0 * SGD_2PI ||
 189          globals->get_current_view()->getHeadingOffset_deg() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS > 2.0 * SGD_2PI ) {
 190         SG_LOG( SG_EVENT, SG_ALERT, "current view()->view offset bad = "
 191                 << globals->get_current_view()->getHeadingOffset_deg() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS );
 192         exit(-1);
 193     }
 194
 195     // first determine the difference between our view angle and local
 196     // direction to the sun
 197     rotation = -(sun_rotation + SGD_PI)
 198         - (f->get_Psi() - globals->get_current_view()->getHeadingOffset_deg() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
 199     while ( rotation < 0 ) {
 200         rotation += SGD_2PI;
 201     }
 202     while ( rotation > SGD_2PI ) {
 203         rotation -= SGD_2PI;
 204     }
 205     rotation *= SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
 206     // fgPrintf( SG_EVENT, SG_INFO,
 207     //           "  View to sun difference in degrees = %.2f\n", rotation);
 208
 209     // next check if we are in a sunset/sunrise situation
 210     sun_angle_deg = sun_angle * SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
 211     if ( (sun_angle_deg > 80.0) && (sun_angle_deg < 100.0) ) {
 212         /* 0.0 - 0.6 */
 213         param1[0] = (10.0 - fabs(90.0 - sun_angle_deg)) / 20.0;
 214         param1[1] = (10.0 - fabs(90.0 - sun_angle_deg)) / 40.0;
 215         param1[2] = (10.0 - fabs(90.0 - sun_angle_deg)) / 30.0;
 216         // param2[2] = -(10.0 - fabs(90.0 - sun_angle)) / 30.0;
 217     } else {
 218         param1[0] = param1[1] = param1[2] = 0.0;
 219     }
 220
 221     if ( rotation - 180.0 <= 0.0 ) {
 222         param2[0] = param1[0] * (180.0 - rotation) / 180.0;
 223         param2[1] = param1[1] * (180.0 - rotation) / 180.0;
 224         param2[2] = param1[2] * (180.0 - rotation) / 180.0;
 225         // printf("param1[0] = %.2f param2[0] = %.2f\n", param1[0], param2[0]);
 226     } else {
 227         param2[0] = param1[0] * (rotation - 180.0) / 180.0;
 228         param2[1] = param1[1] * (rotation - 180.0) / 180.0;
 229         param2[2] = param1[2] * (rotation - 180.0) / 180.0;
 230         // printf("param1[0] = %.2f param2[0] = %.2f\n", param1[0], param2[0]);
 231     }
 232
 233     adj_fog_color[0] = fog_color[0] + param2[0];
 234     if ( adj_fog_color[0] > 1.0 ) { adj_fog_color[0] = 1.0; }
 235
 236     adj_fog_color[1] = fog_color[1] + param2[1];
 237     if ( adj_fog_color[1] > 1.0 ) { adj_fog_color[1] = 1.0; }
 238
 239     adj_fog_color[2] = fog_color[2] + param2[2];
 240     if ( adj_fog_color[2] > 1.0 ) { adj_fog_color[2] = 1.0; }
 241
 242     adj_fog_color[3] = fog_color[3];
 243 }
 244
 245
 246 // Destructor
 247 fgLIGHT::~fgLIGHT( void ) {
 248 }
 249
 250
 251
 252