Scenery/obj.c

   1 /* -*- Mode: C++ -*-
   2  *
   3  * obj.c -- routines to handle WaveFront .obj format files.
   4  *
   5  * Written by Curtis Olson, started October 1997.
   6  *
   7  * Copyright (C) 1997  Curtis L. Olson  - curt@infoplane.com
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
  11  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  12  * License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  15  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  20  * along with this program; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  22  *
  23  * $Id$
  24  * (Log is kept at end of this file)
  25  **************************************************************************/
  26
  27
  28 #include <config.h>
  29
  30 #ifdef HAVE_WINDOWS_H
  31 #  include <windows.h>
  32 #endif
  33
  34 #include <stdio.h>
  35 #include <string.h>
  36 #include <GL/glut.h>
  37 #include <XGL/xgl.h>
  38
  39 #include <Include/fg_constants.h>
  40 #include <Main/fg_debug.h>
  41 #include <Math/mat3.h>
  42 #include <Math/fg_random.h>
  43 #include <Scenery/obj.h>
  44 #include <Scenery/scenery.h>
  45
  46
  47
  48 #define MAXNODES 100000
  49
  50 static double nodes[MAXNODES][3];
  51 static double normals[MAXNODES][3];
  52
  53
  54 /* given three points defining a triangle, calculate the normal */
  55 void calc_normal(double p1[3], double p2[3], double p3[3], double normal[3])
  56 {
  57     double v1[3], v2[3];
  58     double temp;
  59
  60     v1[0] = p2[0] - p1[0]; v1[1] = p2[1] - p1[1]; v1[2] = p2[2] - p1[2];
  61     v2[0] = p3[0] - p1[0]; v2[1] = p3[1] - p1[1]; v2[2] = p3[2] - p1[2];
  62
  63     MAT3cross_product(normal, v1, v2);
  64     MAT3_NORMALIZE_VEC(normal,temp);
  65
  66     /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "  Normal = %.2f %.2f %.2f\n",
  67                  normal[0], normal[1], normal[2]);*/
  68 }
  69
  70
  71 #define FG_TEX_CONSTANT 128.0
  72
  73 float calc_lon(double x, double y, double z) {
  74     float tmp;
  75     tmp = (RAD_TO_DEG*atan2(y, x)) * FG_TEX_CONSTANT;
  76
  77     // printf("lon = %.2f\n", (float)tmp);
  78     return (float)tmp;
  79 }
  80
  81
  82 float calc_lat(double x, double y, double z) {
  83     float tmp;
  84
  85     tmp = (90.0 - RAD_TO_DEG*atan2( sqrt(x*x + y*y), z )) * FG_TEX_CONSTANT;
  86
  87     // printf("lat = %.2f\n", (float)tmp);
  88     return (float)tmp;
  89 }
  90
  91
  92 /* Load a .obj file and generate the GL call list */
  93 GLint fgObjLoad(char *path, struct fgCartesianPoint *ref, double *radius) {
  94     char line[256], winding_str[256];
  95     double approx_normal[3], normal[3], scale;
  96     double x, y, z, xmax, xmin, ymax, ymin, zmax, zmin;
  97     GLfloat sgenparams[] = { 1.0, 0.0, 0.0, 0.0 };
  98     GLint tile;
  99     FILE *f;
 100     int first, ncount, vncount, n1, n2, n3, n4;
 101     static int use_per_vertex_norms = 1;
 102     int winding;
 103     int last1, last2, odd;
 104
 105     if ( (f = fopen(path, "r")) == NULL ) {
 106         fgPrintf(FG_TERRAIN, FG_ALERT, "Cannot open file: %s\n", path);
 107         return(-1);
 108     }
 109
 110     tile = xglGenLists(1);
 111     xglNewList(tile, GL_COMPILE);
 112
 113     /*
 114     xglTexGeni(GL_S, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_OBJECT_LINEAR);
 115     xglTexGeni(GL_T, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_OBJECT_LINEAR);
 116     xglTexGenfv(GL_S, GL_OBJECT_PLANE, sgenparams);
 117     xglTexGenfv(GL_T, GL_OBJECT_PLANE, sgenparams);
 118     // xglTexGenfv(GL_S, GL_SPHERE_MAP, 0);
 119     // xglTexGenfv(GL_T, GL_SPHERE_MAP, 0);
 120     xglEnable(GL_TEXTURE_GEN_S);
 121     xglEnable(GL_TEXTURE_GEN_T);
 122     */
 123
 124     first = 1;
 125     ncount = 1;
 126     vncount = 1;
 127
 128     while ( fgets(line, 250, f) != NULL ) {
 129         if ( line[0] == '#' ) {
 130             /* comment -- ignore */
 131         } else if ( line[0] == '\n' ) {
 132             /* empty line -- ignore */
 133         } else if ( strncmp(line, "v ", 2) == 0 ) {
 134             /* node (vertex) */
 135             if ( ncount < MAXNODES ) {
 136                 /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "vertex = %s", line); */
 137                 sscanf(line, "v %lf %lf %lf\n", &x, &y, &z);
 138                 nodes[ncount][0] = x;
 139                 nodes[ncount][1] = y;
 140                 nodes[ncount][2] = z;
 141
 142                 /* first time through set min's and max'es */
 143                 if ( ncount == 1 ) {
 144                     xmin = x;
 145                     xmax = x;
 146                     ymin = y;
 147                     ymax = y;
 148                     zmin = z;
 149                     zmax = z;
 150                 }
 151
 152                 /* keep track of min/max vertex values */
 153                 if ( x < xmin ) xmin = x;
 154                 if ( x > xmax ) xmax = x;
 155                 if ( y < ymin ) ymin = y;
 156                 if ( y > ymax ) ymax = y;
 157                 if ( z < zmin ) zmin = z;
 158                 if ( z > zmax ) zmax = z;
 159
 160                 ncount++;
 161             } else {
 162                 fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_EXIT,
 163                           "Read too many nodes ... dying :-(\n");
 164             }
 165         } else if ( strncmp(line, "vn ", 3) == 0 ) {
 166             /* vertex normal */
 167             if ( vncount < MAXNODES ) {
 168                 /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "vertex normal = %s", line); */
 169                 sscanf(line, "vn %lf %lf %lf\n",
 170                        &normals[vncount][0], &normals[vncount][1],
 171                        &normals[vncount][2]);
 172                 vncount++;
 173             } else {
 174                 fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_EXIT,
 175                           "Read too many vertex normals ... dying :-(\n");
 176             }
 177         } else if ( strncmp(line, "winding ", 8) == 0 ) {
 178             sscanf(line+8, "%s", winding_str);
 179             fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "    WINDING = %s\n", winding_str);
 180
 181             /* can't call xglFrontFace() between xglBegin() & xglEnd() */
 182             xglEnd();
 183             first = 1;
 184
 185             if ( strcmp(winding_str, "cw") == 0 ) {
 186                 xglFrontFace( GL_CW );
 187                 winding = 0;
 188             } else {
 189                 glFrontFace ( GL_CCW );
 190                 winding = 1;
 191             }
 192         } else if ( line[0] == 't' ) {
 193             /* start a new triangle strip */
 194
 195             n1 = n2 = n3 = n4 = 0;
 196
 197             if ( !first ) {
 198                 /* close out the previous structure and start the next */
 199                 xglEnd();
 200             } else {
 201                 first = 0;
 202             }
 203
 204             /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "    new tri strip = %s",
 205                line); */
 206             sscanf(line, "t %d %d %d %d\n", &n1, &n2, &n3, &n4);
 207
 208             /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "(t) = "); */
 209
 210             xglBegin(GL_TRIANGLE_STRIP);
 211
 212             if ( winding ) {
 213                 odd = 1;
 214                 scale = 1.0;
 215             } else {
 216                 odd = 0;
 217                 scale = 1.0;
 218             }
 219
 220             if ( use_per_vertex_norms ) {
 221                 MAT3_SCALE_VEC(normal, normals[n1], scale);
 222                 xglNormal3dv(normal);
 223                 xglTexCoord2f(calc_lon(nodes[n1][0], nodes[n1][1], nodes[n1][2]), calc_lat(nodes[n1][0], nodes[n1][1], nodes[n1][2]));
 224                 xglVertex3d(nodes[n1][0], nodes[n1][1], nodes[n1][2]);
 225
 226                 MAT3_SCALE_VEC(normal, normals[n2], scale);
 227                 xglNormal3dv(normal);
 228                 xglTexCoord2f(calc_lon(nodes[n2][0], nodes[n2][1], nodes[n2][2]), calc_lat(nodes[n2][0], nodes[n2][1], nodes[n2][2]));
 229                 xglVertex3d(nodes[n2][0], nodes[n2][1], nodes[n2][2]);
 230
 231                 MAT3_SCALE_VEC(normal, normals[n3], scale);
 232                 xglNormal3dv(normal);
 233                 xglTexCoord2f(calc_lon(nodes[n3][0], nodes[n3][1], nodes[n3][2]), calc_lat(nodes[n3][0], nodes[n3][1], nodes[n3][2]));
 234                 xglVertex3d(nodes[n3][0], nodes[n3][1], nodes[n3][2]);
 235             } else {
 236                 if ( odd ) {
 237                     calc_normal(nodes[n1], nodes[n2], nodes[n3], approx_normal);
 238                 } else {
 239                     calc_normal(nodes[n2], nodes[n1], nodes[n3], approx_normal);
 240                 }
 241                 MAT3_SCALE_VEC(normal, approx_normal, scale);
 242                 xglNormal3dv(normal);
 243
 244                 xglTexCoord2f(calc_lon(nodes[n1][0], nodes[n1][1], nodes[n1][2]), calc_lat(nodes[n1][0], nodes[n1][1], nodes[n1][2]));
 245                 xglVertex3d(nodes[n1][0], nodes[n1][1], nodes[n1][2]);
 246                 xglTexCoord2f(calc_lon(nodes[n2][0], nodes[n2][1], nodes[n2][2]), calc_lat(nodes[n2][0], nodes[n2][1], nodes[n2][2]));
 247                 xglVertex3d(nodes[n2][0], nodes[n2][1], nodes[n2][2]);
 248                 xglTexCoord2f(calc_lon(nodes[n3][0], nodes[n3][1], nodes[n3][2]), calc_lat(nodes[n3][0], nodes[n3][1], nodes[n3][2]));
 249                 xglVertex3d(nodes[n3][0], nodes[n3][1], nodes[n3][2]);
 250             }
 251
 252             odd = 1 - odd;
 253             last1 = n2;
 254             last2 = n3;
 255
 256             if ( n4 > 0 ) {
 257                 if ( use_per_vertex_norms ) {
 258                     MAT3_SCALE_VEC(normal, normals[n4], scale);
 259                 } else {
 260                     calc_normal(nodes[n3], nodes[n2], nodes[n4], approx_normal);
 261                     MAT3_SCALE_VEC(normal, approx_normal, scale);
 262                 }
 263                 xglNormal3dv(normal);
 264                 xglTexCoord2f(calc_lon(nodes[n4][0], nodes[n4][1], nodes[n4][2]), calc_lat(nodes[n4][0], nodes[n4][1], nodes[n4][2]));
 265                 xglVertex3d(nodes[n4][0], nodes[n4][1], nodes[n4][2]);
 266
 267                 odd = 1 - odd;
 268                 last1 = n3;
 269                 last2 = n4;
 270             }
 271         } else if ( line[0] == 'f' ) {
 272             /* unoptimized face */
 273
 274             if ( !first ) {
 275                 /* close out the previous structure and start the next */
 276                 xglEnd();
 277             } else {
 278                 first = 0;
 279             }
 280
 281             xglBegin(GL_TRIANGLES);
 282
 283             /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "new triangle = %s", line);*/
 284             sscanf(line, "f %d %d %d\n", &n1, &n2, &n3);
 285
 286             xglNormal3d(normals[n1][0], normals[n1][1], normals[n1][2]);
 287             xglTexCoord2f(calc_lon(nodes[n1][0], nodes[n1][1], nodes[n1][2]), calc_lat(nodes[n1][0], nodes[n1][1], nodes[n1][2]));
 288             xglVertex3d(nodes[n1][0], nodes[n1][1], nodes[n1][2]);
 289
 290             xglNormal3d(normals[n2][0], normals[n2][1], normals[n2][2]);
 291             xglTexCoord2f(calc_lon(nodes[n2][0], nodes[n2][1], nodes[n2][2]), calc_lat(nodes[n2][0], nodes[n2][1], nodes[n2][2]));
 292             xglVertex3d(nodes[n2][0], nodes[n2][1], nodes[n2][2]);
 293
 294             xglNormal3d(normals[n3][0], normals[n3][1], normals[n3][2]);
 295             xglTexCoord2f(calc_lon(nodes[n3][0], nodes[n3][1], nodes[n3][2]), calc_lat(nodes[n3][0], nodes[n3][1], nodes[n3][2]));
 296             xglVertex3d(nodes[n3][0], nodes[n3][1], nodes[n3][2]);
 297         } else if ( line[0] == 'q' ) {
 298             /* continue a triangle strip */
 299             n1 = n2 = 0;
 300
 301             /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "continued tri strip = %s ",
 302                line); */
 303             sscanf(line, "q %d %d\n", &n1, &n2);
 304             /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "read %d %d\n", n1, n2); */
 305
 306             if ( use_per_vertex_norms ) {
 307                 MAT3_SCALE_VEC(normal, normals[n1], scale);
 308                 xglNormal3dv(normal);
 309             } else {
 310                 if ( odd ) {
 311                     calc_normal(nodes[last1], nodes[last2], nodes[n1],
 312                                 approx_normal);
 313                 } else {
 314                     calc_normal(nodes[last2], nodes[last1], nodes[n1],
 315                                 approx_normal);
 316                 }
 317                 MAT3_SCALE_VEC(normal, approx_normal, scale);
 318                 xglNormal3dv(normal);
 319             }
 320
 321             xglTexCoord2f(calc_lon(nodes[n1][0], nodes[n1][1], nodes[n1][2]), calc_lat(nodes[n1][0], nodes[n1][1], nodes[n1][2]));
 322             xglVertex3d(nodes[n1][0], nodes[n1][1], nodes[n1][2]);
 323
 324             odd = 1 - odd;
 325             last1 = last2;
 326             last2 = n1;
 327
 328             if ( n2 > 0 ) {
 329                 /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, " (cont)\n"); */
 330
 331                 if ( use_per_vertex_norms ) {
 332                     MAT3_SCALE_VEC(normal, normals[n2], scale);
 333                     xglNormal3dv(normal);
 334                 } else {
 335                     if ( odd ) {
 336                         calc_normal(nodes[last1], nodes[last2], nodes[n2],
 337                                     approx_normal);
 338                     } else {
 339                         calc_normal(nodes[last2], nodes[last1], nodes[n2],
 340                                     approx_normal);
 341                     }
 342                     MAT3_SCALE_VEC(normal, approx_normal, scale);
 343                     xglNormal3dv(normal);
 344                 }
 345
 346                 xglTexCoord2f(calc_lon(nodes[n2][0], nodes[n2][1], nodes[n2][2]), calc_lat(nodes[n2][0], nodes[n2][1], nodes[n2][2]));
 347                 xglVertex3d(nodes[n2][0], nodes[n2][1], nodes[n2][2]);
 348
 349                 odd = 1 -odd;
 350                 last1 = last2;
 351                 last2 = n2;
 352             }
 353         } else {
 354             fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_WARN, "Unknown line in %s = %s\n",
 355                       path, line);
 356         }
 357     }
 358
 359     xglEnd();
 360
 361     /* Draw normal vectors (for visually verifying normals)*/
 362     /*
 363     xglBegin(GL_LINES);
 364     xglColor3f(0.0, 0.0, 0.0);
 365     for ( i = 0; i < ncount; i++ ) {
 366         xglVertex3d(nodes[i][0],
 367                     nodes[i][1] ,
 368                     nodes[i][2]);
 369         xglVertex3d(nodes[i][0] + 500*normals[i][0],
 370                     nodes[i][1] + 500*normals[i][1],
 371                     nodes[i][2] + 500*normals[i][2]);
 372     }
 373     xglEnd();
 374     */
 375
 376     // xglDisable(GL_TEXTURE_GEN_S);
 377     // xglDisable(GL_TEXTURE_GEN_T);
 378
 379     xglFrontFace ( GL_CCW );
 380
 381     xglEndList();
 382
 383     fclose(f);
 384
 385     /* reference point is the "center" */
 386     ref->x = (xmin + xmax) / 2.0;
 387     ref->y = (ymin + ymax) / 2.0;
 388     ref->z = (zmin + zmax) / 2.0;
 389
 390     return(tile);
 391 }
 392
 393
 394 /* $Log$
 395 /* Revision 1.26  1998/04/03 22:11:36  curt
 396 /* Converting to Gnu autoconf system.
 397 /*
 398  * Revision 1.25  1998/03/14 00:30:50  curt
 399  * Beginning initial terrain texturing experiments.
 400  *
 401  * Revision 1.24  1998/02/09 21:30:18  curt
 402  * Fixed a nagging problem with terrain tiles not "quite" matching up perfectly.
 403  *
 404  * Revision 1.23  1998/02/09 15:07:52  curt
 405  * Minor tweaks.
 406  *
 407  * Revision 1.22  1998/02/01 03:39:54  curt
 408  * Minor tweaks.
 409  *
 410  * Revision 1.21  1998/01/31 00:43:25  curt
 411  * Added MetroWorks patches from Carmen Volpe.
 412  *
 413  * Revision 1.20  1998/01/29 00:51:39  curt
 414  * First pass at tile cache, dynamic tile loading and tile unloading now works.
 415  *
 416  * Revision 1.19  1998/01/27 03:26:42  curt
 417  * Playing with new fgPrintf command.
 418  *
 419  * Revision 1.18  1998/01/19 19:27:16  curt
 420  * Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 421  * This should simplify things tremendously.
 422  *
 423  * Revision 1.17  1998/01/13 00:23:10  curt
 424  * Initial changes to support loading and management of scenery tiles.  Note,
 425  * there's still a fair amount of work left to be done.
 426  *
 427  * Revision 1.16  1997/12/30 23:09:40  curt
 428  * Worked on winding problem without luck, so back to calling glFrontFace()
 429  * 3 times for each scenery area.
 430  *
 431  * Revision 1.15  1997/12/30 20:47:51  curt
 432  * Integrated new event manager with subsystem initializations.
 433  *
 434  * Revision 1.14  1997/12/30 01:38:46  curt
 435  * Switched back to per vertex normals and smooth shading for terrain.
 436  *
 437  * Revision 1.13  1997/12/18 23:32:36  curt
 438  * First stab at sky dome actually starting to look reasonable. :-)
 439  *
 440  * Revision 1.12  1997/12/17 23:13:47  curt
 441  * Began working on rendering the sky.
 442  *
 443  * Revision 1.11  1997/12/15 23:55:01  curt
 444  * Add xgl wrappers for debugging.
 445  * Generate terrain normals on the fly.
 446  *
 447  * Revision 1.10  1997/12/12 21:41:28  curt
 448  * More light/material property tweaking ... still a ways off.
 449  *
 450  * Revision 1.9  1997/12/12 19:52:57  curt
 451  * Working on lightling and material properties.
 452  *
 453  * Revision 1.8  1997/12/10 01:19:51  curt
 454  * Tweaks for verion 0.15 release.
 455  *
 456  * Revision 1.7  1997/12/08 22:51:17  curt
 457  * Enhanced to handle ccw and cw tri-stripe winding.  This is a temporary
 458  * admission of defeat.  I will eventually go back and get all the stripes
 459  * wound the same way (ccw).
 460  *
 461  * Revision 1.6  1997/11/25 19:25:35  curt
 462  * Changes to integrate Durk's moon/sun code updates + clean up.
 463  *
 464  * Revision 1.5  1997/11/15 18:16:39  curt
 465  * minor tweaks.
 466  *
 467  * Revision 1.4  1997/11/14 00:26:49  curt
 468  * Transform scenery coordinates earlier in pipeline when scenery is being
 469  * created, not when it is being loaded.  Precalculate normals for each node
 470  * as average of the normals of each containing polygon so Garoude shading is
 471  * now supportable.
 472  *
 473  * Revision 1.3  1997/10/31 04:49:12  curt
 474  * Tweaking vertex orders.
 475  *
 476  * Revision 1.2  1997/10/30 12:38:45  curt
 477  * Working on new scenery subsystem.
 478  *
 479  * Revision 1.1  1997/10/28 21:14:54  curt
 480  * Initial revision.
 481  *
 482  */