]> git.mxchange.org Git - flightgear.git/blobdiff - src/Time/light.cxx
Chnage the name to reflect the real unit of radians instead of degrees
[flightgear.git] / src / Time / light.cxx
index 4cee244bded339180cb4dc18a400ec197143ac48..2ab9a44d96326d42e6f335f64e931f5c778e32fb 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 //
-// light.hxx -- lighting routines
+// light.cxx -- lighting routines
 //
 // Written by Curtis Olson, started April 1998.
 //
 #  include <windows.h>
 #endif
 
-#include <GL/glut.h>
-#include <simgear/xgl.h>
+#include <GL/gl.h>
 
 #include <simgear/compiler.h>
 
-#ifdef FG_MATH_EXCEPTION_CLASH
+#ifdef SG_MATH_EXCEPTION_CLASH
 #  define exception c_exception
 #endif
 
-#ifdef FG_HAVE_STD_INCLUDES
+#ifdef SG_HAVE_STD_INCLUDES
 #  include <cmath>
 #else
 #  include <math.h>
 #endif
 
 #include <string>
-FG_USING_STD(string);
+SG_USING_STD(string);
 
-#include <simgear/logstream.hxx>
 #include <simgear/constants.h>
-#include <simgear/fg_geodesy.hxx>
-#include <simgear/interpolater.hxx>
-#include <simgear/mat3.h>
-#include <simgear/polar3d.hxx>
-#include <simgear/fgpath.hxx>
+#include <simgear/debug/logstream.hxx>
+#include <simgear/math/interpolater.hxx>
+#include <simgear/math/polar3d.hxx>
+#include <simgear/misc/sg_path.hxx>
+#include <simgear/scene/sky/sky.hxx>
+#include <simgear/screen/colors.hxx>
+
+#include <Main/main.hxx>
+#include <Main/globals.hxx>
+#include <Main/fg_props.hxx>
+#include <Main/viewer.hxx>
 
-#include <Aircraft/aircraft.hxx>
-#include <Main/options.hxx>
-#include <Main/views.hxx>
-
-#include "fg_time.hxx"
 #include "light.hxx"
 #include "sunpos.hxx"
 
 
-fgLIGHT cur_light_params;
-
-
 // Constructor
-fgLIGHT::fgLIGHT( void ) {
+FGLight::FGLight ()
+    : _ambient_tbl( NULL ),
+      _diffuse_tbl( NULL ),
+      _specular_tbl( NULL ),
+      _sky_tbl( NULL ),
+      _sun_rotation( 0.0 ),
+      _prev_sun_angle(-9999.0),
+      _dt_total( 0.0 )
+{
+}
+
+// Destructor
+FGLight::~FGLight ()
+{
+    delete _ambient_tbl;
+    delete _diffuse_tbl;
+    delete _specular_tbl;
+    delete _sky_tbl;
 }
 
 
 // initialize lighting tables
-void fgLIGHT::Init( void ) {
-    FG_LOG( FG_EVENT, FG_INFO, 
+void FGLight::init () {
+    SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO, 
            "Initializing Lighting interpolation tables." );
 
-    // build the path name to the ambient lookup table
-    FGPath path( current_options.get_fg_root() );
-    FGPath ambient = path;
-    ambient.append( "Lighting/ambient" );
-    FGPath diffuse = path;
-    diffuse.append( "Lighting/diffuse" );
-    FGPath sky = path;
-    sky.append( "Lighting/sky" );
+    // build the path names of the lookup tables
+    SGPath path( globals->get_fg_root() );
 
-    // initialize ambient table
-    ambient_tbl = new fgINTERPTABLE( ambient.str() );
+    // initialize ambient, diffuse and specular tables
+    SGPath ambient_path = path;
+    ambient_path.append( "Lighting/ambient" );
+    _ambient_tbl = new SGInterpTable( ambient_path.str() );
 
-    // initialize diffuse table
-    diffuse_tbl = new fgINTERPTABLE( diffuse.str() );
+    SGPath diffuse_path = path;
+    diffuse_path.append( "Lighting/diffuse" );
+    _diffuse_tbl = new SGInterpTable( diffuse_path.str() );
+
+    SGPath specular_path = path;
+    specular_path.append( "Lighting/specular" );
+    _specular_tbl = new SGInterpTable( specular_path.str() );
     
     // initialize sky table
-    sky_tbl = new fgINTERPTABLE( sky.str() );
+    SGPath sky_path = path;
+    sky_path.append( "Lighting/sky" );
+    _sky_tbl = new SGInterpTable( sky_path.str() );
+}
+
+
+void FGLight::reinit () {
+    _prev_sun_angle = -9999.0;
+    _dt_total = 0;
+
+    delete _ambient_tbl;
+    delete _diffuse_tbl;
+    delete _specular_tbl;
+    delete _sky_tbl;
+
+    init();
+
+    fgUpdateSunPos();
+    fgUpdateMoonPos();
+
+    update_sky_color();
+    update_adj_fog_color();
+}
+
+void FGLight::bind () {
+    SGPropertyNode *prop = globals->get_props();
+    prop->tie("/sim/time/sun-pos-rad", SGRawValuePointer<double>(&_sun_angle));
+}
+
+void FGLight::unbind () {
+    SGPropertyNode *prop = globals->get_props();
+    prop->untie("/sim/time/sun-pos-rad");
 }
 
 
 // update lighting parameters based on current sun position
-void fgLIGHT::Update( void ) {
-    FGInterface *f;
-    FGTime *t;
-    // if the 4th field is 0.0, this specifies a direction ...
-    GLfloat white[4] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };
-    // base sky color
-    GLfloat base_sky_color[4] =        {0.60, 0.60, 0.90, 1.0};
-    // base fog color
-    GLfloat base_fog_color[4] = {0.90, 0.90, 1.00, 1.0};
-    double deg, ambient, diffuse, sky_brightness;
+void FGLight::update( double dt ) {
+
+    _dt_total += dt;
+    if (_dt_total >= 0.5) {
+        _dt_total -= 0.5;
+        fgUpdateSunPos();
+        fgUpdateMoonPos();
+    }
 
-    f = current_aircraft.fdm_state;
-    t = FGTime::cur_time_params;
+    update_adj_fog_color();
 
-    FG_LOG( FG_EVENT, FG_INFO, "Updating light parameters." );
+    if (_prev_sun_angle != _sun_angle) {
+       _prev_sun_angle = _sun_angle;
+        update_sky_color();
+    }
+}
+
+void FGLight::update_sky_color () {
+    // if the 4th field is 0.0, this specifies a direction ...
+    const GLfloat white[4]          = { 1.0,  1.0,  1.0,  1.0 };
+    const GLfloat base_sky_color[4] = { 0.39, 0.50, 0.74, 1.0 };
+    const GLfloat base_fog_color[4] = { 0.84, 0.87, 1.0,  1.0 };
+
+    SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO, "Updating light parameters." );
 
     // calculate lighting parameters based on sun's relative angle to
     // local up
 
-    deg = sun_angle * 180.0 / FG_PI;
-    FG_LOG( FG_EVENT, FG_INFO, "  Sun angle = " << deg );
+    float deg = _sun_angle * SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
+    SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO, "  Sun angle = " << deg );
 
-    ambient = ambient_tbl->interpolate( deg );
-    diffuse = diffuse_tbl->interpolate( deg );
-    sky_brightness = sky_tbl->interpolate( deg );
+    float ambient = _ambient_tbl->interpolate( deg );
+    float diffuse = _diffuse_tbl->interpolate( deg );
+    float specular = _specular_tbl->interpolate( deg );
+    float sky_brightness = _sky_tbl->interpolate( deg );
 
-    FG_LOG( FG_EVENT, FG_INFO, 
+    SG_LOG( SG_EVENT, SG_INFO, 
            "  ambient = " << ambient << "  diffuse = " << diffuse 
-           << "  sky = " << sky_brightness );
+           << "  specular = " << specular << "  sky = " << sky_brightness );
 
     // sky_brightness = 0.15;  // used to force a dark sky (when testing)
 
@@ -135,93 +190,125 @@ void fgLIGHT::Update( void ) {
     // if ( diffuse < 0.0 ) { diffuse = 0.0; }
     // if ( sky_brightness < 0.1 ) { sky_brightness = 0.1; }
 
-    scene_ambient[0] = white[0] * ambient;
-    scene_ambient[1] = white[1] * ambient;
-    scene_ambient[2] = white[2] * ambient;
+    // set sky color
+    _sky_color[0] = base_sky_color[0] * sky_brightness;
+    _sky_color[1] = base_sky_color[1] * sky_brightness;
+    _sky_color[2] = base_sky_color[2] * sky_brightness;
+    _sky_color[3] = base_sky_color[3];
+    gamma_correct_rgb( _sky_color );
+
+    // set cloud and fog color
+    _cloud_color[0] = _fog_color[0] = base_fog_color[0] * sky_brightness;
+    _cloud_color[1] = _fog_color[1] = base_fog_color[1] * sky_brightness;
+    _cloud_color[2] = _fog_color[2] = base_fog_color[2] * sky_brightness;
+    _cloud_color[3] = _fog_color[3] = base_fog_color[3];
+    gamma_correct_rgb( _fog_color );
+
+    // adjust the cloud colors for sunrise/sunset effects (darken them)
+    if (_sun_angle > 1.0) {
+       float sun2 = sqrt(_sun_angle);
+       _cloud_color[0] /= sun2;
+       _cloud_color[1] /= sun2;
+       _cloud_color[2] /= sun2;
+    }
+    gamma_correct_rgb( _cloud_color );
+
+    float *sun_color = thesky->get_sun_color();
 
-    scene_diffuse[0] = white[0] * diffuse;
-    scene_diffuse[1] = white[1] * diffuse;
-    scene_diffuse[2] = white[2] * diffuse;
+    _scene_ambient[0] = ((sun_color[0]*0.25 + _cloud_color[0]*0.75) + ambient) / 2;
+    _scene_ambient[1] = ((sun_color[1]*0.25 + _cloud_color[1]*0.75) + ambient) / 2;
+    _scene_ambient[2] = ((sun_color[2]*0.25 + _cloud_color[2]*0.75) + ambient) / 2;
+    _scene_ambient[3] = 1.0;
 
-    // set sky color
-    sky_color[0] = base_sky_color[0] * sky_brightness;
-    sky_color[1] = base_sky_color[1] * sky_brightness;
-    sky_color[2] = base_sky_color[2] * sky_brightness;
-    sky_color[3] = base_sky_color[3];
-
-    // set fog color
-    fog_color[0] = base_fog_color[0] * sky_brightness;
-    fog_color[1] = base_fog_color[1] * sky_brightness;
-    fog_color[2] = base_fog_color[2] * sky_brightness;
-    fog_color[3] = base_fog_color[3];
+    _scene_diffuse[0] = (sun_color[0]*0.25 + _fog_color[0]*0.75) * diffuse;
+    _scene_diffuse[1] = (sun_color[1]*0.25 + _fog_color[1]*0.75) * diffuse;
+    _scene_diffuse[2] = (sun_color[2]*0.25 + _fog_color[2]*0.75) * diffuse;
+    _scene_diffuse[3] = 1.0;
+
+    _scene_specular[0] = sun_color[0] * specular;
+    _scene_specular[1] = sun_color[1] * specular;
+    _scene_specular[2] = sun_color[2] * specular;
+    _scene_specular[3] = 1.0;
 }
 
 
 // calculate fog color adjusted for sunrise/sunset effects
-void fgLIGHT::UpdateAdjFog( void ) {
-    FGInterface *f;
-    double sun_angle_deg, rotation, param1[3], param2[3];
+void FGLight::update_adj_fog_color () {
 
-    f = current_aircraft.fdm_state;
+    double heading = globals->get_current_view()->getHeading_deg()
+                     * SGD_DEGREES_TO_RADIANS;
+    double heading_offset = globals->get_current_view()->getHeadingOffset_deg()
+                            * SGD_DEGREES_TO_RADIANS;
 
-    FG_LOG( FG_EVENT, FG_DEBUG, "Updating adjusted fog parameters." );
+    SG_LOG( SG_EVENT, SG_DEBUG, "Updating adjusted fog parameters." );
 
     // set fog color (we'll try to match the sunset color in the
     // direction we are looking
 
-    // first determine the difference between our view angle and local
-    // direction to the sun
-    rotation = -(sun_rotation + FG_PI) 
-       - (f->get_Psi() - current_view.get_view_offset());
-    while ( rotation < 0 ) {
-       rotation += FG_2PI;
-    }
-    while ( rotation > FG_2PI ) {
-       rotation -= FG_2PI;
-    }
-    rotation *= RAD_TO_DEG;
-    // fgPrintf( FG_EVENT, FG_INFO, 
-    //           "  View to sun difference in degrees = %.2f\n", rotation);
-
-    // next check if we are in a sunset/sunrise situation
-    sun_angle_deg = sun_angle * RAD_TO_DEG;
-    if ( (sun_angle_deg > 80.0) && (sun_angle_deg < 100.0) ) {
-       /* 0.0 - 0.6 */
-       param1[0] = (10.0 - fabs(90.0 - sun_angle_deg)) / 20.0;
-       param1[1] = (10.0 - fabs(90.0 - sun_angle_deg)) / 40.0;
-       param1[2] = (10.0 - fabs(90.0 - sun_angle_deg)) / 30.0;
-       // param2[2] = -(10.0 - fabs(90.0 - sun_angle)) / 30.0;
-    } else {
-       param1[0] = param1[1] = param1[2] = 0.0;
+    // Do some sanity checking ...
+    if ( _sun_rotation < -2.0 * SGD_2PI || _sun_rotation > 2.0 * SGD_2PI ) {
+       SG_LOG( SG_EVENT, SG_ALERT, "Sun rotation bad = " << _sun_rotation );
+       return;
     }
 
-    if ( rotation - 180.0 <= 0.0 ) {
-       param2[0] = param1[0] * (180.0 - rotation) / 180.0;
-       param2[1] = param1[1] * (180.0 - rotation) / 180.0;
-       param2[2] = param1[2] * (180.0 - rotation) / 180.0;
-       // printf("param1[0] = %.2f param2[0] = %.2f\n", param1[0], param2[0]);
-    } else {
-       param2[0] = param1[0] * (rotation - 180.0) / 180.0;
-       param2[1] = param1[1] * (rotation - 180.0) / 180.0;
-       param2[2] = param1[2] * (rotation - 180.0) / 180.0;
-       // printf("param1[0] = %.2f param2[0] = %.2f\n", param1[0], param2[0]);
+    if ( heading < -2.0 * SGD_2PI || heading > 2.0 * SGD_2PI ) {
+       SG_LOG( SG_EVENT, SG_ALERT, "Heading rotation bad = " << heading );
+       return;
     }
 
-    adj_fog_color[0] = fog_color[0] + param2[0];
-    if ( adj_fog_color[0] > 1.0 ) { adj_fog_color[0] = 1.0; }
-
-    adj_fog_color[1] = fog_color[1] + param2[1];
-    if ( adj_fog_color[1] > 1.0 ) { adj_fog_color[1] = 1.0; }
-
-    adj_fog_color[2] = fog_color[2] + param2[2];
-    if ( adj_fog_color[2] > 1.0 ) { adj_fog_color[2] = 1.0; }
+    if ( heading_offset < -2.0 * SGD_2PI || heading_offset > 2.0 * SGD_2PI ) {
+       SG_LOG( SG_EVENT, SG_ALERT, "Heading offset bad = " << heading_offset );
+       return;
+    }
 
-    adj_fog_color[3] = fog_color[3];
-}
+    double rotation;
 
+    // first determine the difference between our view angle and local
+    // direction to the sun
+    rotation = -(_sun_rotation + SGD_PI) - heading + heading_offset;
+    while ( rotation < 0 ) {
+       rotation += SGD_2PI;
+    }
+    while ( rotation > SGD_2PI ) {
+       rotation -= SGD_2PI;
+    }
 
-// Destructor
-fgLIGHT::~fgLIGHT( void ) {
+    // revert to unmodified values before usign them.
+    //
+    float *sun_color = thesky->get_sun_color();
+
+    gamma_restore_rgb( _fog_color );
+
+    // Calculate the fog color in the direction of the sun for
+    // sunrise/sunset effects.
+    //
+    float s_red =   (_fog_color[0] + 2 * sun_color[0]*sun_color[0]) / 3;
+    float s_green = (_fog_color[1] + 2 * sun_color[1]*sun_color[1]) / 3;
+    float s_blue =  (_fog_color[2] + 2 * sun_color[2]) / 3;
+
+    // interpolate beween the sunrise/sunset color and the color
+    // at the opposite direction of this effect. Take in account
+    // the current visibility.
+    //
+    float av = thesky->get_visibility();
+    if (av > 45000)
+       av = 45000;
+
+    float avf = 0.87 - (45000 - av) / 83333.33;
+    float sif = 0.5 - cos(_sun_angle*2)/2;
+
+    float rf1 = fabs((rotation - SGD_PI) / SGD_PI);             // 0.0 .. 1.0
+    float rf2 = avf * pow(rf1 * rf1, 1/sif);
+    float rf3 = 0.94 - rf2;
+
+    _adj_fog_color[0] = rf3 * _fog_color[0] + rf2 * s_red;
+    _adj_fog_color[1] = rf3 * _fog_color[1] + rf2 * s_green;
+    _adj_fog_color[2] = rf3 * _fog_color[2] + rf2 * s_blue;
+    gamma_correct_rgb( _adj_fog_color );
+
+    // make sure the colors have their original value before they are being
+    // used by the rest of the program.
+    //
+    gamma_correct_rgb( _fog_color );
 }
 
-