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 static double nodes[MAXNODES][3];
  46 static 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_per_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         return(-1);
  81     }
  82
  83     tile = xglGenLists(1);
  84     xglNewList(tile, GL_COMPILE);
  85
  86     first = 1;
  87     ncount = 1;
  88     vncount = 1;
  89
  90     while ( fgets(line, 250, f) != NULL ) {
  91         if ( line[0] == '#' ) {
  92             /* comment -- ignore */
  93         } else if ( line[0] == '\n' ) {
  94             /* empty line -- ignore */
  95         } else if ( strncmp(line, "v ", 2) == 0 ) {
  96             /* node (vertex) */
  97             if ( ncount < MAXNODES ) {
  98                 /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "vertex = %s", line); */
  99                 sscanf(line, "v %lf %lf %lf\n", &x, &y, &z);
 100                 nodes[ncount][0] = x;
 101                 nodes[ncount][1] = y;
 102                 nodes[ncount][2] = z;
 103
 104                 /* first time through set min's and max'es */
 105                 if ( ncount == 1 ) {
 106                     xmin = x;
 107                     xmax = x;
 108                     ymin = y;
 109                     ymax = y;
 110                     zmin = z;
 111                     zmax = z;
 112                 }
 113
 114                 /* keep track of min/max vertex values */
 115                 if ( x < xmin ) xmin = x;
 116                 if ( x > xmax ) xmax = x;
 117                 if ( y < ymin ) ymin = y;
 118                 if ( y > ymax ) ymax = y;
 119                 if ( z < zmin ) zmin = z;
 120                 if ( z > zmax ) zmax = z;
 121
 122                 ncount++;
 123             } else {
 124                 fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_EXIT,
 125                           "Read too many nodes ... dying :-(\n");
 126             }
 127         } else if ( strncmp(line, "vn ", 3) == 0 ) {
 128             /* vertex normal */
 129             if ( vncount < MAXNODES ) {
 130                 /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "vertex normal = %s", line); */
 131                 sscanf(line, "vn %lf %lf %lf\n",
 132                        &normals[vncount][0], &normals[vncount][1],
 133                        &normals[vncount][2]);
 134                 vncount++;
 135             } else {
 136                 fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_EXIT,
 137                           "Read too many vertex normals ... dying :-(\n");
 138             }
 139         } else if ( strncmp(line, "winding ", 8) == 0 ) {
 140             sscanf(line+8, "%s", winding_str);
 141             fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "    WINDING = %s\n", winding_str);
 142
 143             /* can't call xglFrontFace() between xglBegin() & xglEnd() */
 144             xglEnd();
 145             first = 1;
 146
 147             if ( strcmp(winding_str, "cw") == 0 ) {
 148                 xglFrontFace( GL_CW );
 149                 winding = 0;
 150             } else {
 151                 glFrontFace ( GL_CCW );
 152                 winding = 1;
 153             }
 154         } else if ( line[0] == 't' ) {
 155             /* start a new triangle strip */
 156
 157             n1 = n2 = n3 = n4 = 0;
 158
 159             if ( !first ) {
 160                 /* close out the previous structure and start the next */
 161                 xglEnd();
 162             } else {
 163                 first = 0;
 164             }
 165
 166             /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "    new tri strip = %s",
 167                line); */
 168             sscanf(line, "t %d %d %d %d\n", &n1, &n2, &n3, &n4);
 169
 170             /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "(t) = "); */
 171
 172             xglBegin(GL_TRIANGLE_STRIP);
 173
 174             if ( winding ) {
 175                 odd = 1;
 176                 scale = 1.0;
 177             } else {
 178                 odd = 0;
 179                 scale = 1.0;
 180             }
 181
 182             if ( use_per_vertex_norms ) {
 183                 MAT3_SCALE_VEC(normal, normals[n1], scale);
 184                 xglNormal3dv(normal);
 185                 xglVertex3d(nodes[n1][0], nodes[n1][1], nodes[n1][2]);
 186
 187                 MAT3_SCALE_VEC(normal, normals[n2], scale);
 188                 xglNormal3dv(normal);
 189                 xglVertex3d(nodes[n2][0], nodes[n2][1], nodes[n2][2]);
 190
 191                 MAT3_SCALE_VEC(normal, normals[n3], scale);
 192                 xglNormal3dv(normal);
 193                 xglVertex3d(nodes[n3][0], nodes[n3][1], nodes[n3][2]);
 194             } else {
 195                 if ( odd ) {
 196                     calc_normal(nodes[n1], nodes[n2], nodes[n3], approx_normal);
 197                 } else {
 198                     calc_normal(nodes[n2], nodes[n1], nodes[n3], approx_normal);
 199                 }
 200                 MAT3_SCALE_VEC(normal, approx_normal, scale);
 201                 xglNormal3dv(normal);
 202
 203                 xglVertex3d(nodes[n1][0], nodes[n1][1], nodes[n1][2]);
 204                 xglVertex3d(nodes[n2][0], nodes[n2][1], nodes[n2][2]);
 205                 xglVertex3d(nodes[n3][0], nodes[n3][1], nodes[n3][2]);
 206             }
 207
 208             odd = 1 - odd;
 209             last1 = n2;
 210             last2 = n3;
 211
 212             if ( n4 > 0 ) {
 213                 if ( use_per_vertex_norms ) {
 214                     MAT3_SCALE_VEC(normal, normals[n4], scale);
 215                 } else {
 216                     calc_normal(nodes[n3], nodes[n2], nodes[n4], approx_normal);
 217                     MAT3_SCALE_VEC(normal, approx_normal, scale);
 218                 }
 219                 xglNormal3dv(normal);
 220                 xglVertex3d(nodes[n4][0], nodes[n4][1], nodes[n4][2]);
 221
 222                 odd = 1 - odd;
 223                 last1 = n3;
 224                 last2 = n4;
 225             }
 226         } else if ( line[0] == 'f' ) {
 227             /* unoptimized face */
 228
 229             if ( !first ) {
 230                 /* close out the previous structure and start the next */
 231                 xglEnd();
 232             } else {
 233                 first = 0;
 234             }
 235
 236             xglBegin(GL_TRIANGLES);
 237
 238             /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "new triangle = %s", line);*/
 239             sscanf(line, "f %d %d %d\n", &n1, &n2, &n3);
 240
 241             xglNormal3d(normals[n1][0], normals[n1][1], normals[n1][2]);
 242             xglVertex3d(nodes[n1][0], nodes[n1][1], nodes[n1][2]);
 243
 244             xglNormal3d(normals[n2][0], normals[n2][1], normals[n2][2]);
 245             xglVertex3d(nodes[n2][0], nodes[n2][1], nodes[n2][2]);
 246
 247             xglNormal3d(normals[n3][0], normals[n3][1], normals[n3][2]);
 248             xglVertex3d(nodes[n3][0], nodes[n3][1], nodes[n3][2]);
 249         } else if ( line[0] == 'q' ) {
 250             /* continue a triangle strip */
 251             n1 = n2 = 0;
 252
 253             /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "continued tri strip = %s ",
 254                line); */
 255             sscanf(line, "q %d %d\n", &n1, &n2);
 256             /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "read %d %d\n", n1, n2); */
 257
 258             if ( use_per_vertex_norms ) {
 259                 MAT3_SCALE_VEC(normal, normals[n1], scale);
 260                 xglNormal3dv(normal);
 261             } else {
 262                 if ( odd ) {
 263                     calc_normal(nodes[last1], nodes[last2], nodes[n1],
 264                                 approx_normal);
 265                 } else {
 266                     calc_normal(nodes[last2], nodes[last1], nodes[n1],
 267                                 approx_normal);
 268                 }
 269                 MAT3_SCALE_VEC(normal, approx_normal, scale);
 270                 xglNormal3dv(normal);
 271             }
 272
 273             xglVertex3d(nodes[n1][0], nodes[n1][1], nodes[n1][2]);
 274
 275             odd = 1 - odd;
 276             last1 = last2;
 277             last2 = n1;
 278
 279             if ( n2 > 0 ) {
 280                 /* fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, " (cont)\n"); */
 281
 282                 if ( use_per_vertex_norms ) {
 283                     MAT3_SCALE_VEC(normal, normals[n2], scale);
 284                     xglNormal3dv(normal);
 285                 } else {
 286                     if ( odd ) {
 287                         calc_normal(nodes[last1], nodes[last2], nodes[n2],
 288                                     approx_normal);
 289                     } else {
 290                         calc_normal(nodes[last2], nodes[last1], nodes[n2],
 291                                     approx_normal);
 292                     }
 293                     MAT3_SCALE_VEC(normal, approx_normal, scale);
 294                     xglNormal3dv(normal);
 295                 }
 296
 297                 xglVertex3d(nodes[n2][0], nodes[n2][1], nodes[n2][2]);
 298
 299                 odd = 1 -odd;
 300                 last1 = last2;
 301                 last2 = n2;
 302             }
 303         } else {
 304             fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_WARN, "Unknown line in %s = %s\n",
 305                       path, line);
 306         }
 307     }
 308
 309     xglEnd();
 310
 311     /* Draw normal vectors (for visually verifying normals)*/
 312     /*
 313     xglBegin(GL_LINES);
 314     xglColor3f(0.0, 0.0, 0.0);
 315     for ( i = 0; i < ncount; i++ ) {
 316         xglVertex3d(nodes[i][0],
 317                     nodes[i][1] ,
 318                     nodes[i][2]);
 319         xglVertex3d(nodes[i][0] + 500*normals[i][0],
 320                     nodes[i][1] + 500*normals[i][1],
 321                     nodes[i][2] + 500*normals[i][2]);
 322     }
 323     xglEnd();
 324     */
 325
 326     xglFrontFace ( GL_CCW );
 327
 328     xglEndList();
 329
 330     fclose(f);
 331
 332     /* reference point is the "center" */
 333     ref->x = (xmin + xmax) / 2.0;
 334     ref->y = (ymin + ymax) / 2.0;
 335     ref->z = (zmin + zmax) / 2.0;
 336
 337     return(tile);
 338 }
 339
 340
 341 /* $Log$
 342 /* Revision 1.24  1998/02/09 21:30:18  curt
 343 /* Fixed a nagging problem with terrain tiles not "quite" matching up perfectly.
 344 /*
 345  * Revision 1.23  1998/02/09 15:07:52  curt
 346  * Minor tweaks.
 347  *
 348  * Revision 1.22  1998/02/01 03:39:54  curt
 349  * Minor tweaks.
 350  *
 351  * Revision 1.21  1998/01/31 00:43:25  curt
 352  * Added MetroWorks patches from Carmen Volpe.
 353  *
 354  * Revision 1.20  1998/01/29 00:51:39  curt
 355  * First pass at tile cache, dynamic tile loading and tile unloading now works.
 356  *
 357  * Revision 1.19  1998/01/27 03:26:42  curt
 358  * Playing with new fgPrintf command.
 359  *
 360  * Revision 1.18  1998/01/19 19:27:16  curt
 361  * Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 362  * This should simplify things tremendously.
 363  *
 364  * Revision 1.17  1998/01/13 00:23:10  curt
 365  * Initial changes to support loading and management of scenery tiles.  Note,
 366  * there's still a fair amount of work left to be done.
 367  *
 368  * Revision 1.16  1997/12/30 23:09:40  curt
 369  * Worked on winding problem without luck, so back to calling glFrontFace()
 370  * 3 times for each scenery area.
 371  *
 372  * Revision 1.15  1997/12/30 20:47:51  curt
 373  * Integrated new event manager with subsystem initializations.
 374  *
 375  * Revision 1.14  1997/12/30 01:38:46  curt
 376  * Switched back to per vertex normals and smooth shading for terrain.
 377  *
 378  * Revision 1.13  1997/12/18 23:32:36  curt
 379  * First stab at sky dome actually starting to look reasonable. :-)
 380  *
 381  * Revision 1.12  1997/12/17 23:13:47  curt
 382  * Began working on rendering the sky.
 383  *
 384  * Revision 1.11  1997/12/15 23:55:01  curt
 385  * Add xgl wrappers for debugging.
 386  * Generate terrain normals on the fly.
 387  *
 388  * Revision 1.10  1997/12/12 21:41:28  curt
 389  * More light/material property tweaking ... still a ways off.
 390  *
 391  * Revision 1.9  1997/12/12 19:52:57  curt
 392  * Working on lightling and material properties.
 393  *
 394  * Revision 1.8  1997/12/10 01:19:51  curt
 395  * Tweaks for verion 0.15 release.
 396  *
 397  * Revision 1.7  1997/12/08 22:51:17  curt
 398  * Enhanced to handle ccw and cw tri-stripe winding.  This is a temporary
 399  * admission of defeat.  I will eventually go back and get all the stripes
 400  * wound the same way (ccw).
 401  *
 402  * Revision 1.6  1997/11/25 19:25:35  curt
 403  * Changes to integrate Durk's moon/sun code updates + clean up.
 404  *
 405  * Revision 1.5  1997/11/15 18:16:39  curt
 406  * minor tweaks.
 407  *
 408  * Revision 1.4  1997/11/14 00:26:49  curt
 409  * Transform scenery coordinates earlier in pipeline when scenery is being
 410  * created, not when it is being loaded.  Precalculate normals for each node
 411  * as average of the normals of each containing polygon so Garoude shading is
 412  * now supportable.
 413  *
 414  * Revision 1.3  1997/10/31 04:49:12  curt
 415  * Tweaking vertex orders.
 416  *
 417  * Revision 1.2  1997/10/30 12:38:45  curt
 418  * Working on new scenery subsystem.
 419  *
 420  * Revision 1.1  1997/10/28 21:14:54  curt
 421  * Initial revision.
 422  *
 423  */