Scenery/obj.c

   1 /**************************************************************************
   2  * obj.c -- routines to handle WaveFront .obj format files.
   3  *
   4  * Written by Curtis Olson, started October 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 WIN32
  28 #  include <windows.h>
  29 #endif
  30
  31 #include <stdio.h>
  32 #include <string.h>
  33 #include <GL/glut.h>
  34 #include "../XGL/xgl.h"
  35
  36 #include "obj.h"
  37 #include "scenery.h"
  38
  39 #include "../Math/mat3.h"
  40
  41
  42
  43 #define MAXNODES 100000
  44
  45 float nodes[MAXNODES][3];
  46 float normals[MAXNODES][3];
  47
  48
  49 /* given three points defining a triangle, calculate the normal */
  50 void calc_normal(float p1[3], float p2[3], float p3[3], double normal[3])
  51 {
  52     double v1[3], v2[3];
  53     float temp;
  54
  55     v1[0] = p2[0] - p1[0]; v1[1] = p2[1] - p1[1]; v1[2] = p2[2] - p1[2];
  56     v2[0] = p3[0] - p1[0]; v2[1] = p3[1] - p1[1]; v2[2] = p3[2] - p1[2];
  57
  58     MAT3cross_product(normal, v1, v2);
  59     MAT3_NORMALIZE_VEC(normal,temp);
  60
  61     printf("  Normal = %.2f %.2f %.2f\n", normal[0], normal[1], normal[2]);
  62 }
  63
  64
  65 /* Load a .obj file and generate the GL call list */
  66 GLint fgObjLoad(char *path) {
  67     char line[256], winding_str[256];
  68     double v1[3], v2[3], approx_normal[3], dot_prod, temp;
  69     struct fgCartesianPoint ref;
  70     GLint area;
  71     FILE *f;
  72     int first, ncount, vncount, n1, n2, n3, n4;
  73     int i, winding;
  74     int last1, last2, odd;
  75
  76     if ( (f = fopen(path, "r")) == NULL ) {
  77         printf("Cannot open file: %s\n", path);
  78         exit(-1);
  79     }
  80
  81     area = xglGenLists(1);
  82     xglNewList(area, GL_COMPILE);
  83
  84     first = 1;
  85     ncount = 1;
  86     vncount = 1;
  87
  88     while ( fgets(line, 250, f) != NULL ) {
  89         if ( line[0] == '#' ) {
  90             /* comment -- ignore */
  91         } else if ( strncmp(line, "v ", 2) == 0 ) {
  92             /* node (vertex) */
  93             if ( ncount < MAXNODES ) {
  94                 /* printf("vertex = %s", line); */
  95                 sscanf(line, "v %f %f %f\n",
  96                        &nodes[ncount][0], &nodes[ncount][1], &nodes[ncount][2]);
  97                 if ( ncount == 1 ) {
  98                     /* first node becomes the reference point */
  99                     ref.x = nodes[ncount][0];
 100                     ref.y = nodes[ncount][1];
 101                     ref.z = nodes[ncount][2];
 102                     scenery.center = ref;
 103                 }
 104                 ncount++;
 105             } else {
 106                 printf("Read too many nodes ... dying :-(\n");
 107                 exit(-1);
 108             }
 109         } else if ( strncmp(line, "vn ", 3) == 0 ) {
 110             /* vertex normal */
 111             if ( vncount < MAXNODES ) {
 112                 /* printf("vertex normal = %s", line); */
 113                 sscanf(line, "vn %f %f %f\n",
 114                        &normals[vncount][0], &normals[vncount][1],
 115                        &normals[vncount][2]);
 116                 vncount++;
 117             } else {
 118                 printf("Read too many vertex normals ... dying :-(\n");
 119                 exit(-1);
 120             }
 121         } else if ( strncmp(line, "winding ", 8) == 0 ) {
 122             sscanf(line+8, "%s", winding_str);
 123             printf("WINDING = %s\n", winding_str);
 124
 125             /* can't call xglFrontFace() between xglBegin() & xglEnd() */
 126             xglEnd();
 127             first = 1;
 128
 129             if ( strcmp(winding_str, "cw") == 0 ) {
 130                 xglFrontFace( GL_CW );
 131                 winding = 0;
 132             } else {
 133                 xglFrontFace ( GL_CCW );
 134                 winding = 1;
 135             }
 136         } else if ( line[0] == 't' ) {
 137             /* start a new triangle strip */
 138
 139             n1 = n2 = n3 = n4 = 0;
 140
 141             if ( !first ) {
 142                 /* close out the previous structure and start the next */
 143                 xglEnd();
 144             } else {
 145                 first = 0;
 146             }
 147
 148             printf("new tri strip = %s", line);
 149             sscanf(line, "t %d %d %d %d\n", &n1, &n2, &n3, &n4);
 150
 151             /* printf("(t) = "); */
 152
 153             /* try to get the proper rotation by calculating an
 154              * approximate normal and seeing if it is close to the
 155              * precalculated normal */
 156             /* v1[0] = nodes[n2][0] - nodes[n1][0];
 157             v1[1] = nodes[n2][1] - nodes[n1][1];
 158             v1[2] = nodes[n2][2] - nodes[n1][2];
 159             v2[0] = nodes[n3][0] - nodes[n1][0];
 160             v2[1] = nodes[n3][1] - nodes[n1][1];
 161             v2[2] = nodes[n3][2] - nodes[n1][2];
 162             MAT3cross_product(approx_normal, v1, v2);
 163             MAT3_NORMALIZE_VEC(approx_normal,temp);
 164             printf("Approx normal = %.2f %.2f %.2f\n", approx_normal[0],
 165                    approx_normal[1], approx_normal[2]);
 166             dot_prod = MAT3_DOT_PRODUCT(normals[n1], approx_normal);
 167             printf("Dot product = %.4f\n", dot_prod); */
 168             /* angle = acos(dot_prod); */
 169             /* printf("Normal ANGLE = %.3f rads.\n", angle); */
 170
 171             /* if ( dot_prod < -0.5 ) {
 172                 xglFrontFace( GL_CW );
 173             } else {
 174                 xglFrontFace( GL_CCW );
 175             } */
 176
 177             xglBegin(GL_TRIANGLE_STRIP);
 178
 179             if ( winding ) {
 180                 odd = 1;
 181             } else {
 182                 odd = 0;
 183             }
 184
 185             if ( odd ) {
 186                 calc_normal(nodes[n1], nodes[n2], nodes[n3], approx_normal);
 187             } else {
 188                 calc_normal(nodes[n2], nodes[n1], nodes[n3], approx_normal);
 189             }
 190             xglNormal3dv(approx_normal);
 191
 192             /* xglNormal3d(normals[n1][0], normals[n1][1], normals[n1][2]); */
 193             xglVertex3d(nodes[n1][0] - ref.x, nodes[n1][1] - ref.y,
 194                         nodes[n1][2] - ref.z);
 195
 196             /* xglNormal3d(normals[n2][0], normals[n2][1], normals[n2][2]); */
 197             xglVertex3d(nodes[n2][0] - ref.x, nodes[n2][1] - ref.y,
 198                         nodes[n2][2] - ref.z);
 199
 200             /* xglNormal3d(normals[n3][0], normals[n3][1], normals[n3][2]); */
 201             xglVertex3d(nodes[n3][0] - ref.x, nodes[n3][1] - ref.y,
 202                         nodes[n3][2] - ref.z);
 203
 204             odd = 1 - odd;
 205             last1 = n2;
 206             last2 = n3;
 207
 208             if ( n4 > 0 ) {
 209                 if ( odd ) {
 210                     calc_normal(nodes[last1], nodes[last2], nodes[n4],
 211                                 approx_normal);
 212                 } else {
 213                     calc_normal(nodes[last2], nodes[last1], nodes[n4],
 214                                 approx_normal);
 215                 }
 216                 calc_normal(nodes[n3], nodes[n2], nodes[n4], approx_normal);
 217                 xglNormal3dv(approx_normal);
 218
 219                 /*xglNormal3d(normals[n4][0], normals[n4][1], normals[n4][2]);*/
 220                 xglVertex3d(nodes[n4][0] - ref.x, nodes[n4][1] - ref.y,
 221                             nodes[n4][2] - ref.z);
 222
 223                 odd = 1 - odd;
 224                 last1 = n3;
 225                 last2 = n4;
 226             }
 227         } else if ( line[0] == 'f' ) {
 228             /* unoptimized face */
 229
 230             if ( !first ) {
 231                 /* close out the previous structure and start the next */
 232                 xglEnd();
 233             } else {
 234                 first = 0;
 235             }
 236
 237             xglBegin(GL_TRIANGLES);
 238
 239             /* printf("new triangle = %s", line);*/
 240             sscanf(line, "f %d %d %d\n", &n1, &n2, &n3);
 241
 242             xglNormal3d(normals[n1][0], normals[n1][1], normals[n1][2]);
 243             xglVertex3d(nodes[n1][0] - ref.x, nodes[n1][1] - ref.y,
 244                         nodes[n1][2] - ref.z);
 245
 246             xglNormal3d(normals[n2][0], normals[n2][1], normals[n2][2]);
 247             xglVertex3d(nodes[n2][0] - ref.x, nodes[n2][1] - ref.y,
 248                         nodes[n2][2] - ref.z);
 249
 250             xglNormal3d(normals[n3][0], normals[n3][1], normals[n3][2]);
 251             xglVertex3d(nodes[n3][0] - ref.x, nodes[n3][1] - ref.y,
 252                         nodes[n3][2] - ref.z);
 253         } else if ( line[0] == 'q' ) {
 254             /* continue a triangle strip */
 255             n1 = n2 = 0;
 256
 257             /* printf("continued tri strip = %s ", line); */
 258             sscanf(line, "q %d %d\n", &n1, &n2);
 259             /* printf("read %d %d\n", n1, n2); */
 260
 261             if ( odd ) {
 262                 calc_normal(nodes[last1], nodes[last2], nodes[n1],
 263                             approx_normal);
 264             } else {
 265                 calc_normal(nodes[last2], nodes[last1], nodes[n1],
 266                             approx_normal);
 267             }
 268             xglNormal3dv(approx_normal);
 269
 270             /* xglNormal3d(normals[n1][0], normals[n1][1], normals[n1][2]); */
 271             xglVertex3d(nodes[n1][0] - ref.x, nodes[n1][1] - ref.y,
 272                         nodes[n1][2] - ref.z);
 273
 274             odd = 1 - odd;
 275             last1 = last2;
 276             last2 = n1;
 277
 278             if ( n2 > 0 ) {
 279                 /* printf(" (cont)\n"); */
 280                 if ( odd ) {
 281                     calc_normal(nodes[last1], nodes[last2], nodes[n2],
 282                                 approx_normal);
 283                 } else {
 284                     calc_normal(nodes[last2], nodes[last1], nodes[n2],
 285                                 approx_normal);
 286                 }
 287                 xglNormal3dv(approx_normal);
 288
 289                 /*xglNormal3d(normals[n2][0], normals[n2][1], normals[n2][2]);*/
 290                 xglVertex3d(nodes[n2][0] - ref.x, nodes[n2][1] - ref.y,
 291                             nodes[n2][2] - ref.z);
 292
 293                 odd = 1 -odd;
 294                 last1 = last2;
 295                 last2 = n2;
 296             }
 297         } else {
 298             printf("Unknown line in %s = %s\n", path, line);
 299         }
 300     }
 301
 302     xglEnd();
 303
 304     /* Draw normal vectors (for visually verifying normals)*/
 305     /*
 306     xglBegin(GL_LINES);
 307     xglColor3f(0.0, 0.0, 0.0);
 308     for ( i = 0; i < ncount; i++ ) {
 309         xglVertex3d(nodes[i][0] - ref.x,
 310                     nodes[i][1] - ref.y,
 311                     nodes[i][2] - ref.z);
 312         xglVertex3d(nodes[i][0] - ref.x + 500*normals[i][0],
 313                     nodes[i][1] - ref.y + 500*normals[i][1],
 314                     nodes[i][2] - ref.z + 500*normals[i][2]);
 315     }
 316     xglEnd();
 317     */
 318
 319     xglEndList();
 320
 321     fclose(f);
 322
 323     return(area);
 324 }
 325
 326
 327 /* $Log$
 328 /* Revision 1.11  1997/12/15 23:55:01  curt
 329 /* Add xgl wrappers for debugging.
 330 /* Generate terrain normals on the fly.
 331 /*
 332  * Revision 1.10  1997/12/12 21:41:28  curt
 333  * More light/material property tweaking ... still a ways off.
 334  *
 335  * Revision 1.9  1997/12/12 19:52:57  curt
 336  * Working on lightling and material properties.
 337  *
 338  * Revision 1.8  1997/12/10 01:19:51  curt
 339  * Tweaks for verion 0.15 release.
 340  *
 341  * Revision 1.7  1997/12/08 22:51:17  curt
 342  * Enhanced to handle ccw and cw tri-stripe winding.  This is a temporary
 343  * admission of defeat.  I will eventually go back and get all the stripes
 344  * wound the same way (ccw).
 345  *
 346  * Revision 1.6  1997/11/25 19:25:35  curt
 347  * Changes to integrate Durk's moon/sun code updates + clean up.
 348  *
 349  * Revision 1.5  1997/11/15 18:16:39  curt
 350  * minor tweaks.
 351  *
 352  * Revision 1.4  1997/11/14 00:26:49  curt
 353  * Transform scenery coordinates earlier in pipeline when scenery is being
 354  * created, not when it is being loaded.  Precalculate normals for each node
 355  * as average of the normals of each containing polygon so Garoude shading is
 356  * now supportable.
 357  *
 358  * Revision 1.3  1997/10/31 04:49:12  curt
 359  * Tweaking vertex orders.
 360  *
 361  * Revision 1.2  1997/10/30 12:38:45  curt
 362  * Working on new scenery subsystem.
 363  *
 364  * Revision 1.1  1997/10/28 21:14:54  curt
 365  * Initial revision.
 366  *
 367  */