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 <Main/fg_debug.h>
  37 #include <Math/mat3.h>
  38 #include <Scenery/obj.h>
  39 #include <Scenery/scenery.h>
  40
  41
  42
  43 #define MAXNODES 100000
  44
  45 double nodes[MAXNODES][3];
  46 double normals[MAXNODES][3];
  47
  48
  49 /* given three points defining a triangle, calculate the normal */
  50 void calc_normal(double p1[3], double p2[3], double p3[3], double normal[3])
  51 {
  52     double v1[3], v2[3];
  53     double 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     /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "  Normal = %.2f %.2f %.2f\n",
  62                  normal[0], normal[1], normal[2]);*/
  63 }
  64
  65
  66 /* Load a .obj file and generate the GL call list */
  67 GLint fgObjLoad(char *path, struct fgCartesianPoint *ref, double *radius) {
  68     char line[256], winding_str[256];
  69     double approx_normal[3], normal[3], scale;
  70     double x, y, z, xmax, xmin, ymax, ymin, zmax, zmin;
  71     GLint tile;
  72     FILE *f;
  73     int first, ncount, vncount, n1, n2, n3, n4;
  74     static int use_vertex_norms = 1;
  75     int winding;
  76     int last1, last2, odd;
  77
  78     if ( (f = fopen(path, "r")) == NULL ) {
  79         fgPrintf(FG_TERRAIN, FG_ALERT, "Cannot open file: %s\n", path);
  80         /* exit(-1); */
  81         return(0);
  82     }
  83
  84     tile = xglGenLists(1);
  85     xglNewList(tile, GL_COMPILE);
  86
  87     first = 1;
  88     ncount = 1;
  89     vncount = 1;
  90
  91     while ( fgets(line, 250, f) != NULL ) {
  92         if ( line[0] == '#' ) {
  93             /* comment -- ignore */
  94         } else if ( line[0] == '\n' ) {
  95             /* empty line -- ignore */
  96         } else if ( strncmp(line, "v ", 2) == 0 ) {
  97             /* node (vertex) */
  98             if ( ncount < MAXNODES ) {
  99                 /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "vertex = %s", line); */
 100                 sscanf(line, "v %lf %lf %lf\n", &x, &y, &z);
 101                 nodes[ncount][0] = x;
 102                 nodes[ncount][1] = y;
 103                 nodes[ncount][2] = z;
 104
 105                 /* first time through set min's and max'es */
 106                 if ( ncount == 1 ) {
 107                     xmin = x;
 108                     xmax = x;
 109                     ymin = y;
 110                     ymax = y;
 111                     zmin = z;
 112                     zmax = z;
 113                 }
 114
 115                 /* keep track of min/max vertex values */
 116                 if ( x < xmin ) xmin = x;
 117                 if ( x > xmax ) xmax = x;
 118                 if ( y < ymin ) ymin = y;
 119                 if ( y > ymax ) ymax = y;
 120                 if ( z < zmin ) zmin = z;
 121                 if ( z > zmax ) zmax = z;
 122
 123                 /* reference point is the "center" */
 124                 /* this is overkill to calculate it everytime we get a
 125                  * new node, but it's hard to know with the .obj
 126                  * format when we are done with vertices */
 127                 ref->x = (xmin + xmax) / 2;
 128                 ref->y = (ymin + ymax) / 2;
 129                 ref->z = (zmin + zmax) / 2;
 130
 131                 ncount++;
 132             } else {
 133                 fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_EXIT,
 134                           "Read too many nodes ... dying :-(\n");
 135             }
 136         } else if ( strncmp(line, "vn ", 3) == 0 ) {
 137             /* vertex normal */
 138             if ( vncount < MAXNODES ) {
 139                 /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "vertex normal = %s", line); */
 140                 sscanf(line, "vn %lf %lf %lf\n",
 141                        &normals[vncount][0], &normals[vncount][1],
 142                        &normals[vncount][2]);
 143                 vncount++;
 144             } else {
 145                 fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_EXIT,
 146                           "Read too many vertex normals ... dying :-(\n");
 147             }
 148         } else if ( strncmp(line, "winding ", 8) == 0 ) {
 149             sscanf(line+8, "%s", winding_str);
 150             fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "    WINDING = %s\n", winding_str);
 151
 152             /* can't call xglFrontFace() between xglBegin() & xglEnd() */
 153             xglEnd();
 154             first = 1;
 155
 156             if ( strcmp(winding_str, "cw") == 0 ) {
 157                 xglFrontFace( GL_CW );
 158                 winding = 0;
 159             } else {
 160                 glFrontFace ( GL_CCW );
 161                 winding = 1;
 162             }
 163         } else if ( line[0] == 't' ) {
 164             /* start a new triangle strip */
 165
 166             n1 = n2 = n3 = n4 = 0;
 167
 168             if ( !first ) {
 169                 /* close out the previous structure and start the next */
 170                 xglEnd();
 171             } else {
 172                 first = 0;
 173             }
 174
 175             /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "    new tri strip = %s",
 176                line); */
 177             sscanf(line, "t %d %d %d %d\n", &n1, &n2, &n3, &n4);
 178
 179             /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "(t) = "); */
 180
 181             xglBegin(GL_TRIANGLE_STRIP);
 182
 183             if ( winding ) {
 184                 odd = 1;
 185                 scale = 1.0;
 186             } else {
 187                 odd = 0;
 188                 scale = 1.0;
 189             }
 190
 191             if ( use_vertex_norms ) {
 192                 MAT3_SCALE_VEC(normal, normals[n1], scale);
 193                 xglNormal3dv(normal);
 194                 xglVertex3d(nodes[n1][0] - ref->x, nodes[n1][1] - ref->y,
 195                             nodes[n1][2] - ref->z);
 196
 197                 MAT3_SCALE_VEC(normal, normals[n2], scale);
 198                 xglNormal3dv(normal);
 199                 xglVertex3d(nodes[n2][0] - ref->x, nodes[n2][1] - ref->y,
 200                             nodes[n2][2] - ref->z);
 201
 202                 MAT3_SCALE_VEC(normal, normals[n3], scale);
 203                 xglNormal3dv(normal);
 204                 xglVertex3d(nodes[n3][0] - ref->x, nodes[n3][1] - ref->y,
 205                             nodes[n3][2] - ref->z);
 206             } else {
 207                 if ( odd ) {
 208                     calc_normal(nodes[n1], nodes[n2], nodes[n3], approx_normal);
 209                 } else {
 210                     calc_normal(nodes[n2], nodes[n1], nodes[n3], approx_normal);
 211                 }
 212                 MAT3_SCALE_VEC(normal, approx_normal, scale);
 213                 xglNormal3dv(normal);
 214
 215                 xglVertex3d(nodes[n1][0] - ref->x, nodes[n1][1] - ref->y,
 216                             nodes[n1][2] - ref->z);
 217                 xglVertex3d(nodes[n2][0] - ref->x, nodes[n2][1] - ref->y,
 218                             nodes[n2][2] - ref->z);
 219                 xglVertex3d(nodes[n3][0] - ref->x, nodes[n3][1] - ref->y,
 220                             nodes[n3][2] - ref->z);
 221             }
 222
 223             odd = 1 - odd;
 224             last1 = n2;
 225             last2 = n3;
 226
 227             if ( n4 > 0 ) {
 228                 if ( use_vertex_norms ) {
 229                     MAT3_SCALE_VEC(normal, normals[n4], scale);
 230                 } else {
 231                     calc_normal(nodes[n3], nodes[n2], nodes[n4], approx_normal);
 232                     MAT3_SCALE_VEC(normal, approx_normal, scale);
 233                 }
 234                 xglNormal3dv(normal);
 235                 xglVertex3d(nodes[n4][0] - ref->x, nodes[n4][1] - ref->y,
 236                             nodes[n4][2] - ref->z);
 237
 238                 odd = 1 - odd;
 239                 last1 = n3;
 240                 last2 = n4;
 241             }
 242         } else if ( line[0] == 'f' ) {
 243             /* unoptimized face */
 244
 245             if ( !first ) {
 246                 /* close out the previous structure and start the next */
 247                 xglEnd();
 248             } else {
 249                 first = 0;
 250             }
 251
 252             xglBegin(GL_TRIANGLES);
 253
 254             /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "new triangle = %s", line);*/
 255             sscanf(line, "f %d %d %d\n", &n1, &n2, &n3);
 256
 257             xglNormal3d(normals[n1][0], normals[n1][1], normals[n1][2]);
 258             xglVertex3d(nodes[n1][0] - ref->x, nodes[n1][1] - ref->y,
 259                         nodes[n1][2] - ref->z);
 260
 261             xglNormal3d(normals[n2][0], normals[n2][1], normals[n2][2]);
 262             xglVertex3d(nodes[n2][0] - ref->x, nodes[n2][1] - ref->y,
 263                         nodes[n2][2] - ref->z);
 264
 265             xglNormal3d(normals[n3][0], normals[n3][1], normals[n3][2]);
 266             xglVertex3d(nodes[n3][0] - ref->x, nodes[n3][1] - ref->y,
 267                         nodes[n3][2] - ref->z);
 268         } else if ( line[0] == 'q' ) {
 269             /* continue a triangle strip */
 270             n1 = n2 = 0;
 271
 272             /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "continued tri strip = %s ",
 273                line); */
 274             sscanf(line, "q %d %d\n", &n1, &n2);
 275             /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "read %d %d\n", n1, n2); */
 276
 277             if ( use_vertex_norms ) {
 278                 MAT3_SCALE_VEC(normal, normals[n1], scale);
 279                 xglNormal3dv(normal);
 280             } else {
 281                 if ( odd ) {
 282                     calc_normal(nodes[last1], nodes[last2], nodes[n1],
 283                                 approx_normal);
 284                 } else {
 285                     calc_normal(nodes[last2], nodes[last1], nodes[n1],
 286                                 approx_normal);
 287                 }
 288                 MAT3_SCALE_VEC(normal, approx_normal, scale);
 289                 xglNormal3dv(normal);
 290             }
 291
 292             xglVertex3d(nodes[n1][0] - ref->x, nodes[n1][1] - ref->y,
 293                         nodes[n1][2] - ref->z);
 294
 295             odd = 1 - odd;
 296             last1 = last2;
 297             last2 = n1;
 298
 299             if ( n2 > 0 ) {
 300                 /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, " (cont)\n"); */
 301
 302                 if ( use_vertex_norms ) {
 303                     MAT3_SCALE_VEC(normal, normals[n2], scale);
 304                     xglNormal3dv(normal);
 305                 } else {
 306                     if ( odd ) {
 307                         calc_normal(nodes[last1], nodes[last2], nodes[n2],
 308                                     approx_normal);
 309                     } else {
 310                         calc_normal(nodes[last2], nodes[last1], nodes[n2],
 311                                     approx_normal);
 312                     }
 313                     MAT3_SCALE_VEC(normal, approx_normal, scale);
 314                     xglNormal3dv(normal);
 315                 }
 316
 317                 xglVertex3d(nodes[n2][0] - ref->x, nodes[n2][1] - ref->y,
 318                             nodes[n2][2] - ref->z);
 319
 320                 odd = 1 -odd;
 321                 last1 = last2;
 322                 last2 = n2;
 323             }
 324         } else {
 325             fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_WARN, "Unknown line in %s = %s\n",
 326                       path, line);
 327         }
 328     }
 329
 330     xglEnd();
 331
 332     /* Draw normal vectors (for visually verifying normals)*/
 333     /*
 334     xglBegin(GL_LINES);
 335     xglColor3f(0.0, 0.0, 0.0);
 336     for ( i = 0; i < ncount; i++ ) {
 337         xglVertex3d(nodes[i][0] - ref->x,
 338                     nodes[i][1] - ref->y,
 339                     nodes[i][2] - ref->z);
 340         xglVertex3d(nodes[i][0] - ref->x + 500*normals[i][0],
 341                     nodes[i][1] - ref->y + 500*normals[i][1],
 342                     nodes[i][2] - ref->z + 500*normals[i][2]);
 343     }
 344     xglEnd();
 345     */
 346
 347     xglFrontFace ( GL_CCW );
 348
 349     xglEndList();
 350
 351     fclose(f);
 352
 353     return(tile);
 354 }
 355
 356
 357 /* $Log$
 358 /* Revision 1.21  1998/01/31 00:43:25  curt
 359 /* Added MetroWorks patches from Carmen Volpe.
 360 /*
 361  * Revision 1.20  1998/01/29 00:51:39  curt
 362  * First pass at tile cache, dynamic tile loading and tile unloading now works.
 363  *
 364  * Revision 1.19  1998/01/27 03:26:42  curt
 365  * Playing with new fgPrintf command.
 366  *
 367  * Revision 1.18  1998/01/19 19:27:16  curt
 368  * Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 369  * This should simplify things tremendously.
 370  *
 371  * Revision 1.17  1998/01/13 00:23:10  curt
 372  * Initial changes to support loading and management of scenery tiles.  Note,
 373  * there's still a fair amount of work left to be done.
 374  *
 375  * Revision 1.16  1997/12/30 23:09:40  curt
 376  * Worked on winding problem without luck, so back to calling glFrontFace()
 377  * 3 times for each scenery area.
 378  *
 379  * Revision 1.15  1997/12/30 20:47:51  curt
 380  * Integrated new event manager with subsystem initializations.
 381  *
 382  * Revision 1.14  1997/12/30 01:38:46  curt
 383  * Switched back to per vertex normals and smooth shading for terrain.
 384  *
 385  * Revision 1.13  1997/12/18 23:32:36  curt
 386  * First stab at sky dome actually starting to look reasonable. :-)
 387  *
 388  * Revision 1.12  1997/12/17 23:13:47  curt
 389  * Began working on rendering the sky.
 390  *
 391  * Revision 1.11  1997/12/15 23:55:01  curt
 392  * Add xgl wrappers for debugging.
 393  * Generate terrain normals on the fly.
 394  *
 395  * Revision 1.10  1997/12/12 21:41:28  curt
 396  * More light/material property tweaking ... still a ways off.
 397  *
 398  * Revision 1.9  1997/12/12 19:52:57  curt
 399  * Working on lightling and material properties.
 400  *
 401  * Revision 1.8  1997/12/10 01:19:51  curt
 402  * Tweaks for verion 0.15 release.
 403  *
 404  * Revision 1.7  1997/12/08 22:51:17  curt
 405  * Enhanced to handle ccw and cw tri-stripe winding.  This is a temporary
 406  * admission of defeat.  I will eventually go back and get all the stripes
 407  * wound the same way (ccw).
 408  *
 409  * Revision 1.6  1997/11/25 19:25:35  curt
 410  * Changes to integrate Durk's moon/sun code updates + clean up.
 411  *
 412  * Revision 1.5  1997/11/15 18:16:39  curt
 413  * minor tweaks.
 414  *
 415  * Revision 1.4  1997/11/14 00:26:49  curt
 416  * Transform scenery coordinates earlier in pipeline when scenery is being
 417  * created, not when it is being loaded.  Precalculate normals for each node
 418  * as average of the normals of each containing polygon so Garoude shading is
 419  * now supportable.
 420  *
 421  * Revision 1.3  1997/10/31 04:49:12  curt
 422  * Tweaking vertex orders.
 423  *
 424  * Revision 1.2  1997/10/30 12:38:45  curt
 425  * Working on new scenery subsystem.
 426  *
 427  * Revision 1.1  1997/10/28 21:14:54  curt
 428  * Initial revision.
 429  *
 430  */