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 #if defined (sgi) || defined( macintosh )
 109     GLfloat base_sky_color[4] = { 0.252, 0.403, 0.657, 1.0 };
 110 #else // default
 111     GLfloat base_sky_color[4] = { 0.336, 0.406, 0.574, 1.0 };
 112 #endif
 113     // base fog color
 114     GLfloat base_fog_color[4] = { 0.90, 0.90, 1.00, 1.0 };
 115     double deg, ambient, diffuse, specular, sky_brightness;
 116
 117     f = current_aircraft.fdm_state;
 118
 119     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO, "Updating light parameters." );
 120
 121     // calculate lighting parameters based on sun's relative angle to
 122     // local up
 123
 124     deg = sun_angle * SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
 125     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO, "  Sun angle = " << deg );
 126
 127     ambient = ambient_tbl->interpolate( deg );
 128     diffuse = diffuse_tbl->interpolate( deg );
 129     specular = specular_tbl->interpolate( deg );
 130     sky_brightness = sky_tbl->interpolate( deg );
 131
 132     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO,
 133             "  ambient = " << ambient << "  diffuse = " << diffuse
 134             << "  specular = " << specular << "  sky = " << sky_brightness );
 135
 136     // sky_brightness = 0.15;  // used to force a dark sky (when testing)
 137
 138     // if ( ambient < 0.02 ) { ambient = 0.02; }
 139     // if ( diffuse < 0.0 ) { diffuse = 0.0; }
 140     // if ( sky_brightness < 0.1 ) { sky_brightness = 0.1; }
 141
 142     scene_ambient[0] = white[0] * ambient;
 143     scene_ambient[1] = white[1] * ambient;
 144     scene_ambient[2] = white[2] * ambient;
 145     scene_ambient[3] = 1.0;
 146
 147     scene_diffuse[0] = white[0] * diffuse;
 148     scene_diffuse[1] = white[1] * diffuse;
 149     scene_diffuse[2] = white[2] * diffuse;
 150     scene_diffuse[3] = 1.0;
 151
 152     scene_specular[0] = white[0] * specular;
 153     scene_specular[1] = white[1] * specular;
 154     scene_specular[2] = white[2] * specular;
 155     scene_specular[3] = 1.0;
 156
 157     // set sky color
 158     sky_color[0] = base_sky_color[0] * sky_brightness;
 159     sky_color[1] = base_sky_color[1] * sky_brightness;
 160     sky_color[2] = base_sky_color[2] * sky_brightness;
 161     sky_color[3] = base_sky_color[3];
 162
 163     // set fog color
 164     fog_color[0] = base_fog_color[0] * sky_brightness;
 165     fog_color[1] = base_fog_color[1] * sky_brightness;
 166     fog_color[2] = base_fog_color[2] * sky_brightness;
 167     fog_color[3] = base_fog_color[3];
 168 }
 169
 170
 171 // calculate fog color adjusted for sunrise/sunset effects
 172 void fgLIGHT::UpdateAdjFog( void ) {
 173     FGInterface *f;
 174     double sun_angle_deg, rotation, param1[3], param2[3];
 175
 176     f = current_aircraft.fdm_state;
 177
 178     SG_LOG( SG_EVENT, SG_DEBUG, "Updating adjusted fog parameters." );
 179
 180     // set fog color (we'll try to match the sunset color in the
 181     // direction we are looking
 182
 183     // Do some sanity checking ...
 184     if ( sun_rotation < -2.0 * SGD_2PI || sun_rotation > 2.0 * SGD_2PI ) {
 185         SG_LOG( SG_EVENT, SG_ALERT, "Sun rotation bad = " << sun_rotation );
 186         exit(-1);
 187     }
 188     if ( f->get_Psi() < -2.0 * SGD_2PI || f->get_Psi() > 2.0 * SGD_2PI ) {
 189         SG_LOG( SG_EVENT, SG_ALERT, "Psi rotation bad = " << f->get_Psi() );
 190         exit(-1);
 191     }
 192     if ( globals->get_current_view()->getHeadingOffset_deg() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS < -2.0 * SGD_2PI ||
 193          globals->get_current_view()->getHeadingOffset_deg() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS > 2.0 * SGD_2PI ) {
 194         SG_LOG( SG_EVENT, SG_ALERT, "current view()->view offset bad = "
 195                 << globals->get_current_view()->getHeadingOffset_deg() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS );
 196         exit(-1);
 197     }
 198
 199     // first determine the difference between our view angle and local
 200     // direction to the sun
 201     rotation = -(sun_rotation + SGD_PI)
 202         - (f->get_Psi() - globals->get_current_view()->getHeadingOffset_deg() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
 203     while ( rotation < 0 ) {
 204         rotation += SGD_2PI;
 205     }
 206     while ( rotation > SGD_2PI ) {
 207         rotation -= SGD_2PI;
 208     }
 209     rotation *= SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
 210     // fgPrintf( SG_EVENT, SG_INFO,
 211     //           "  View to sun difference in degrees = %.2f\n", rotation);
 212
 213     // next check if we are in a sunset/sunrise situation
 214     sun_angle_deg = sun_angle * SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
 215     if ( (sun_angle_deg > 80.0) && (sun_angle_deg < 100.0) ) {
 216         /* 0.0 - 0.6 */
 217         param1[0] = (10.0 - fabs(90.0 - sun_angle_deg)) / 20.0;
 218         param1[1] = (10.0 - fabs(90.0 - sun_angle_deg)) / 40.0;
 219         param1[2] = (10.0 - fabs(90.0 - sun_angle_deg)) / 30.0;
 220         // param2[2] = -(10.0 - fabs(90.0 - sun_angle)) / 30.0;
 221     } else {
 222         param1[0] = param1[1] = param1[2] = 0.0;
 223     }
 224
 225     if ( rotation - 180.0 <= 0.0 ) {
 226         param2[0] = param1[0] * (180.0 - rotation) / 180.0;
 227         param2[1] = param1[1] * (180.0 - rotation) / 180.0;
 228         param2[2] = param1[2] * (180.0 - rotation) / 180.0;
 229         // printf("param1[0] = %.2f param2[0] = %.2f\n", param1[0], param2[0]);
 230     } else {
 231         param2[0] = param1[0] * (rotation - 180.0) / 180.0;
 232         param2[1] = param1[1] * (rotation - 180.0) / 180.0;
 233         param2[2] = param1[2] * (rotation - 180.0) / 180.0;
 234         // printf("param1[0] = %.2f param2[0] = %.2f\n", param1[0], param2[0]);
 235     }
 236
 237     adj_fog_color[0] = fog_color[0] + param2[0];
 238     if ( adj_fog_color[0] > 1.0 ) { adj_fog_color[0] = 1.0; }
 239
 240     adj_fog_color[1] = fog_color[1] + param2[1];
 241     if ( adj_fog_color[1] > 1.0 ) { adj_fog_color[1] = 1.0; }
 242
 243     adj_fog_color[2] = fog_color[2] + param2[2];
 244     if ( adj_fog_color[2] > 1.0 ) { adj_fog_color[2] = 1.0; }
 245
 246     adj_fog_color[3] = fog_color[3];
 247 }
 248
 249
 250 // Destructor
 251 fgLIGHT::~fgLIGHT( void ) {
 252 }
 253
 254
 255
 256