Main/views.c

   1 /**************************************************************************
   2  * views.c -- data structures and routines for managing and view parameters.
   3  *
   4  * Written by Curtis Olson, started August 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 <Main/views.h>
  28
  29 #include <Include/fg_constants.h>
  30
  31 #include <Flight/flight.h>
  32 #include <Math/mat3.h>
  33 #include <Math/polar.h>
  34 #include <Math/vector.h>
  35 #include <Scenery/scenery.h>
  36 #include <Time/fg_time.h>
  37 #include <Main/fg_debug.h>
  38
  39 /* This is a record containing current view parameters */
  40 struct fgVIEW current_view;
  41
  42
  43 /* Initialize a view structure */
  44 void fgViewInit(struct fgVIEW *v) {
  45     fgPrintf( FG_VIEW, FG_INFO, "Initializing View parameters\n");
  46
  47     v->view_offset = 0.0;
  48     v->goal_view_offset = 0.0;
  49 }
  50
  51
  52 /* Update the view parameters */
  53 void fgViewUpdate(fgFLIGHT *f, struct fgVIEW *v, struct fgLIGHT *l) {
  54     MAT3vec vec, forward, v0, minus_z;
  55     MAT3mat R, TMP, UP, LOCAL, VIEW;
  56     double ntmp;
  57
  58     scenery.center.x = scenery.next_center.x;
  59     scenery.center.y = scenery.next_center.y;
  60     scenery.center.z = scenery.next_center.z;
  61
  62     /* calculate the cartesion coords of the current lat/lon/0 elev */
  63     v->cur_zero_elev = fgPolarToCart(FG_Longitude, FG_Lat_geocentric,
  64                                      FG_Sea_level_radius * FEET_TO_METER);
  65     v->cur_zero_elev.x -= scenery.center.x;
  66     v->cur_zero_elev.y -= scenery.center.y;
  67     v->cur_zero_elev.z -= scenery.center.z;
  68
  69     /* calculate view position in current FG view coordinate system */
  70     v->abs_view_pos = fgPolarToCart(FG_Longitude, FG_Lat_geocentric,
  71                              FG_Radius_to_vehicle * FEET_TO_METER + 1.0);
  72     v->view_pos.x = v->abs_view_pos.x - scenery.center.x;
  73     v->view_pos.y = v->abs_view_pos.y - scenery.center.y;
  74     v->view_pos.z = v->abs_view_pos.z - scenery.center.z;
  75
  76     fgPrintf( FG_VIEW, FG_DEBUG, "Absolute view pos = %.4f, %.4f, %.4f\n",
  77            v->abs_view_pos.x, v->abs_view_pos.y, v->abs_view_pos.z);
  78     fgPrintf( FG_VIEW, FG_DEBUG, "Relative view pos = %.4f, %.4f, %.4f\n",
  79            v->view_pos.x, v->view_pos.y, v->view_pos.z);
  80
  81     /* make a vector to the current view position */
  82     MAT3_SET_VEC(v0, v->view_pos.x, v->view_pos.y, v->view_pos.z);
  83
  84     /* calculate vector to sun's position on the earth's surface */
  85     v->to_sun[0] = l->fg_sunpos.x - (v->view_pos.x + scenery.center.x);
  86     v->to_sun[1] = l->fg_sunpos.y - (v->view_pos.y + scenery.center.y);
  87     v->to_sun[2] = l->fg_sunpos.z - (v->view_pos.z + scenery.center.z);
  88     /* printf("Vector to sun = %.2f %.2f %.2f\n",
  89            v->to_sun[0], v->to_sun[1], v->to_sun[2]); */
  90
  91     /* Derive the LOCAL aircraft rotation matrix (roll, pitch, yaw) */
  92     MAT3_SET_VEC(vec, 0.0, 0.0, 1.0);
  93     MAT3rotate(R, vec, FG_Phi);
  94     /* printf("Roll matrix\n"); */
  95     /* MAT3print(R, stdout); */
  96
  97     MAT3_SET_VEC(vec, 0.0, 1.0, 0.0);
  98     /* MAT3mult_vec(vec, vec, R); */
  99     MAT3rotate(TMP, vec, FG_Theta);
 100     /* printf("Pitch matrix\n"); */
 101     /* MAT3print(TMP, stdout); */
 102     MAT3mult(R, R, TMP);
 103
 104     MAT3_SET_VEC(vec, 1.0, 0.0, 0.0);
 105     /* MAT3mult_vec(vec, vec, R); */
 106     /* MAT3rotate(TMP, vec, FG_Psi - FG_PI_2); */
 107     MAT3rotate(TMP, vec, -FG_Psi);
 108     /* printf("Yaw matrix\n");
 109     MAT3print(TMP, stdout); */
 110     MAT3mult(LOCAL, R, TMP);
 111     /* printf("LOCAL matrix\n"); */
 112     /* MAT3print(LOCAL, stdout); */
 113
 114     /* Derive the local UP transformation matrix based on *geodetic*
 115      * coordinates */
 116     MAT3_SET_VEC(vec, 0.0, 0.0, 1.0);
 117     MAT3rotate(R, vec, FG_Longitude);     /* R = rotate about Z axis */
 118     /* printf("Longitude matrix\n"); */
 119     /* MAT3print(R, stdout); */
 120
 121     MAT3_SET_VEC(vec, 0.0, 1.0, 0.0);
 122     MAT3mult_vec(vec, vec, R);
 123     MAT3rotate(TMP, vec, -FG_Latitude);  /* TMP = rotate about X axis */
 124     /* printf("Latitude matrix\n"); */
 125     /* MAT3print(TMP, stdout); */
 126
 127     MAT3mult(UP, R, TMP);
 128     /* printf("Local up matrix\n"); */
 129     /* MAT3print(UP, stdout); */
 130
 131     MAT3_SET_VEC(v->local_up, 1.0, 0.0, 0.0);
 132     MAT3mult_vec(v->local_up, v->local_up, UP);
 133
 134     /* printf("Local Up = (%.4f, %.4f, %.4f)\n",
 135            v->local_up[0], v->local_up[1], v->local_up[2]); */
 136
 137     /* Alternative method to Derive local up vector based on
 138      * *geodetic* coordinates */
 139     /* alt_up = fgPolarToCart(FG_Longitude, FG_Latitude, 1.0); */
 140     /* printf("    Alt Up = (%.4f, %.4f, %.4f)\n",
 141        alt_up.x, alt_up.y, alt_up.z); */
 142
 143     /* Calculate the VIEW matrix */
 144     MAT3mult(VIEW, LOCAL, UP);
 145     /* printf("VIEW matrix\n"); */
 146     /* MAT3print(VIEW, stdout); */
 147
 148     /* generate the current up, forward, and fwrd-view vectors */
 149     MAT3_SET_VEC(vec, 1.0, 0.0, 0.0);
 150     MAT3mult_vec(v->view_up, vec, VIEW);
 151
 152     MAT3_SET_VEC(vec, 0.0, 0.0, 1.0);
 153     MAT3mult_vec(forward, vec, VIEW);
 154     /* printf("Forward vector is (%.2f,%.2f,%.2f)\n", forward[0], forward[1],
 155            forward[2]); */
 156
 157     MAT3rotate(TMP, v->view_up, v->view_offset);
 158     MAT3mult_vec(v->view_forward, forward, TMP);
 159
 160     /* Given a vector from the view position to the point on the
 161      * earth's surface the sun is directly over, map into onto the
 162      * local plane representing "horizontal". */
 163     map_vec_onto_cur_surface_plane(v->local_up, v0, v->to_sun,
 164                                    v->surface_to_sun);
 165     MAT3_NORMALIZE_VEC(v->surface_to_sun, ntmp);
 166     /* printf("Surface direction to sun is %.2f %.2f %.2f\n",
 167            v->surface_to_sun[0], v->surface_to_sun[1], v->surface_to_sun[2]); */
 168     /* printf("Should be close to zero = %.2f\n",
 169            MAT3_DOT_PRODUCT(v->local_up, v->surface_to_sun)); */
 170
 171     /* Given a vector pointing straight down (-Z), map into onto the
 172      * local plane representing "horizontal".  This should give us the
 173      * local direction for moving "south". */
 174     MAT3_SET_VEC(minus_z, 0.0, 0.0, -1.0);
 175     map_vec_onto_cur_surface_plane(v->local_up, v0, minus_z, v->surface_south);
 176     MAT3_NORMALIZE_VEC(v->surface_south, ntmp);
 177     /* printf("Surface direction directly south %.2f %.2f %.2f\n",
 178            v->surface_south[0], v->surface_south[1], v->surface_south[2]); */
 179
 180     /* now calculate the surface east vector */
 181     MAT3rotate(TMP, v->view_up, FG_PI_2);
 182     MAT3mult_vec(v->surface_east, v->surface_south, TMP);
 183     /* printf("Surface direction directly east %.2f %.2f %.2f\n",
 184            v->surface_east[0], v->surface_east[1], v->surface_east[2]); */
 185     /* printf("Should be close to zero = %.2f\n",
 186            MAT3_DOT_PRODUCT(v->surface_south, v->surface_east)); */
 187 }
 188
 189
 190 /* $Log$
 191 /* Revision 1.15  1998/02/20 00:16:24  curt
 192 /* Thursday's tweaks.
 193 /*
 194  * Revision 1.14  1998/02/09 15:07:50  curt
 195  * Minor tweaks.
 196  *
 197  * Revision 1.13  1998/02/07 15:29:45  curt
 198  * Incorporated HUD changes and struct/typedef changes from Charlie Hotchkiss
 199  * <chotchkiss@namg.us.anritsu.com>
 200  *
 201  * Revision 1.12  1998/01/29 00:50:28  curt
 202  * Added a view record field for absolute x, y, z position.
 203  *
 204  * Revision 1.11  1998/01/27 00:47:58  curt
 205  * Incorporated Paul Bleisch's <bleisch@chromatic.com> new debug message
 206  * system and commandline/config file processing code.
 207  *
 208  * Revision 1.10  1998/01/19 19:27:09  curt
 209  * Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 210  * This should simplify things tremendously.
 211  *
 212  * Revision 1.9  1998/01/13 00:23:09  curt
 213  * Initial changes to support loading and management of scenery tiles.  Note,
 214  * there's still a fair amount of work left to be done.
 215  *
 216  * Revision 1.8  1997/12/30 22:22:33  curt
 217  * Further integration of event manager.
 218  *
 219  * Revision 1.7  1997/12/30 20:47:45  curt
 220  * Integrated new event manager with subsystem initializations.
 221  *
 222  * Revision 1.6  1997/12/22 04:14:32  curt
 223  * Aligned sky with sun so dusk/dawn effects can be correct relative to the sun.
 224  *
 225  * Revision 1.5  1997/12/18 04:07:02  curt
 226  * Worked on properly translating and positioning the sky dome.
 227  *
 228  * Revision 1.4  1997/12/17 23:13:36  curt
 229  * Began working on rendering a sky.
 230  *
 231  * Revision 1.3  1997/12/15 23:54:50  curt
 232  * Add xgl wrappers for debugging.
 233  * Generate terrain normals on the fly.
 234  *
 235  * Revision 1.2  1997/12/10 22:37:48  curt
 236  * Prepended "fg" on the name of all global structures that didn't have it yet.
 237  * i.e. "struct WEATHER {}" became "struct fgWEATHER {}"
 238  *
 239  * Revision 1.1  1997/08/27 21:31:17  curt
 240  * Initial revision.
 241  *
 242  */