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