Main/views.cxx

   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 <config.h>
  28
  29 #include <Debug/fg_debug.h>
  30 #include <Flight/flight.h>
  31 #include <Include/fg_constants.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
  38 #include "views.hxx"
  39
  40
  41 /* This is a record containing current view parameters */
  42 struct fgVIEW current_view;
  43
  44
  45 /* Initialize a view structure */
  46 void fgViewInit(struct fgVIEW *v) {
  47     fgPrintf( FG_VIEW, FG_INFO, "Initializing View parameters\n");
  48
  49     v->view_offset = 0.0;
  50     v->goal_view_offset = 0.0;
  51 }
  52
  53
  54 /* Update the view parameters */
  55 void fgViewUpdate(fgFLIGHT *f, struct fgVIEW *v, fgLIGHT *l) {
  56     MAT3vec vec, forward, v0, minus_z;
  57     MAT3mat R, TMP, UP, LOCAL, VIEW;
  58     double ntmp;
  59
  60     scenery.center.x = scenery.next_center.x;
  61     scenery.center.y = scenery.next_center.y;
  62     scenery.center.z = scenery.next_center.z;
  63
  64     /* calculate the cartesion coords of the current lat/lon/0 elev */
  65     v->cur_zero_elev = fgPolarToCart(FG_Longitude, FG_Lat_geocentric,
  66                                      FG_Sea_level_radius * FEET_TO_METER);
  67     v->cur_zero_elev.x -= scenery.center.x;
  68     v->cur_zero_elev.y -= scenery.center.y;
  69     v->cur_zero_elev.z -= scenery.center.z;
  70
  71     /* calculate view position in current FG view coordinate system */
  72     v->abs_view_pos = fgPolarToCart(FG_Longitude, FG_Lat_geocentric,
  73                              FG_Radius_to_vehicle * FEET_TO_METER + 1.0);
  74     v->view_pos.x = v->abs_view_pos.x - scenery.center.x;
  75     v->view_pos.y = v->abs_view_pos.y - scenery.center.y;
  76     v->view_pos.z = v->abs_view_pos.z - scenery.center.z;
  77
  78     fgPrintf( FG_VIEW, FG_DEBUG, "Absolute view pos = %.4f, %.4f, %.4f\n",
  79            v->abs_view_pos.x, v->abs_view_pos.y, v->abs_view_pos.z);
  80     fgPrintf( FG_VIEW, FG_DEBUG, "Relative view pos = %.4f, %.4f, %.4f\n",
  81            v->view_pos.x, v->view_pos.y, v->view_pos.z);
  82
  83     /* make a vector to the current view position */
  84     MAT3_SET_VEC(v0, v->view_pos.x, v->view_pos.y, v->view_pos.z);
  85
  86     /* calculate vector to sun's position on the earth's surface */
  87     v->to_sun[0] = l->fg_sunpos.x - (v->view_pos.x + scenery.center.x);
  88     v->to_sun[1] = l->fg_sunpos.y - (v->view_pos.y + scenery.center.y);
  89     v->to_sun[2] = l->fg_sunpos.z - (v->view_pos.z + scenery.center.z);
  90     /* printf("Vector to sun = %.2f %.2f %.2f\n",
  91            v->to_sun[0], v->to_sun[1], v->to_sun[2]); */
  92
  93     /* Derive the LOCAL aircraft rotation matrix (roll, pitch, yaw) */
  94     MAT3_SET_VEC(vec, 0.0, 0.0, 1.0);
  95     MAT3rotate(R, vec, FG_Phi);
  96     /* printf("Roll matrix\n"); */
  97     /* MAT3print(R, stdout); */
  98
  99     MAT3_SET_VEC(vec, 0.0, 1.0, 0.0);
 100     /* MAT3mult_vec(vec, vec, R); */
 101     MAT3rotate(TMP, vec, FG_Theta);
 102     /* printf("Pitch matrix\n"); */
 103     /* MAT3print(TMP, stdout); */
 104     MAT3mult(R, R, TMP);
 105
 106     MAT3_SET_VEC(vec, 1.0, 0.0, 0.0);
 107     /* MAT3mult_vec(vec, vec, R); */
 108     /* MAT3rotate(TMP, vec, FG_Psi - FG_PI_2); */
 109     MAT3rotate(TMP, vec, -FG_Psi);
 110     /* printf("Yaw matrix\n");
 111     MAT3print(TMP, stdout); */
 112     MAT3mult(LOCAL, R, TMP);
 113     /* printf("LOCAL matrix\n"); */
 114     /* MAT3print(LOCAL, stdout); */
 115
 116     /* Derive the local UP transformation matrix based on *geodetic*
 117      * coordinates */
 118     MAT3_SET_VEC(vec, 0.0, 0.0, 1.0);
 119     MAT3rotate(R, vec, FG_Longitude);     /* R = rotate about Z axis */
 120     /* printf("Longitude matrix\n"); */
 121     /* MAT3print(R, stdout); */
 122
 123     MAT3_SET_VEC(vec, 0.0, 1.0, 0.0);
 124     MAT3mult_vec(vec, vec, R);
 125     MAT3rotate(TMP, vec, -FG_Latitude);  /* TMP = rotate about X axis */
 126     /* printf("Latitude matrix\n"); */
 127     /* MAT3print(TMP, stdout); */
 128
 129     MAT3mult(UP, R, TMP);
 130     /* printf("Local up matrix\n"); */
 131     /* MAT3print(UP, stdout); */
 132
 133     MAT3_SET_VEC(v->local_up, 1.0, 0.0, 0.0);
 134     MAT3mult_vec(v->local_up, v->local_up, UP);
 135
 136     /* printf("Local Up = (%.4f, %.4f, %.4f)\n",
 137            v->local_up[0], v->local_up[1], v->local_up[2]); */
 138
 139     /* Alternative method to Derive local up vector based on
 140      * *geodetic* coordinates */
 141     /* alt_up = fgPolarToCart(FG_Longitude, FG_Latitude, 1.0); */
 142     /* printf("    Alt Up = (%.4f, %.4f, %.4f)\n",
 143        alt_up.x, alt_up.y, alt_up.z); */
 144
 145     /* Calculate the VIEW matrix */
 146     MAT3mult(VIEW, LOCAL, UP);
 147     /* printf("VIEW matrix\n"); */
 148     /* MAT3print(VIEW, stdout); */
 149
 150     /* generate the current up, forward, and fwrd-view vectors */
 151     MAT3_SET_VEC(vec, 1.0, 0.0, 0.0);
 152     MAT3mult_vec(v->view_up, vec, VIEW);
 153
 154     MAT3_SET_VEC(vec, 0.0, 0.0, 1.0);
 155     MAT3mult_vec(forward, vec, VIEW);
 156     /* printf("Forward vector is (%.2f,%.2f,%.2f)\n", forward[0], forward[1],
 157            forward[2]); */
 158
 159     MAT3rotate(TMP, v->view_up, v->view_offset);
 160     MAT3mult_vec(v->view_forward, forward, TMP);
 161
 162     /* Given a vector from the view position to the point on the
 163      * earth's surface the sun is directly over, map into onto the
 164      * local plane representing "horizontal". */
 165     map_vec_onto_cur_surface_plane(v->local_up, v0, v->to_sun,
 166                                    v->surface_to_sun);
 167     MAT3_NORMALIZE_VEC(v->surface_to_sun, ntmp);
 168     /* printf("Surface direction to sun is %.2f %.2f %.2f\n",
 169            v->surface_to_sun[0], v->surface_to_sun[1], v->surface_to_sun[2]); */
 170     /* printf("Should be close to zero = %.2f\n",
 171            MAT3_DOT_PRODUCT(v->local_up, v->surface_to_sun)); */
 172
 173     /* Given a vector pointing straight down (-Z), map into onto the
 174      * local plane representing "horizontal".  This should give us the
 175      * local direction for moving "south". */
 176     MAT3_SET_VEC(minus_z, 0.0, 0.0, -1.0);
 177     map_vec_onto_cur_surface_plane(v->local_up, v0, minus_z, v->surface_south);
 178     MAT3_NORMALIZE_VEC(v->surface_south, ntmp);
 179     /* printf("Surface direction directly south %.2f %.2f %.2f\n",
 180            v->surface_south[0], v->surface_south[1], v->surface_south[2]); */
 181
 182     /* now calculate the surface east vector */
 183     MAT3rotate(TMP, v->view_up, FG_PI_2);
 184     MAT3mult_vec(v->surface_east, v->surface_south, TMP);
 185     /* printf("Surface direction directly east %.2f %.2f %.2f\n",
 186            v->surface_east[0], v->surface_east[1], v->surface_east[2]); */
 187     /* printf("Should be close to zero = %.2f\n",
 188            MAT3_DOT_PRODUCT(v->surface_south, v->surface_east)); */
 189 }
 190
 191
 192 /* $Log$
 193 /* Revision 1.1  1998/04/22 13:25:45  curt
 194 /* C++ - ifing the code.
 195 /* Starting a bit of reorganization of lighting code.
 196 /*
 197  * Revision 1.16  1998/04/18 04:11:29  curt
 198  * Moved fg_debug to it's own library, added zlib support.
 199  *
 200  * Revision 1.15  1998/02/20 00:16:24  curt
 201  * Thursday's tweaks.
 202  *
 203  * Revision 1.14  1998/02/09 15:07:50  curt
 204  * Minor tweaks.
 205  *
 206  * Revision 1.13  1998/02/07 15:29:45  curt
 207  * Incorporated HUD changes and struct/typedef changes from Charlie Hotchkiss
 208  * <chotchkiss@namg.us.anritsu.com>
 209  *
 210  * Revision 1.12  1998/01/29 00:50:28  curt
 211  * Added a view record field for absolute x, y, z position.
 212  *
 213  * Revision 1.11  1998/01/27 00:47:58  curt
 214  * Incorporated Paul Bleisch's <bleisch@chromatic.com> new debug message
 215  * system and commandline/config file processing code.
 216  *
 217  * Revision 1.10  1998/01/19 19:27:09  curt
 218  * Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 219  * This should simplify things tremendously.
 220  *
 221  * Revision 1.9  1998/01/13 00:23:09  curt
 222  * Initial changes to support loading and management of scenery tiles.  Note,
 223  * there's still a fair amount of work left to be done.
 224  *
 225  * Revision 1.8  1997/12/30 22:22:33  curt
 226  * Further integration of event manager.
 227  *
 228  * Revision 1.7  1997/12/30 20:47:45  curt
 229  * Integrated new event manager with subsystem initializations.
 230  *
 231  * Revision 1.6  1997/12/22 04:14:32  curt
 232  * Aligned sky with sun so dusk/dawn effects can be correct relative to the sun.
 233  *
 234  * Revision 1.5  1997/12/18 04:07:02  curt
 235  * Worked on properly translating and positioning the sky dome.
 236  *
 237  * Revision 1.4  1997/12/17 23:13:36  curt
 238  * Began working on rendering a sky.
 239  *
 240  * Revision 1.3  1997/12/15 23:54:50  curt
 241  * Add xgl wrappers for debugging.
 242  * Generate terrain normals on the fly.
 243  *
 244  * Revision 1.2  1997/12/10 22:37:48  curt
 245  * Prepended "fg" on the name of all global structures that didn't have it yet.
 246  * i.e. "struct WEATHER {}" became "struct fgWEATHER {}"
 247  *
 248  * Revision 1.1  1997/08/27 21:31:17  curt
 249  * Initial revision.
 250  *
 251  */