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 #include <simgear/sky/sky.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 extern SGSky *thesky;           // FIXME: from main.cxx
  65
  66 fgLIGHT cur_light_params;
  67
  68
  69 // Constructor
  70 fgLIGHT::fgLIGHT( void ) {
  71 }
  72
  73
  74 // initialize lighting tables
  75 void fgLIGHT::Init( void ) {
  76     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO,
  77             "Initializing Lighting interpolation tables." );
  78
  79     // build the path name to the ambient lookup table
  80     SGPath path( globals->get_fg_root() );
  81     SGPath ambient = path;
  82     ambient.append( "Lighting/ambient" );
  83     SGPath diffuse = path;
  84     diffuse.append( "Lighting/diffuse" );
  85     SGPath specular = path;
  86     specular.append( "Lighting/specular" );
  87     SGPath sky = path;
  88     sky.append( "Lighting/sky" );
  89
  90     // initialize ambient table
  91     ambient_tbl = new SGInterpTable( ambient.str() );
  92
  93     // initialize diffuse table
  94     diffuse_tbl = new SGInterpTable( diffuse.str() );
  95
  96     // initialize diffuse table
  97     specular_tbl = new SGInterpTable( specular.str() );
  98
  99     // initialize sky table
 100     sky_tbl = new SGInterpTable( sky.str() );
 101 }
 102
 103
 104 // update lighting parameters based on current sun position
 105 void fgLIGHT::Update( void ) {
 106     FGInterface *f;
 107     // if the 4th field is 0.0, this specifies a direction ...
 108     GLfloat white[4] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };
 109     // base sky color
 110 #if defined (sgi) || defined( macintosh )
 111     GLfloat base_sky_color[4] = { 0.252, 0.403, 0.657, 1.0 };
 112 #else // default
 113     GLfloat base_sky_color[4] = { 0.336, 0.406, 0.574, 1.0 };
 114 #endif
 115     GLfloat base_fog_color[4] = { 0.80, 0.83, 1.0, 1.0 };
 116     double deg, ambient, diffuse, specular, sky_brightness;
 117
 118     f = current_aircraft.fdm_state;
 119
 120     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO, "Updating light parameters." );
 121
 122     // calculate lighting parameters based on sun's relative angle to
 123     // local up
 124
 125     // base fog color
 126     float *sun_color = thesky->get_sun_color();
 127     base_fog_color[0] *= (0.75 + sun_color[0]/4);
 128     base_fog_color[1] *= (0.5 + sun_color[1]/2);
 129     base_fog_color[2] *= sun_color[2];
 130
 131
 132     deg = sun_angle * SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
 133     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO, "  Sun angle = " << deg );
 134
 135     ambient = ambient_tbl->interpolate( deg );
 136     diffuse = diffuse_tbl->interpolate( deg );
 137     specular = specular_tbl->interpolate( deg );
 138     sky_brightness = sky_tbl->interpolate( deg );
 139
 140     SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO,
 141             "  ambient = " << ambient << "  diffuse = " << diffuse
 142             << "  specular = " << specular << "  sky = " << sky_brightness );
 143
 144     // sky_brightness = 0.15;  // used to force a dark sky (when testing)
 145
 146     // if ( ambient < 0.02 ) { ambient = 0.02; }
 147     // if ( diffuse < 0.0 ) { diffuse = 0.0; }
 148     // if ( sky_brightness < 0.1 ) { sky_brightness = 0.1; }
 149
 150     scene_ambient[0] = white[0] * ambient;
 151     scene_ambient[1] = white[1] * ambient;
 152     scene_ambient[2] = white[2] * ambient;
 153     scene_ambient[3] = 1.0;
 154
 155     scene_diffuse[0] = white[0] * diffuse;
 156     scene_diffuse[1] = white[1] * diffuse;
 157     scene_diffuse[2] = white[2] * diffuse;
 158     scene_diffuse[3] = 1.0;
 159
 160     scene_specular[0] = white[0] * specular;
 161     scene_specular[1] = white[1] * specular;
 162     scene_specular[2] = white[2] * specular;
 163     scene_specular[3] = 1.0;
 164
 165     // set sky color
 166     sky_color[0] = base_sky_color[0] * sky_brightness;
 167     sky_color[1] = base_sky_color[1] * sky_brightness;
 168     sky_color[2] = base_sky_color[2] * sky_brightness;
 169     sky_color[3] = base_sky_color[3];
 170
 171     // set fog color
 172     fog_color[0] = base_fog_color[0] * sky_brightness;
 173     fog_color[1] = base_fog_color[1] * sky_brightness;
 174     fog_color[2] = base_fog_color[2] * sky_brightness;
 175     fog_color[3] = base_fog_color[3];
 176 }
 177
 178
 179 // calculate fog color adjusted for sunrise/sunset effects
 180 void fgLIGHT::UpdateAdjFog( void ) {
 181     FGInterface *f;
 182     double sun_angle_deg, rotation, param1[3], param2[3];
 183
 184     f = current_aircraft.fdm_state;
 185
 186     SG_LOG( SG_EVENT, SG_DEBUG, "Updating adjusted fog parameters." );
 187
 188     // set fog color (we'll try to match the sunset color in the
 189     // direction we are looking
 190
 191     // Do some sanity checking ...
 192     if ( sun_rotation < -2.0 * SGD_2PI || sun_rotation > 2.0 * SGD_2PI ) {
 193         SG_LOG( SG_EVENT, SG_ALERT, "Sun rotation bad = " << sun_rotation );
 194         exit(-1);
 195     }
 196     if ( f->get_Psi() < -2.0 * SGD_2PI || f->get_Psi() > 2.0 * SGD_2PI ) {
 197         SG_LOG( SG_EVENT, SG_ALERT, "Psi rotation bad = " << f->get_Psi() );
 198         exit(-1);
 199     }
 200     if ( globals->get_current_view()->getHeadingOffset_deg() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS < -2.0 * SGD_2PI ||
 201          globals->get_current_view()->getHeadingOffset_deg() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS > 2.0 * SGD_2PI ) {
 202         SG_LOG( SG_EVENT, SG_ALERT, "current view()->view offset bad = "
 203                 << globals->get_current_view()->getHeadingOffset_deg() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS );
 204         exit(-1);
 205     }
 206
 207     // first determine the difference between our view angle and local
 208     // direction to the sun
 209     rotation = -(sun_rotation + SGD_PI)
 210         - (f->get_Psi() - globals->get_current_view()->getHeadingOffset_deg() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
 211     while ( rotation < 0 ) {
 212         rotation += SGD_2PI;
 213     }
 214     while ( rotation > SGD_2PI ) {
 215         rotation -= SGD_2PI;
 216     }
 217     rotation *= SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
 218     // fgPrintf( SG_EVENT, SG_INFO,
 219     //           "  View to sun difference in degrees = %.2f\n", rotation);
 220
 221     // next check if we are in a sunset/sunrise situation
 222     sun_angle_deg = sun_angle * SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
 223     if ( (sun_angle_deg > 80.0) && (sun_angle_deg < 100.0) ) {
 224         /* 0.0 - 0.6 */
 225         param1[0] = (10.0 - fabs(90.0 - sun_angle_deg)) / 20.0;
 226         param1[1] = (10.0 - fabs(90.0 - sun_angle_deg)) / 40.0;
 227         param1[2] = (10.0 - fabs(90.0 - sun_angle_deg)) / 30.0;
 228         // param2[2] = -(10.0 - fabs(90.0 - sun_angle)) / 30.0;
 229     } else {
 230         param1[0] = param1[1] = param1[2] = 0.0;
 231     }
 232
 233     if ( rotation - 180.0 <= 0.0 ) {
 234         param2[0] = param1[0] * (180.0 - rotation) / 180.0;
 235         param2[1] = param1[1] * (180.0 - rotation) / 180.0;
 236         param2[2] = param1[2] * (180.0 - rotation) / 180.0;
 237         // printf("param1[0] = %.2f param2[0] = %.2f\n", param1[0], param2[0]);
 238     } else {
 239         param2[0] = param1[0] * (rotation - 180.0) / 180.0;
 240         param2[1] = param1[1] * (rotation - 180.0) / 180.0;
 241         param2[2] = param1[2] * (rotation - 180.0) / 180.0;
 242         // printf("param1[0] = %.2f param2[0] = %.2f\n", param1[0], param2[0]);
 243     }
 244
 245     adj_fog_color[0] = fog_color[0] + param2[0];
 246     if ( adj_fog_color[0] > 1.0 ) { adj_fog_color[0] = 1.0; }
 247
 248     adj_fog_color[1] = fog_color[1] + param2[1];
 249     if ( adj_fog_color[1] > 1.0 ) { adj_fog_color[1] = 1.0; }
 250
 251     adj_fog_color[2] = fog_color[2] + param2[2];
 252     if ( adj_fog_color[2] > 1.0 ) { adj_fog_color[2] = 1.0; }
 253
 254     adj_fog_color[3] = fog_color[3];
 255 }
 256
 257
 258 // Destructor
 259 fgLIGHT::~fgLIGHT( void ) {
 260 }
 261
 262
 263
 264