Main/views.cxx

   1 //
   2 // views.cxx -- 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 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  28 #  include <config.h>
  29 #endif
  30
  31 #include <Debug/fg_debug.h>
  32 #include <Flight/flight.h>
  33 #include <Include/fg_constants.h>
  34 #include <Math/mat3.h>
  35 #include <Math/polar.h>
  36 #include <Math/vector.h>
  37 #include <Scenery/scenery.hxx>
  38 #include <Time/fg_time.hxx>
  39
  40 #include "views.hxx"
  41
  42
  43 // This is a record containing current view parameters
  44 fgVIEW current_view;
  45
  46
  47 // Initialize a view structure
  48 void fgViewInit(fgVIEW *v) {
  49     fgPrintf( FG_VIEW, FG_INFO, "Initializing View parameters\n");
  50
  51     v->view_offset = 0.0;
  52     v->goal_view_offset = 0.0;
  53 }
  54
  55
  56 // Update the view parameters
  57 void fgViewUpdate(fgFLIGHT *f, fgVIEW *v, fgLIGHT *l) {
  58     MAT3vec vec, forward, v0, minus_z;
  59     MAT3mat R, TMP, UP, LOCAL, VIEW;
  60     double ntmp;
  61
  62     scenery.center.x = scenery.next_center.x;
  63     scenery.center.y = scenery.next_center.y;
  64     scenery.center.z = scenery.next_center.z;
  65
  66     // calculate the cartesion coords of the current lat/lon/0 elev
  67     v->cur_zero_elev = fgPolarToCart(FG_Longitude, FG_Lat_geocentric,
  68                                      FG_Sea_level_radius * FEET_TO_METER);
  69     v->cur_zero_elev.x -= scenery.center.x;
  70     v->cur_zero_elev.y -= scenery.center.y;
  71     v->cur_zero_elev.z -= scenery.center.z;
  72
  73     // calculate view position in current FG view coordinate system
  74     v->abs_view_pos = fgPolarToCart(FG_Longitude, FG_Lat_geocentric,
  75                              FG_Radius_to_vehicle * FEET_TO_METER + 1.0);
  76     v->view_pos.x = v->abs_view_pos.x - scenery.center.x;
  77     v->view_pos.y = v->abs_view_pos.y - scenery.center.y;
  78     v->view_pos.z = v->abs_view_pos.z - scenery.center.z;
  79
  80     fgPrintf( FG_VIEW, FG_DEBUG, "Absolute view pos = %.4f, %.4f, %.4f\n",
  81            v->abs_view_pos.x, v->abs_view_pos.y, v->abs_view_pos.z);
  82     fgPrintf( FG_VIEW, FG_DEBUG, "Relative view pos = %.4f, %.4f, %.4f\n",
  83            v->view_pos.x, v->view_pos.y, v->view_pos.z);
  84
  85     // Derive the LOCAL aircraft rotation matrix (roll, pitch, yaw)
  86     // from FG_T_local_to_body[3][3]
  87
  88     // Question: Why is the LaRCsim matrix arranged so differently
  89     // than the one we need???
  90     LOCAL[0][0] = FG_T_local_to_body_33;
  91     LOCAL[0][1] = -FG_T_local_to_body_32;
  92     LOCAL[0][2] = -FG_T_local_to_body_31;
  93     LOCAL[0][3] = 0.0;
  94     LOCAL[1][0] = -FG_T_local_to_body_23;
  95     LOCAL[1][1] = FG_T_local_to_body_22;
  96     LOCAL[1][2] = FG_T_local_to_body_21;
  97     LOCAL[1][3] = 0.0;
  98     LOCAL[2][0] = -FG_T_local_to_body_13;
  99     LOCAL[2][1] = FG_T_local_to_body_12;
 100     LOCAL[2][2] = FG_T_local_to_body_11;
 101     LOCAL[2][3] = 0.0;
 102     LOCAL[3][0] = LOCAL[3][1] = LOCAL[3][2] = LOCAL[3][3] = 0.0;
 103     LOCAL[3][3] = 1.0;
 104     // printf("LaRCsim LOCAL matrix\n");
 105     // MAT3print(LOCAL, stdout);
 106
 107 #ifdef OLD_LOCAL_TO_BODY_CODE
 108         // old code to calculate LOCAL matrix calculated from Phi,
 109         // Theta, and Psi (roll, pitch, yaw)
 110
 111         MAT3_SET_VEC(vec, 0.0, 0.0, 1.0);
 112         MAT3rotate(R, vec, FG_Phi);
 113         /* printf("Roll matrix\n"); */
 114         /* MAT3print(R, stdout); */
 115
 116         MAT3_SET_VEC(vec, 0.0, 1.0, 0.0);
 117         /* MAT3mult_vec(vec, vec, R); */
 118         MAT3rotate(TMP, vec, FG_Theta);
 119         /* printf("Pitch matrix\n"); */
 120         /* MAT3print(TMP, stdout); */
 121         MAT3mult(R, R, TMP);
 122
 123         MAT3_SET_VEC(vec, 1.0, 0.0, 0.0);
 124         /* MAT3mult_vec(vec, vec, R); */
 125         /* MAT3rotate(TMP, vec, FG_Psi - FG_PI_2); */
 126         MAT3rotate(TMP, vec, -FG_Psi);
 127         /* printf("Yaw matrix\n");
 128            MAT3print(TMP, stdout); */
 129         MAT3mult(LOCAL, R, TMP);
 130         // printf("FG derived LOCAL matrix\n");
 131         // MAT3print(LOCAL, stdout);
 132 #endif // OLD_LOCAL_TO_BODY_CODE
 133
 134     // Derive the local UP transformation matrix based on *geodetic*
 135     // coordinates
 136     MAT3_SET_VEC(vec, 0.0, 0.0, 1.0);
 137     MAT3rotate(R, vec, FG_Longitude);     // R = rotate about Z axis
 138     // printf("Longitude matrix\n");
 139     // MAT3print(R, stdout);
 140
 141     MAT3_SET_VEC(vec, 0.0, 1.0, 0.0);
 142     MAT3mult_vec(vec, vec, R);
 143     MAT3rotate(TMP, vec, -FG_Latitude);  // TMP = rotate about X axis
 144     // printf("Latitude matrix\n");
 145     // MAT3print(TMP, stdout);
 146
 147     MAT3mult(UP, R, TMP);
 148     // printf("Local up matrix\n");
 149     // MAT3print(UP, stdout);
 150
 151     MAT3_SET_VEC(v->local_up, 1.0, 0.0, 0.0);
 152     MAT3mult_vec(v->local_up, v->local_up, UP);
 153
 154     // printf( "Local Up = (%.4f, %.4f, %.4f)\n",
 155     //         v->local_up[0], v->local_up[1], v->local_up[2]);
 156
 157     // Alternative method to Derive local up vector based on
 158     // *geodetic* coordinates
 159     // alt_up = fgPolarToCart(FG_Longitude, FG_Latitude, 1.0);
 160     // printf( "    Alt Up = (%.4f, %.4f, %.4f)\n",
 161     //         alt_up.x, alt_up.y, alt_up.z);
 162
 163     // Calculate the VIEW matrix
 164     MAT3mult(VIEW, LOCAL, UP);
 165     // printf("VIEW matrix\n");
 166     // MAT3print(VIEW, stdout);
 167
 168     // generate the current up, forward, and fwrd-view vectors
 169     MAT3_SET_VEC(vec, 1.0, 0.0, 0.0);
 170     MAT3mult_vec(v->view_up, vec, VIEW);
 171
 172     MAT3_SET_VEC(vec, 0.0, 0.0, 1.0);
 173     MAT3mult_vec(forward, vec, VIEW);
 174     // printf( "Forward vector is (%.2f,%.2f,%.2f)\n", forward[0], forward[1],
 175     //         forward[2]);
 176
 177     MAT3rotate(TMP, v->view_up, v->view_offset);
 178     MAT3mult_vec(v->view_forward, forward, TMP);
 179
 180     // make a vector to the current view position
 181     MAT3_SET_VEC(v0, v->view_pos.x, v->view_pos.y, v->view_pos.z);
 182
 183     // Given a vector pointing straight down (-Z), map into onto the
 184     // local plane representing "horizontal".  This should give us the
 185     // local direction for moving "south".
 186     MAT3_SET_VEC(minus_z, 0.0, 0.0, -1.0);
 187     map_vec_onto_cur_surface_plane(v->local_up, v0, minus_z, v->surface_south);
 188     MAT3_NORMALIZE_VEC(v->surface_south, ntmp);
 189     // printf( "Surface direction directly south %.2f %.2f %.2f\n",
 190     //         v->surface_south[0], v->surface_south[1], v->surface_south[2]);
 191
 192     // now calculate the surface east vector
 193     MAT3rotate(TMP, v->view_up, FG_PI_2);
 194     MAT3mult_vec(v->surface_east, v->surface_south, TMP);
 195     // printf( "Surface direction directly east %.2f %.2f %.2f\n",
 196     //         v->surface_east[0], v->surface_east[1], v->surface_east[2]);
 197     // printf( "Should be close to zero = %.2f\n",
 198     //         MAT3_DOT_PRODUCT(v->surface_south, v->surface_east));
 199 }
 200
 201
 202 // $Log$
 203 // Revision 1.7  1998/04/30 12:34:20  curt
 204 // Added command line rendering options:
 205 //   enable/disable fog/haze
 206 //   specify smooth/flat shading
 207 //   disable sky blending and just use a solid color
 208 //   enable wireframe drawing mode
 209 //
 210 // Revision 1.6  1998/04/28 01:20:23  curt
 211 // Type-ified fgTIME and fgVIEW.
 212 // Added a command line option to disable textures.
 213 //
 214 // Revision 1.5  1998/04/26 05:10:04  curt
 215 // "struct fgLIGHT" -> "fgLIGHT" because fgLIGHT is typedef'd.
 216 //
 217 // Revision 1.4  1998/04/25 22:04:53  curt
 218 // Use already calculated LaRCsim values to create the roll/pitch/yaw
 219 // transformation matrix (we call it LOCAL)
 220 //
 221 // Revision 1.3  1998/04/25 20:24:02  curt
 222 // Cleaned up initialization sequence to eliminate interdependencies
 223 // between sun position, lighting, and view position.  This creates a
 224 // valid single pass initialization path.
 225 //
 226 // Revision 1.2  1998/04/24 00:49:22  curt
 227 // Wrapped "#include <config.h>" in "#ifdef HAVE_CONFIG_H"
 228 // Trying out some different option parsing code.
 229 // Some code reorganization.
 230 //
 231 // Revision 1.1  1998/04/22 13:25:45  curt
 232 // C++ - ifing the code.
 233 // Starting a bit of reorganization of lighting code.
 234 //
 235 // Revision 1.16  1998/04/18 04:11:29  curt
 236 // Moved fg_debug to it's own library, added zlib support.
 237 //
 238 // Revision 1.15  1998/02/20 00:16:24  curt
 239 // Thursday's tweaks.
 240 //
 241 // Revision 1.14  1998/02/09 15:07:50  curt
 242 // Minor tweaks.
 243 //
 244 // Revision 1.13  1998/02/07 15:29:45  curt
 245 // Incorporated HUD changes and struct/typedef changes from Charlie Hotchkiss
 246 // <chotchkiss@namg.us.anritsu.com>
 247 //
 248 // Revision 1.12  1998/01/29 00:50:28  curt
 249 // Added a view record field for absolute x, y, z position.
 250 //
 251 // Revision 1.11  1998/01/27 00:47:58  curt
 252 // Incorporated Paul Bleisch's <pbleisch@acm.org> new debug message
 253 // system and commandline/config file processing code.
 254 //
 255 // Revision 1.10  1998/01/19 19:27:09  curt
 256 // Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 257 // This should simplify things tremendously.
 258 //
 259 // Revision 1.9  1998/01/13 00:23:09  curt
 260 // Initial changes to support loading and management of scenery tiles.  Note,
 261 // there's still a fair amount of work left to be done.
 262 //
 263 // Revision 1.8  1997/12/30 22:22:33  curt
 264 // Further integration of event manager.
 265 //
 266 // Revision 1.7  1997/12/30 20:47:45  curt
 267 // Integrated new event manager with subsystem initializations.
 268 //
 269 // Revision 1.6  1997/12/22 04:14:32  curt
 270 // Aligned sky with sun so dusk/dawn effects can be correct relative to the sun.
 271 //
 272 // Revision 1.5  1997/12/18 04:07:02  curt
 273 // Worked on properly translating and positioning the sky dome.
 274 //
 275 // Revision 1.4  1997/12/17 23:13:36  curt
 276 // Began working on rendering a sky.
 277 //
 278 // Revision 1.3  1997/12/15 23:54:50  curt
 279 // Add xgl wrappers for debugging.
 280 // Generate terrain normals on the fly.
 281 //
 282 // Revision 1.2  1997/12/10 22:37:48  curt
 283 // Prepended "fg" on the name of all global structures that didn't have it yet.
 284 // i.e. "struct WEATHER {}" became "struct fgWEATHER {}"
 285 //
 286 // Revision 1.1  1997/08/27 21:31:17  curt
 287 // Initial revision.
 288 //