Main/GLmain.c

   1 /**************************************************************************
   2  * GLmain.c -- top level sim routines
   3  *
   4  * Written by Curtis Olson for OpenGL, started May 1997.
   5  *
   6  * Copyright (C) 1997  Curtis L. Olson  - curt@infoplane.com
   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  * (Log is kept at end of this file)
  24  **************************************************************************/
  25
  26
  27 #include <math.h>
  28 #include <stdio.h>
  29 #include <stdlib.h>
  30 #include <signal.h>    /* for timer routines */
  31
  32 #if defined(__WATCOMC__) || defined(__MSC__)
  33 #  include <time.h>
  34 #else
  35 #  include <sys/time.h>
  36 #endif
  37
  38 #ifdef GLUT
  39     #include <GL/glut.h>
  40     #include "GLUTkey.h"
  41 #elif MESA_TK
  42     /* assumes -I/usr/include/mesa in compile command */
  43     #include "gltk.h"
  44     #include "GLTKkey.h"
  45 #endif
  46
  47 #include "../aircraft/aircraft.h"
  48 #include "../scenery/scenery.h"
  49 #include "../mat3/mat3.h"
  50
  51
  52 #define FG_RAD_2_DEG(RAD) ((RAD) * 180.0 / M_PI)
  53 #define FG_DEG_2_RAD(DEG) ((DEG) * M_PI / 180.0)
  54
  55 /* This is a record containing all the info for the aircraft currently
  56    being operated */
  57 struct aircraft_params current_aircraft;
  58
  59 /* view parameters */
  60 static GLfloat win_ratio = 1.0;
  61
  62 /* temporary hack */
  63 extern struct mesh *mesh_ptr;
  64 /* Function prototypes */
  65 GLint fgSceneryCompile();
  66 static void fgSceneryDraw();
  67 /* pointer to terrain mesh structure */
  68 static GLint mesh;
  69
  70 /* Another hack */
  71 double fogDensity = 2000.0;
  72
  73 /* Another hack */
  74 #define DEFAULT_MODEL_HZ 20
  75 #define DEFAULT_MULTILOOP 6
  76 double Simtime;
  77
  78
  79 /**************************************************************************
  80  * fgInitVisuals() -- Initialize various GL/view parameters
  81  **************************************************************************/
  82
  83 static void fgInitVisuals() {
  84     /* if the 4th field is 0.0, this specifies a direction ... */
  85     static GLfloat sun_vec[4] = {3.0, 1.0, 3.0, 0.0 };
  86     static GLfloat color[4] = { 0.3, 0.7, 0.2, 1.0 };
  87     static GLfloat fogColor[4] = {0.65, 0.65, 0.85, 1.0};
  88
  89     glEnable( GL_DEPTH_TEST );
  90     glFrontFace(GL_CW);
  91     glEnable( GL_CULL_FACE );
  92
  93     /* If enabled, normal vectors specified with glNormal are scaled
  94        to unit length after transformation.  See glNormal. */
  95     glEnable( GL_NORMALIZE );
  96
  97     glLightfv( GL_LIGHT0, GL_POSITION, sun_vec );
  98     glEnable( GL_LIGHTING );
  99     glEnable( GL_LIGHT0 );
 100
 101     glMaterialfv( GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, color );
 102     glShadeModel( GL_FLAT ); /* glShadeModel( GL_SMOOTH ); */
 103
 104     glEnable( GL_FOG );
 105     glFogi (GL_FOG_MODE, GL_LINEAR);
 106     /* glFogf (GL_FOG_START, 1.0); */
 107     glFogf (GL_FOG_END, fogDensity);
 108     glFogfv (GL_FOG_COLOR, fogColor);
 109     /* glFogf (GL_FOG_DENSITY, fogDensity); */
 110     /* glHint (GL_FOG_HINT, GL_FASTEST); */
 111
 112     glClearColor(0.6, 0.6, 0.9, 1.0);
 113 }
 114
 115
 116 /**************************************************************************
 117  * Update the view volume, position, and orientation
 118  **************************************************************************/
 119
 120 static void fgUpdateViewParams() {
 121     double pos_x, pos_y, pos_z;
 122     struct flight_params *f;
 123     MAT3mat R, tmp;
 124     MAT3vec vec, forward, up;
 125
 126     f = &current_aircraft.flight;
 127
 128     /* Tell GL we are about to modify the projection parameters */
 129     glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 130     glLoadIdentity();
 131     gluPerspective(45.0, 1.0/win_ratio, 1.0, 6000.0);
 132
 133     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 134     glLoadIdentity();
 135
 136     /* calculate position in arc seconds */
 137     pos_x = FG_RAD_2_DEG(FG_Longitude) * 3600.0;
 138     pos_y = FG_RAD_2_DEG(FG_Latitude) * 3600.0;
 139     pos_z = FG_Altitude * 0.01; /* (Convert feet to aproximate arcsecs) */
 140
 141     /* build current rotation matrix */
 142     MAT3_SET_VEC(vec, 1.0, 0.0, 0.0);
 143     MAT3rotate(R, vec, FG_Phi);
 144     /* printf("Roll matrix\n"); */
 145     /* MAT3print(R, stdout); */
 146
 147     MAT3_SET_VEC(vec, 0.0, -1.0, 0.0);
 148     MAT3rotate(tmp, vec, FG_Theta);
 149     /* printf("Pitch matrix\n"); */
 150     /* MAT3print(tmp, stdout); */
 151     MAT3mult(R, R, tmp);
 152
 153     MAT3_SET_VEC(vec, 0.0, 0.0, -1.0);
 154     MAT3rotate(tmp, vec, M_PI + M_PI_2 + FG_Psi );
 155     /* printf("Yaw matrix\n");
 156     MAT3print(tmp, stdout); */
 157     MAT3mult(R, R, tmp);
 158
 159     /* MAT3print(R, stdout); */
 160
 161     /* generate the current forward and up vectors */
 162     MAT3_SET_VEC(vec, 1.0, 0.0, 0.0);
 163     MAT3mult_vec(forward, vec, R);
 164     printf("Forward vector is (%.2f,%.2f,%.2f)\n", forward[0], forward[1],
 165            forward[2]);
 166     MAT3_SET_VEC(vec, 0.0, 0.0, 1.0);
 167     MAT3mult_vec(up, vec, R);
 168
 169     gluLookAt(pos_x, pos_y, pos_z,
 170               pos_x + forward[0], pos_y + forward[1], pos_z + forward[2],
 171               up[0], up[1], up[2]);
 172
 173 }
 174
 175
 176 /**************************************************************************
 177  * Update all Visuals (redraws anything graphics related)
 178  **************************************************************************/
 179
 180 static void fgUpdateVisuals( void ) {
 181     /* update view volume parameters */
 182     fgUpdateViewParams();
 183
 184     glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );
 185
 186     /* Tell GL we are switching to model view parameters */
 187     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 188     /* glLoadIdentity(); */
 189
 190     /* draw terrain mesh */
 191     fgSceneryDraw();
 192
 193     #ifdef GLUT
 194       glutSwapBuffers();
 195     #elif MESA_TK
 196       tkSwapBuffers();
 197     #endif
 198 }
 199
 200
 201 /**************************************************************************
 202  * Timer management routines
 203  **************************************************************************/
 204
 205 static struct itimerval t, ot;
 206
 207 /* This routine catches the SIGALRM */
 208 void fgTimerCatch() {
 209     struct flight_params *f;
 210     static double lastSimtime = -99.9;
 211     int Overrun;
 212
 213     f = &current_aircraft.flight;
 214
 215     /* printf("In fgTimerCatch()\n"); */
 216
 217     Overrun = (lastSimtime == Simtime);
 218
 219     /* add this back in when you get simtime working */
 220     /* if ( Overrun ) {
 221         printf("OVERRUN!!!\n");
 222     } */
 223
 224     /* update the flight model */
 225     fgFlightModelUpdate(FG_LARCSIM, f, DEFAULT_MULTILOOP);
 226
 227     lastSimtime = Simtime;
 228     signal(SIGALRM, fgTimerCatch);
 229 }
 230
 231 /* this routine initializes the interval timer to generate a SIGALRM after
 232  * the specified interval (dt) */
 233 void fgTimerInit(float dt) {
 234     int terr;
 235     int isec;
 236     float usec;
 237
 238     isec = (int) dt;
 239     usec = 1000000* (dt - (float) isec);
 240
 241     t.it_interval.tv_sec = isec;
 242     t.it_interval.tv_usec = usec;
 243     t.it_value.tv_sec = isec;
 244     t.it_value.tv_usec = usec;
 245     /* printf("fgTimerInit() called\n"); */
 246     fgTimerCatch();   /* set up for SIGALRM signal catch */
 247     terr = setitimer( ITIMER_REAL, &t, &ot );
 248     if (terr) perror("Error returned from setitimer");
 249 }
 250
 251
 252 /**************************************************************************
 253  * Scenery management routines
 254  **************************************************************************/
 255
 256 static void fgSceneryInit() {
 257     /* make terrain mesh */
 258     mesh = fgSceneryCompile();
 259 }
 260
 261
 262 /* create the terrain mesh */
 263 GLint fgSceneryCompile() {
 264     GLint mesh;
 265
 266     mesh = mesh2GL(mesh_ptr);
 267
 268     return(mesh);
 269 }
 270
 271
 272 /* draw the terrain mesh */
 273 static void fgSceneryDraw() {
 274     glCallList(mesh);
 275 }
 276
 277
 278 /* What should we do when we have nothing else to do?  How about get
 279  * ready for the next move?*/
 280 static void fgMainLoop( void )
 281 {
 282     fgSlewUpdate();
 283     aircraft_debug(1);
 284
 285     fgUpdateVisuals();
 286 }
 287
 288
 289 /**************************************************************************
 290  * Handle new window size or exposure
 291  **************************************************************************/
 292
 293 static void fgReshape( int width, int height ) {
 294     /* Do this so we can call fgReshape(0,0) ourselves without having to know
 295      * what the values of width & height are. */
 296     if ( (height > 0) && (width > 0) ) {
 297         win_ratio = (GLfloat) height / (GLfloat) width;
 298     }
 299
 300     /* Inform gl of our view window size */
 301     glViewport(0, 0, (GLint)width, (GLint)height);
 302
 303     fgUpdateViewParams();
 304
 305     glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );
 306 }
 307
 308
 309 /**************************************************************************
 310  * Main ...
 311  **************************************************************************/
 312
 313 int main( int argc, char *argv[] ) {
 314     struct flight_params *f;
 315
 316     f = &current_aircraft.flight;
 317
 318     /* parse the scenery file */
 319     parse_scenery(argv[1]);
 320
 321     #ifdef GLUT
 322       /* initialize GLUT */
 323       glutInit(&argc, argv);
 324
 325       /* Define Display Parameters */
 326       glutInitDisplayMode( GLUT_RGB | GLUT_DEPTH | GLUT_DOUBLE );
 327
 328       /* Define initial window size */
 329       glutInitWindowSize(640, 480);
 330
 331       /* Initialize the main window */
 332       glutCreateWindow("Terrain Demo");
 333     #elif MESA_TK
 334       /* Define initial window size */
 335       tkInitPosition(0, 0, 640, 480);
 336
 337       /* Define Display Parameters */
 338       tkInitDisplayMode( TK_RGB | TK_DEPTH | TK_DOUBLE | TK_DIRECT );
 339
 340       /* Initialize the main window */
 341       if (tkInitWindow("Terrain Demo") == GL_FALSE) {
 342           tkQuit();
 343       }
 344     #endif
 345
 346     /* setup view parameters, only makes GL calls */
 347     fgInitVisuals();
 348
 349     /* fgSlewInit(-398673.28,120625.64, 53, 4.38); */
 350
 351     /* Initial Position */
 352     FG_Latitude  = FG_DEG_2_RAD(  120625.64 / 3600.0 );
 353     FG_Longitude = FG_DEG_2_RAD( -398673.28 / 3600.0 );
 354     FG_Altitude  = 3.758099E+00;
 355
 356     printf("Initial position is: (%.4f, %.4f, %.2f)\n", FG_Latitude,
 357            FG_Longitude, FG_Altitude);
 358
 359     /* Initial Velocity */
 360     FG_V_north = 0.0 /*  7.287719E+00 */;
 361     FG_V_east  = 0.0 /*  1.521770E+03 */;
 362     FG_V_down  = 0.0 /* -1.265722E-05 */;
 363
 364     /* Initial Orientation */
 365     FG_Phi   = -2.658474E-06;
 366     FG_Theta =  7.401790E-03;
 367     FG_Psi   =  2.14 /* 4.38 */;
 368
 369     /* Initial Angular B rates */
 370     FG_P_body = 7.206685E-05;
 371     FG_Q_body = 0.000000E+00;
 372     FG_R_body = 9.492658E-05;
 373
 374     FG_Earth_position_angle = 0.000000E+00;
 375
 376     /* Mass properties and geometry values */
 377     FG_Mass = 8.547270E+01;
 378     FG_I_xx = 1.048000E+03;
 379     FG_I_yy = 3.000000E+03;
 380     FG_I_zz = 3.530000E+03;
 381     FG_I_xz = 0.000000E+00;
 382
 383     /* CG position w.r.t. ref. point */
 384     FG_Dx_cg = 0.000000E+00;
 385     FG_Dy_cg = 0.000000E+00;
 386     FG_Dz_cg = 0.000000E+00;
 387
 388     /* Set initial position and slew parameters */
 389     /* fgSlewInit(-398391.3, 120070.4, 244, 3.1415); */ /* GLOBE Airport */
 390     /* fgSlewInit(-335340,162540, 15, 4.38); */
 391     /* fgSlewInit(-398673.28,120625.64, 53, 4.38); */
 392
 393     fgFlightModelInit(FG_LARCSIM, f, 1.0 / DEFAULT_MODEL_HZ);
 394
 395     /* build all objects */
 396     fgSceneryInit();
 397
 398     /* initialize timer */
 399     fgTimerInit( 1.0 / DEFAULT_MODEL_HZ );
 400
 401     #ifdef GLUT
 402       /* call fgReshape() on window resizes */
 403       glutReshapeFunc( fgReshape );
 404
 405       /* call key() on keyboard event */
 406       glutKeyboardFunc( GLUTkey );
 407       glutSpecialFunc( GLUTkey );
 408
 409       /* call fgMainLoop() whenever there is nothing else to do */
 410       glutIdleFunc( fgMainLoop );
 411
 412       /* draw the scene */
 413       glutDisplayFunc( fgUpdateVisuals );
 414
 415       /* pass control off to the GLUT event handler */
 416       glutMainLoop();
 417     #elif MESA_TK
 418       /* call fgReshape() on expose events */
 419       tkExposeFunc( fgReshape );
 420
 421       /* call fgReshape() on window resizes */
 422       tkReshapeFunc( fgReshape );
 423
 424       /* call key() on keyboard event */
 425       tkKeyDownFunc( GLTKkey );
 426
 427       /* call fgMainLoop() whenever there is nothing else to do */
 428       tkIdleFunc( fgMainLoop );
 429
 430       /* draw the scene */
 431       tkDisplayFunc( fgUpdateVisuals );
 432
 433       /* pass control off to the tk event handler */
 434       tkExec();
 435     #endif
 436
 437     return(0);
 438 }
 439
 440
 441 /* $Log$
 442 /* Revision 1.9  1997/05/30 19:27:01  curt
 443 /* The LaRCsim flight model is starting to look like it is working.
 444 /*
 445  * Revision 1.8  1997/05/30 03:54:10  curt
 446  * Made a bit more progress towards integrating the LaRCsim flight model.
 447  *
 448  * Revision 1.7  1997/05/29 22:39:49  curt
 449  * Working on incorporating the LaRCsim flight model.
 450  *
 451  * Revision 1.6  1997/05/29 12:31:39  curt
 452  * Minor tweaks, moving towards general flight model integration.
 453  *
 454  * Revision 1.5  1997/05/29 02:33:23  curt
 455  * Updated to reflect changing interfaces in other "modules."
 456  *
 457  * Revision 1.4  1997/05/27 17:44:31  curt
 458  * Renamed & rearranged variables and routines.   Added some initial simple
 459  * timer/alarm routines so the flight model can be updated on a regular
 460  * interval.
 461  *
 462  * Revision 1.3  1997/05/23 15:40:25  curt
 463  * Added GNU copyright headers.
 464  * Fog now works!
 465  *
 466  * Revision 1.2  1997/05/23 00:35:12  curt
 467  * Trying to get fog to work ...
 468  *
 469  * Revision 1.1  1997/05/21 15:57:51  curt
 470  * Renamed due to added GLUT support.
 471  *
 472  * Revision 1.3  1997/05/19 18:22:42  curt
 473  * Parameter tweaking ... starting to stub in fog support.
 474  *
 475  * Revision 1.2  1997/05/17 00:17:34  curt
 476  * Trying to stub in support for standard OpenGL.
 477  *
 478  * Revision 1.1  1997/05/16 16:05:52  curt
 479  * Initial revision.
 480  *
 481  */