]> git.localhorst.tv Git - blobs.git/blobdiff - src/world/world.cpp
concerning orbits
[blobs.git] / src / world / world.cpp
index 7029667b0a06ebd26c31b7e24065f9977275f9af..5c1135049612f63e1492fa225f867939cc6de0f2 100644 (file)
@@ -1,27 +1,53 @@
 #include "Body.hpp"
 #include "Planet.hpp"
+#include "Simulation.hpp"
 #include "Sun.hpp"
 #include "Tile.hpp"
 
+#include "../const.hpp"
 #include "../app/Assets.hpp"
 #include "../graphics/Viewport.hpp"
 
 #include <algorithm>
+#include <cmath>
+#include <glm/gtx/transform.hpp>
+
+using blobs::G;
+using blobs::PI_2p0;
+
+using std::sin;
+using std::cos;
+using std::pow;
+using std::sqrt;
 
 
 namespace blobs {
 namespace world {
 
 Body::Body()
-: parent(nullptr)
+: sim(nullptr)
+, parent(nullptr)
 , children()
 , mass(1.0)
-, radius(1.0) {
+, radius(1.0)
+, sma(1.0)
+, ecc(0.0)
+, inc(0.0)
+, asc(0.0)
+, arg(0.0)
+, mna(0.0) {
 }
 
 Body::~Body() {
 }
 
+void Body::SetSimulation(Simulation &s) noexcept {
+       sim = &s;
+       for (auto child : children) {
+               child->SetSimulation(s);
+       }
+}
+
 void Body::SetParent(Body &p) {
        if (HasParent()) {
                UnsetParent();
@@ -38,6 +64,7 @@ void Body::UnsetParent() {
 
 void Body::AddChild(Body &c) {
        children.push_back(&c);
+       c.SetSimulation(*sim);
 }
 
 void Body::RemoveChild(Body &c) {
@@ -47,6 +74,126 @@ void Body::RemoveChild(Body &c) {
        }
 }
 
+double Body::Mass() const noexcept {
+       return mass;
+}
+
+void Body::Mass(double m) noexcept {
+       mass = m;
+}
+
+double Body::Radius() const noexcept {
+       return radius;
+}
+
+void Body::Radius(double r) noexcept {
+       radius = r;
+}
+
+double Body::SemiMajorAxis() const noexcept {
+       return sma;
+}
+
+void Body::SemiMajorAxis(double s) noexcept {
+       sma = s;
+}
+
+double Body::Eccentricity() const noexcept {
+       return ecc;
+}
+
+void Body::Eccentricity(double e) noexcept {
+       ecc = e;
+}
+
+double Body::Inclination() const noexcept {
+       return inc;
+}
+
+void Body::Inclination(double i) noexcept {
+       inc = i;
+}
+
+double Body::LongitudeAscending() const noexcept {
+       return asc;
+}
+
+void Body::LongitudeAscending(double l) noexcept {
+       asc = l;
+}
+
+double Body::ArgumentPeriapsis() const noexcept {
+       return arg;
+}
+
+void Body::ArgumentPeriapsis(double a) noexcept {
+       arg = a;
+}
+
+double Body::MeanAnomaly() const noexcept {
+       return mna;
+}
+
+void Body::MeanAnomaly(double m) noexcept {
+       mna = m;
+}
+
+double Body::GravitationalParameter() const noexcept {
+       return G * Mass();
+}
+
+double Body::OrbitalPeriod() const noexcept {
+       if (parent) {
+               return PI_2p0 * sqrt((sma * sma * sma) / (G * (parent->Mass() + Mass())));
+       } else {
+               return 0.0;
+       }
+}
+
+glm::mat4 Body::ToParent() const noexcept {
+       if (!parent) {
+               return glm::mat4(1.0f);
+       }
+
+       double T = OrbitalPeriod();
+
+       double M = mna + PI_2p0 * (GetSimulation().Time() / T); // + time
+
+       double E = M; // eccentric anomaly, solve M = E - e sin E
+       while (true) {
+               double dE = (E - ecc * sin(E) - M) / (1 - ecc * cos(E));
+               E -= dE;
+               if (abs(dE) < 1.0e-6) break;
+       }
+
+       // coordinates in orbital plane
+       double P = sma * (cos(E) - ecc);
+       double Q = sma * sin(E) * sqrt(1 - (ecc * ecc));
+
+       // tile by argument of periapsis, …
+       double x = cos(arg) * P - sin(arg) * Q;
+       double y = sin(arg) * P + cos(arg) * Q;
+       // …inclination, …
+       double z = sin(inc) * x;
+              x = cos(inc) * x;
+       // …and longitude of ascending node
+       glm::vec3 pos(
+               cos(asc) * x - sin(asc) * y,
+               sin(asc) * x + cos(asc) * y,
+               z);
+
+       // TODO: calculate complete matrix
+       return glm::translate(-pos);
+}
+
+glm::mat4 Body::FromParent() const noexcept {
+       if (!parent) {
+               return glm::mat4(1.0f);
+       }
+       // TODO: calculate real position
+       return glm::translate(glm::vec3(-sma, 0.0f, 0.0f));
+}
+
 
 Planet::Planet(int sidelength)
 : Body()
@@ -109,7 +256,20 @@ void Planet::BuildVAOs() {
        vao.ReserveElements(TilesTotal() * 6, GL_STATIC_DRAW);
        {
                auto element = vao.MapElements(GL_WRITE_ONLY);
-               for (int index = 0, surface = 0; surface < 6; ++surface) {
+               int index = 0;
+               for (int surface = 0; surface < 3; ++surface) {
+                       for (int y = 0; y < sidelength; ++y) {
+                               for (int x = 0; x < sidelength; ++x, ++index) {
+                                       element[6 * index + 0] = 4 * index + 0;
+                                       element[6 * index + 1] = 4 * index + 2;
+                                       element[6 * index + 2] = 4 * index + 1;
+                                       element[6 * index + 3] = 4 * index + 1;
+                                       element[6 * index + 4] = 4 * index + 2;
+                                       element[6 * index + 5] = 4 * index + 3;
+                               }
+                       }
+               }
+               for (int surface = 3; surface < 6; ++surface) {
                        for (int y = 0; y < sidelength; ++y) {
                                for (int x = 0; x < sidelength; ++x, ++index) {
                                        element[6 * index + 0] = 4 * index + 0;
@@ -127,19 +287,19 @@ void Planet::BuildVAOs() {
 
 void Planet::Draw(app::Assets &assets, graphics::Viewport &viewport) {
        vao.Bind();
-       // TODO: premultiply normal with model matrix (i.e. just take it from M)
-       assets.shaders.planet_surface.SetNormal(glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));
-       vao.DrawTriangles(TilesTotal() * 4, TilesTotal() * 4 * 0);
-       assets.shaders.planet_surface.SetNormal(glm::vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f));
-       vao.DrawTriangles(TilesTotal() * 4, TilesTotal() * 4 * 1);
-       assets.shaders.planet_surface.SetNormal(glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f));
-       vao.DrawTriangles(TilesTotal() * 4, TilesTotal() * 4 * 2);
-       assets.shaders.planet_surface.SetNormal(glm::vec3(0.0f, 0.0f, -1.0f));
-       vao.DrawTriangles(TilesTotal() * 4, TilesTotal() * 4 * 3);
-       assets.shaders.planet_surface.SetNormal(glm::vec3(-1.0f, 0.0f, 0.0f));
-       vao.DrawTriangles(TilesTotal() * 4, TilesTotal() * 4 * 4);
-       assets.shaders.planet_surface.SetNormal(glm::vec3(0.0f, -1.0f, 0.0f));
-       vao.DrawTriangles(TilesTotal() * 4, TilesTotal() * 4 * 5);
+       const glm::mat4 &MV = assets.shaders.planet_surface.MV();
+       assets.shaders.planet_surface.SetNormal(glm::vec3(MV * glm::vec4(0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f)));
+       vao.DrawTriangles(TilesPerSurface() * 6, TilesPerSurface() * 6 * 0);
+       assets.shaders.planet_surface.SetNormal(glm::vec3(MV * glm::vec4(1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f)));
+       vao.DrawTriangles(TilesPerSurface() * 6, TilesPerSurface() * 6 * 1);
+       assets.shaders.planet_surface.SetNormal(glm::vec3(MV * glm::vec4(0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f)));
+       vao.DrawTriangles(TilesPerSurface() * 6, TilesPerSurface() * 6 * 2);
+       assets.shaders.planet_surface.SetNormal(glm::vec3(MV * glm::vec4(0.0f, 0.0f, -1.0f, 0.0f)));
+       vao.DrawTriangles(TilesPerSurface() * 6, TilesPerSurface() * 6 * 3);
+       assets.shaders.planet_surface.SetNormal(glm::vec3(MV * glm::vec4(-1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f)));
+       vao.DrawTriangles(TilesPerSurface() * 6, TilesPerSurface() * 6 * 4);
+       assets.shaders.planet_surface.SetNormal(glm::vec3(MV * glm::vec4(0.0f, -1.0f, 0.0f, 0.0f)));
+       vao.DrawTriangles(TilesPerSurface() * 6, TilesPerSurface() * 6 * 5);
 }