Simulator/Scenery/tilemgr.cxx

   1 // tilemgr.cxx -- routines to handle dynamic management of scenery tiles
   2 //
   3 // Written by Curtis Olson, started January 1998.
   4 //
   5 // Copyright (C) 1997  Curtis L. Olson  - curt@infoplane.com
   6 //
   7 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   8 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
   9 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  10 // License, or (at your option) any later version.
  11 //
  12 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  13 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15 // General Public License for more details.
  16 //
  17 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 // along with this program; if not, write to the Free Software
  19 // Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  20 //
  21 // $Id$
  22 // (Log is kept at end of this file)
  23
  24
  25 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  26 #  include <config.h>
  27 #endif
  28
  29 #ifdef HAVE_WINDOWS_H
  30 #  include <windows.h>
  31 #endif
  32
  33 #include <GL/glut.h>
  34 #include <XGL/xgl.h>
  35
  36 #include <Aircraft/aircraft.hxx>
  37
  38 #include <Debug/logstream.hxx>
  39 // #include <Bucket/bucketutils.hxx>
  40 #include <Include/fg_constants.h>
  41 #include <Main/options.hxx>
  42 #include <Main/views.hxx>
  43 #include <Math/fg_geodesy.hxx>
  44 #include <Math/mat3.h>
  45 #include <Math/point3d.hxx>
  46 #include <Math/polar3d.hxx>
  47 #include <Math/vector.hxx>
  48 #include <Objects/material.hxx>
  49 #include <Objects/obj.hxx>
  50 #include <Weather/weather.hxx>
  51
  52 #include "scenery.hxx"
  53 #include "tile.hxx"
  54 #include "tilecache.hxx"
  55 #include "tilemgr.hxx"
  56
  57
  58 // to test clipping speedup in fgTileMgrRender()
  59 #if defined ( USE_FAST_FOV_CLIP )
  60   // #define TEST_FOV_CLIP
  61   // #define TEST_ELEV
  62 #endif
  63
  64
  65 #define FG_LOCAL_X_Y         81  // max(o->tile_diameter) ** 2
  66
  67 #define FG_SQUARE( X ) ( (X) * (X) )
  68
  69 #if defined(USE_MEM) || defined(WIN32)
  70 #  define FG_MEM_COPY(to,from,n)        memcpy(to, from, n)
  71 #else
  72 #  define FG_MEM_COPY(to,from,n)        bcopy(from, to, n)
  73 #endif
  74
  75 // closest (potentially viewable) tiles, centered on current tile.
  76 // This is an array of pointers to cache indexes.
  77 int tiles[FG_LOCAL_X_Y];
  78
  79
  80 // Initialize the Tile Manager subsystem
  81 int fgTileMgrInit( void ) {
  82     FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_INFO, "Initializing Tile Manager subsystem." );
  83
  84     // load default material library
  85     material_mgr.load_lib();
  86
  87     return 1;
  88 }
  89
  90
  91 // load a tile
  92 void fgTileMgrLoadTile( const FGBucket& p, int *index) {
  93     fgTILECACHE *c;
  94
  95     c = &global_tile_cache;
  96
  97     FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "Updating for bucket " << p );
  98
  99     // if not in cache, load tile into the next available slot
 100     *index = c->exists(p);
 101     if ( *index < 0 ) {
 102         *index = c->next_avail();
 103         c->fill_in(*index, p);
 104     }
 105
 106     FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "Selected cache index: " << *index );
 107 }
 108
 109
 110 // Calculate shortest distance from point to line
 111 static double point_line_dist_squared( const Point3D& tc, const Point3D& vp,
 112                                        MAT3vec d )
 113 {
 114     MAT3vec p, p0;
 115     double dist;
 116
 117     p[0] = tc.x(); p[1] = tc.y(); p[2] = tc.z();
 118     p0[0] = vp.x(); p0[1] = vp.y(); p0[2] = vp.z();
 119
 120     return fgPointLineSquared(p, p0, d);
 121 }
 122
 123
 124 // Determine scenery altitude.  Normally this just happens when we
 125 // render the scene, but we'd also like to be able to do this
 126 // explicitely.  lat & lon are in radians.  abs_view_pos in meters.
 127 // Returns result in meters.
 128 double
 129 fgTileMgrCurElevNEW( const FGBucket& p ) {
 130     fgTILE *t;
 131     fgFRAGMENT *frag_ptr;
 132     Point3D abs_view_pos = current_view.get_abs_view_pos();
 133     Point3D earth_center(0.0);
 134     Point3D result;
 135     MAT3vec local_up;
 136     double dist, lat_geod, alt, sea_level_r;
 137     int index;
 138
 139     local_up[0] = abs_view_pos.x();
 140     local_up[1] = abs_view_pos.y();
 141     local_up[2] = abs_view_pos.z();
 142
 143     // Find current translation offset
 144     // fgBucketFind(lon * RAD_TO_DEG, lat * RAD_TO_DEG, &p);
 145     index = global_tile_cache.exists(p);
 146     if ( index < 0 ) {
 147         FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_WARN, "Tile not found" );
 148         return 0.0;
 149     }
 150
 151     t = global_tile_cache.get_tile(index);
 152
 153     scenery.next_center = t->center;
 154
 155     FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG,
 156             "Current bucket = " << p << "  Index = " << p.gen_index_str() );
 157     FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG,
 158             "abs_view_pos = " << abs_view_pos );
 159
 160     // calculate tile offset
 161     // x = (t->offset.x = t->center.x - scenery.center.x);
 162     // y = (t->offset.y = t->center.y - scenery.center.y);
 163     // z = (t->offset.z = t->center.z - scenery.center.z);
 164
 165     // calc current terrain elevation calculate distance from
 166     // vertical tangent line at current position to center of
 167     // tile.
 168
 169     /* printf("distance squared = %.2f, bounding radius = %.2f\n",
 170        point_line_dist_squared(&(t->offset), &(v->view_pos),
 171        v->local_up), t->bounding_radius); */
 172
 173     dist = point_line_dist_squared( t->center, abs_view_pos, local_up );
 174     if ( dist < FG_SQUARE(t->bounding_radius) ) {
 175
 176         // traverse fragment list for tile
 177         fgTILE::FragmentIterator current = t->begin();
 178         fgTILE::FragmentIterator last = t->end();
 179
 180         for ( ; current != last; ++current ) {
 181             frag_ptr = &(*current);
 182             /* printf("distance squared = %.2f, bounding radius = %.2f\n",
 183                point_line_dist_squared( &(frag_ptr->center),
 184                &abs_view_pos), local_up),
 185                frag_ptr->bounding_radius); */
 186
 187             dist = point_line_dist_squared( frag_ptr->center,
 188                                             abs_view_pos,
 189                                             local_up);
 190             if ( dist <= FG_SQUARE(frag_ptr->bounding_radius) ) {
 191                 if ( frag_ptr->intersect( abs_view_pos,
 192                                           earth_center, 0, result ) ) {
 193                     FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "intersection point " <<
 194                             result );
 195                     // compute geocentric coordinates of tile center
 196                     Point3D pp = fgCartToPolar3d(result);
 197                     FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "  polar form = " << pp );
 198                     // convert to geodetic coordinates
 199                     fgGeocToGeod(pp.lat(), pp.radius(), &lat_geod,
 200                                  &alt, &sea_level_r);
 201
 202                     // printf("alt = %.2f\n", alt);
 203                     // exit since we found an intersection
 204                     if ( alt > -9999.0 ) {
 205                         // printf("returning alt\n");
 206                         return alt;
 207                     } else {
 208                         // printf("returning 0\n");
 209                         return 0.0;
 210                     }
 211                 }
 212             }
 213         }
 214     }
 215
 216     FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_INFO, "(new) no terrain intersection found" );
 217
 218     return 0.0;
 219 }
 220
 221
 222 // Determine scenery altitude.  Normally this just happens when we
 223 // render the scene, but we'd also like to be able to do this
 224 // explicitely.  lat & lon are in radians.  abs_view_pos in meters.
 225 // Returns result in meters.
 226 double
 227 fgTileMgrCurElev( double lon, double lat, const Point3D& abs_view_pos ) {
 228     fgTILECACHE *c;
 229     fgTILE *t;
 230     fgFRAGMENT *frag_ptr;
 231     Point3D earth_center(0.0);
 232     Point3D result;
 233     MAT3vec local_up;
 234     double dist, lat_geod, alt, sea_level_r;
 235     int index;
 236
 237     c = &global_tile_cache;
 238
 239     local_up[0] = abs_view_pos.x();
 240     local_up[1] = abs_view_pos.y();
 241     local_up[2] = abs_view_pos.z();
 242
 243     FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "Absolute view pos = " << abs_view_pos );
 244
 245     // Find current translation offset
 246     FGBucket p( lon * RAD_TO_DEG, lat * RAD_TO_DEG );
 247     index = c->exists(p);
 248     if ( index < 0 ) {
 249         FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_WARN, "Tile not found" );
 250         return 0.0;
 251     }
 252
 253     t = c->get_tile(index);
 254
 255     scenery.next_center = t->center;
 256
 257     FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG,
 258             "Pos = (" << lon * RAD_TO_DEG << ", " << lat * RAD_TO_DEG
 259             << ")  Current bucket = " << p
 260             << "  Index = " << p.gen_index_str() );
 261
 262     FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "Tile center " << t->center
 263             << "  bounding radius = " << t->bounding_radius );
 264
 265     // calculate tile offset
 266     // x = (t->offset.x = t->center.x - scenery.center.x);
 267     // y = (t->offset.y = t->center.y - scenery.center.y);
 268     // z = (t->offset.z = t->center.z - scenery.center.z);
 269
 270     // calc current terrain elevation calculate distance from
 271     // vertical tangent line at current position to center of
 272     // tile.
 273
 274     /* printf("distance squared = %.2f, bounding radius = %.2f\n",
 275        point_line_dist_squared(&(t->offset), &(v->view_pos),
 276        v->local_up), t->bounding_radius); */
 277
 278     dist = point_line_dist_squared( t->center, abs_view_pos, local_up );
 279     FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "(gross check) dist squared = " << dist );
 280
 281     if ( dist < FG_SQUARE(t->bounding_radius) ) {
 282
 283         // traverse fragment list for tile
 284         fgTILE::FragmentIterator current = t->begin();
 285         fgTILE::FragmentIterator last = t->end();
 286
 287         for ( ; current != last; ++current ) {
 288             frag_ptr = &(*current);
 289             /* printf("distance squared = %.2f, bounding radius = %.2f\n",
 290                point_line_dist_squared( &(frag_ptr->center),
 291                &abs_view_pos), local_up),
 292                frag_ptr->bounding_radius); */
 293
 294             dist = point_line_dist_squared( frag_ptr->center,
 295                                             abs_view_pos,
 296                                             local_up);
 297             if ( dist <= FG_SQUARE(frag_ptr->bounding_radius) ) {
 298                 if ( frag_ptr->intersect( abs_view_pos,
 299                                           earth_center, 0, result ) ) {
 300                     FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "intersection point " <<
 301                             result );
 302                     // compute geocentric coordinates of tile center
 303                     Point3D pp = fgCartToPolar3d(result);
 304                     FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "  polar form = " << pp );
 305                     // convert to geodetic coordinates
 306                     fgGeocToGeod(pp.lat(), pp.radius(), &lat_geod,
 307                                  &alt, &sea_level_r);
 308
 309                     // printf("alt = %.2f\n", alt);
 310                     // exit since we found an intersection
 311                     if ( alt > -9999.0 ) {
 312                         // printf("returning alt\n");
 313                         return alt;
 314                     } else {
 315                         // printf("returning 0\n");
 316                         return 0.0;
 317                     }
 318                 }
 319             }
 320         }
 321     }
 322
 323     FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_INFO, "(old) no terrain intersection found" );
 324
 325     return 0.0;
 326 }
 327
 328
 329 // given the current lon/lat, fill in the array of local chunks.  If
 330 // the chunk isn't already in the cache, then read it from disk.
 331 int fgTileMgrUpdate( void ) {
 332     fgTILECACHE *c;
 333     FGInterface *f;
 334     FGBucket p2;
 335     static FGBucket p_last(false);
 336     static double last_lon = -1000.0;  // in degrees
 337     static double last_lat = -1000.0;  // in degrees
 338     int tile_diameter;
 339     int i, j, dw, dh;
 340
 341     c = &global_tile_cache;
 342     f = current_aircraft.fdm_state;
 343
 344     tile_diameter = current_options.get_tile_diameter();
 345
 346     FGBucket p1( f->get_Longitude() * RAD_TO_DEG,
 347                  f->get_Latitude() * RAD_TO_DEG );
 348     dw = tile_diameter / 2;
 349     dh = tile_diameter / 2;
 350
 351     if ( p1 == p_last ) {
 352         // same bucket as last time
 353         FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "Same bucket as last time" );
 354     } else if ( p_last.get_lon() == -1000 ) {
 355         // First time through, initialize the system and load all
 356         // relavant tiles
 357
 358         FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_INFO, "Updating Tile list for " << p1 );
 359         FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_INFO, "  First time through ... " );
 360         FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_INFO, "  Updating Tile list for " << p1 );
 361         FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_INFO, "  Loading "
 362                 << tile_diameter * tile_diameter << " tiles" );
 363
 364         // wipe/initialize tile cache
 365         c->init();
 366
 367         // build the local area list and update cache
 368         for ( j = 0; j < tile_diameter; j++ ) {
 369             for ( i = 0; i < tile_diameter; i++ ) {
 370                 // fgBucketOffset(&p1, &p2, i - dw, j - dh);
 371                 p2 = fgBucketOffset( f->get_Longitude() * RAD_TO_DEG,
 372                                      f->get_Latitude() * RAD_TO_DEG,
 373                                      i - dw, j -dh );
 374                 fgTileMgrLoadTile( p2, &tiles[(j*tile_diameter) + i]);
 375             }
 376         }
 377     } else {
 378         // We've moved to a new bucket, we need to scroll our
 379         // structures, and load in the new tiles
 380
 381         // CURRENTLY THIS ASSUMES WE CAN ONLY MOVE TO ADJACENT TILES.
 382         // AT ULTRA HIGH SPEEDS THIS ASSUMPTION MAY NOT BE VALID IF
 383         // THE AIRCRAFT CAN SKIP A TILE IN A SINGLE ITERATION.
 384
 385         FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_INFO, "Updating Tile list for " << p1 );
 386
 387         if ( (p1.get_lon() > p_last.get_lon()) ||
 388              ( (p1.get_lon() == p_last.get_lon()) && (p1.get_x() > p_last.get_x()) ) ) {
 389             FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_INFO,
 390                     "  Loading " << tile_diameter << "tiles" );
 391             for ( j = 0; j < tile_diameter; j++ ) {
 392                 // scrolling East
 393                 for ( i = 0; i < tile_diameter - 1; i++ ) {
 394                     tiles[(j*tile_diameter) + i] =
 395                         tiles[(j*tile_diameter) + i + 1];
 396                 }
 397                 // load in new column
 398                 // fgBucketOffset(&p_last, &p2, dw + 1, j - dh);
 399                 p2 = fgBucketOffset( last_lon, last_lat, dw + 1, j - dh );
 400                 fgTileMgrLoadTile( p2, &tiles[(j*tile_diameter) +
 401                                              tile_diameter - 1]);
 402             }
 403         } else if ( (p1.get_lon() < p_last.get_lon()) ||
 404                     ( (p1.get_lon() == p_last.get_lon()) && (p1.get_x() < p_last.get_x()) ) ) {
 405             FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_INFO,
 406                     "  Loading " << tile_diameter << "tiles" );
 407             for ( j = 0; j < tile_diameter; j++ ) {
 408                 // scrolling West
 409                 for ( i = tile_diameter - 1; i > 0; i-- ) {
 410                     tiles[(j*tile_diameter) + i] =
 411                         tiles[(j*tile_diameter) + i - 1];
 412                 }
 413                 // load in new column
 414                 // fgBucketOffset(&p_last, &p2, -dw - 1, j - dh);
 415                 p2 = fgBucketOffset( last_lon, last_lat, -dw - 1, j - dh );
 416                 fgTileMgrLoadTile( p2, &tiles[(j*tile_diameter) + 0]);
 417             }
 418         }
 419
 420         if ( (p1.get_lat() > p_last.get_lat()) ||
 421              ( (p1.get_lat() == p_last.get_lat()) && (p1.get_y() > p_last.get_y()) ) ) {
 422             FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_INFO,
 423                     "  Loading " << tile_diameter << "tiles" );
 424             for ( i = 0; i < tile_diameter; i++ ) {
 425                 // scrolling North
 426                 for ( j = 0; j < tile_diameter - 1; j++ ) {
 427                     tiles[(j * tile_diameter) + i] =
 428                         tiles[((j+1) * tile_diameter) + i];
 429                 }
 430                 // load in new column
 431                 // fgBucketOffset(&p_last, &p2, i - dw, dh + 1);
 432                 p2 = fgBucketOffset( last_lon, last_lat, i - dw, dh + 1);
 433                 fgTileMgrLoadTile( p2, &tiles[((tile_diameter-1) *
 434                                                tile_diameter) + i]);
 435             }
 436         } else if ( (p1.get_lat() < p_last.get_lat()) ||
 437                     ( (p1.get_lat() == p_last.get_lat()) && (p1.get_y() < p_last.get_y()) ) ) {
 438             FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_INFO,
 439                     "  Loading " << tile_diameter << "tiles" );
 440             for ( i = 0; i < tile_diameter; i++ ) {
 441                 // scrolling South
 442                 for ( j = tile_diameter - 1; j > 0; j-- ) {
 443                     tiles[(j * tile_diameter) + i] =
 444                         tiles[((j-1) * tile_diameter) + i];
 445                 }
 446                 // load in new column
 447                 // fgBucketOffset(&p_last, &p2, i - dw, -dh - 1);
 448                 p2 = fgBucketOffset( last_lon, last_lat, i - dw, -dh - 1);
 449                 fgTileMgrLoadTile( p2, &tiles[0 + i]);
 450             }
 451         }
 452     }
 453
 454     // find our current elevation (feed in the current bucket to save work)
 455     Point3D geod_pos = Point3D( f->get_Longitude(), f->get_Latitude(), 0.0);
 456     Point3D tmp_abs_view_pos = fgGeodToCart(geod_pos);
 457
 458     scenery.cur_elev =
 459         fgTileMgrCurElev( f->get_Longitude(), f->get_Latitude(),
 460                           tmp_abs_view_pos );
 461
 462     p_last = p1;
 463     last_lon = f->get_Longitude() * RAD_TO_DEG;
 464     last_lat = f->get_Latitude() * RAD_TO_DEG;
 465
 466     return 1;
 467 }
 468
 469
 470 // Calculate if point/radius is inside view frustum
 471 static int viewable( const Point3D& cp, double radius ) {
 472     int viewable = 1; // start by assuming it's viewable
 473     double x1, y1;
 474
 475 /********************************/
 476 #if defined( USE_FAST_FOV_CLIP ) // views.hxx
 477 /********************************/
 478
 479     MAT3vec eye;
 480     double *mat;
 481     double x, y, z;
 482
 483     x = cp.x();
 484     y = cp.y();
 485     z = cp.z();
 486
 487     mat = (double *)(current_view.get_WORLD_TO_EYE());
 488
 489     eye[2] =  x*mat[2] + y*mat[6] + z*mat[10] + mat[14];
 490
 491     // Check near and far clip plane
 492     if( ( eye[2] > radius ) ||
 493         ( eye[2] + radius + current_weather.get_visibility() < 0) )
 494     {
 495         return(0);
 496     }
 497
 498     eye[0] = (x*mat[0] + y*mat[4] + z*mat[8] + mat[12])
 499         * current_view.get_slope_x();
 500
 501     // check right and left clip plane (from eye perspective)
 502     x1 = radius * current_view.get_fov_x_clip();
 503     if( (eye[2] > -(eye[0]+x1)) || (eye[2] > (eye[0]-x1)) )
 504     {
 505         return(0);
 506     }
 507
 508     eye[1] = (x*mat[1] + y*mat[5] + z*mat[9] + mat[13])
 509         * current_view.get_slope_y();
 510
 511     // check bottom and top clip plane (from eye perspective)
 512     y1 = radius * current_view.get_fov_y_clip();
 513     if( (eye[2] > -(eye[1]+y1)) || (eye[2] > (eye[1]-y1)) )
 514     {
 515         return(0);
 516     }
 517
 518 /********************************/
 519 #else // DO NOT USE_FAST_FOV_CLIP
 520 /********************************/
 521
 522     fgVIEW *v;
 523     MAT3hvec world, eye;
 524     double x0, slope;
 525
 526     v = &current_view;
 527
 528     MAT3_SET_HVEC(world, cp->x, cp->y, cp->z, 1.0);
 529     // MAT3mult_vec(eye, world, v->WORLD_TO_EYE);
 530     // printf( "\nworld -> eye = %.2f %.2f %.2f  radius = %.2f\n",
 531     //         eye[0], eye[1], eye[2], radius);
 532
 533     // Use lazy evaluation for calculating eye hvec.
 534 #define vec world
 535 #define mat v->WORLD_TO_EYE
 536     eye[2] = vec[0]*mat[0][2]+vec[1]*mat[1][2]+vec[2]*mat[2][2]+mat[3][2];
 537
 538     // Check near clip plane
 539     if ( eye[2] > radius ) {
 540         return(0);
 541     }
 542
 543     // Check far clip plane
 544     if ( eye[2] + radius < -current_weather.get_visibility() ) {
 545         return(0);
 546     }
 547
 548     // check right clip plane (from eye perspective)
 549     // y = m * (x - x0) = equation of a line intercepting X axis at x0
 550     x1 = v->cos_fov_x * radius;
 551     y1 = v->sin_fov_x * radius;
 552     slope = v->slope_x;
 553     eye[0] = vec[0]*mat[0][0]+vec[1]*mat[1][0]+vec[2]*mat[2][0]+mat[3][0];
 554
 555     if ( eye[2] > ((slope * (eye[0] - x1)) + y1) ) {
 556         return( false );
 557     }
 558
 559     // check left clip plane (from eye perspective)
 560     if ( eye[2] > -((slope * (eye[0] + x1)) - y1) ) {
 561         return( false );
 562     }
 563
 564     // check bottom clip plane (from eye perspective)
 565     x1 = -(v->cos_fov_y) * radius;
 566     y1 = v->sin_fov_y * radius;
 567     slope = v->slope_y;
 568     eye[1] = vec[0]*mat[0][1]+vec[1]*mat[1][1]+vec[2]*mat[2][1]+mat[3][1];
 569 #undef vec
 570 #undef mat
 571
 572     if ( eye[2] > ((slope * (eye[1] - x1)) + y1) ) {
 573         return( false );
 574     }
 575
 576     // check top clip plane (from eye perspective)
 577     if ( eye[2] > -((slope * (eye[1] + x1)) - y1) ) {
 578         return( false );
 579     }
 580
 581 #endif // defined( USE_FAST_FOV_CLIP )
 582
 583     return(viewable);
 584 }
 585
 586
 587 // NEW
 588
 589 // inrange() IS THIS POINT WITHIN POSSIBLE VIEWING RANGE ?
 590 //      calculate distance from vertical tangent line at
 591 //      current position to center of object.
 592 //      this is equivalent to
 593 //      dist = point_line_dist_squared( &(t->center), &(v->abs_view_pos),
 594 //                                      v->local_up );
 595 //      if ( dist < FG_SQUARE(t->bounding_radius) ) {
 596 //
 597 // the compiler should inline this for us
 598
 599 static int
 600 inrange( const double radius, const Point3D& center, const Point3D& vp,
 601          const MAT3vec up)
 602 {
 603     MAT3vec u, u1, v;
 604     //  double tmp;
 605
 606     // u = p - p0
 607     u[0] = center.x() - vp.x();
 608     u[1] = center.y() - vp.y();
 609     u[2] = center.z() - vp.z();
 610
 611     // calculate the projection, u1, of u along d.
 612     // u1 = ( dot_prod(u, d) / dot_prod(d, d) ) * d;
 613
 614     MAT3_SCALE_VEC(u1, up,
 615                    (MAT3_DOT_PRODUCT(u, up) / MAT3_DOT_PRODUCT(up, up)) );
 616
 617     // v = u - u1 = vector from closest point on line, p1, to the
 618     // original point, p.
 619     MAT3_SUB_VEC(v, u, u1);
 620
 621     return( FG_SQUARE(radius) >= MAT3_DOT_PRODUCT(v, v));
 622 }
 623
 624
 625 // NEW for legibility
 626
 627 // update this tile's geometry for current view
 628 // The Compiler should inline this
 629 static void
 630 update_tile_geometry( fgTILE *t, GLdouble *MODEL_VIEW)
 631 {
 632     GLdouble *m;
 633     double x, y, z;
 634
 635     // calculate tile offset
 636     t->offset = t->center - scenery.center;
 637
 638     x = t->offset.x();
 639     y = t->offset.y();
 640     z = t->offset.z();
 641
 642     m = t->model_view;
 643
 644     // Calculate the model_view transformation matrix for this tile
 645     FG_MEM_COPY( m, MODEL_VIEW, 16*sizeof(GLdouble) );
 646
 647     // This is equivalent to doing a glTranslatef(x, y, z);
 648     m[12] += (m[0]*x + m[4]*y + m[8] *z);
 649     m[13] += (m[1]*x + m[5]*y + m[9] *z);
 650     m[14] += (m[2]*x + m[6]*y + m[10]*z);
 651     // m[15] += (m[3]*x + m[7]*y + m[11]*z);
 652     // m[3] m7[] m[11] are 0.0 see LookAt() in views.cxx
 653     // so m[15] is unchanged
 654 }
 655
 656
 657 // Render the local tiles
 658 void fgTileMgrRender( void ) {
 659     FGInterface *f;
 660     fgTILECACHE *c;
 661     fgTILE *t;
 662     FGView *v;
 663     Point3D frag_offset;
 664     fgFRAGMENT *frag_ptr;
 665     fgMATERIAL *mtl_ptr;
 666     int i;
 667     int tile_diameter;
 668     int index;
 669     int culled = 0;
 670     int drawn = 0;
 671
 672     c = &global_tile_cache;
 673     f = current_aircraft.fdm_state;
 674     v = &current_view;
 675
 676     tile_diameter = current_options.get_tile_diameter();
 677
 678     // moved to fgTileMgrUpdate, right after we check if we need to
 679     // load additional tiles:
 680     // scenery.cur_elev = fgTileMgrCurElev( FG_Longitude, FG_Latitude,
 681     //                                      v->abs_view_pos );
 682
 683     // initialize the transient per-material fragment lists
 684     material_mgr.init_transient_material_lists();
 685
 686     // Pass 1
 687     // traverse the potentially viewable tile list
 688     for ( i = 0; i < (tile_diameter * tile_diameter); i++ ) {
 689         index = tiles[i];
 690         // fgPrintf( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "Index = %d\n", index);
 691         t = c->get_tile(index);
 692
 693         // calculate tile offset
 694         t->SetOffset( scenery.center );
 695
 696         // Course (tile based) culling
 697         if ( viewable(t->offset, t->bounding_radius) ) {
 698             // at least a portion of this tile could be viewable
 699
 700             // Calculate the model_view transformation matrix for this tile
 701             // This is equivalent to doing a glTranslatef(x, y, z);
 702             t->UpdateViewMatrix( v->get_MODEL_VIEW() );
 703
 704             // xglPushMatrix();
 705             // xglTranslatef(t->offset.x, t->offset.y, t->offset.z);
 706
 707             // traverse fragment list for tile
 708             fgTILE::FragmentIterator current = t->begin();
 709             fgTILE::FragmentIterator last = t->end();
 710
 711             for ( ; current != last; ++current ) {
 712                 frag_ptr = &(*current);
 713
 714                 if ( frag_ptr->display_list >= 0 ) {
 715                     // Fine (fragment based) culling
 716                     frag_offset = frag_ptr->center - scenery.center;
 717
 718                     if ( viewable(frag_offset, frag_ptr->bounding_radius*2) ) {
 719                         // add to transient per-material property fragment list
 720                         // frag_ptr->tile_offset.x = t->offset.x;
 721                         // frag_ptr->tile_offset.y = t->offset.y;
 722                         // frag_ptr->tile_offset.z = t->offset.z;
 723
 724                         mtl_ptr = frag_ptr->material_ptr;
 725                         // printf(" lookup = %s\n", mtl_ptr->texture_name);
 726                         if ( ! mtl_ptr->append_sort_list( frag_ptr ) ) {
 727                             FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_ALERT,
 728                                     "Overran material sorting array" );
 729                         }
 730
 731                         // xglCallList(frag_ptr->display_list);
 732                         drawn++;
 733                     } else {
 734                         // printf("Culled a fragment %.2f %.2f %.2f %.2f\n",
 735                         //        frag_ptr->center.x, frag_ptr->center.y,
 736                         //        frag_ptr->center.z, frag_ptr->bounding_radius);
 737                         culled++;
 738                     }
 739                 }
 740             }
 741
 742             // xglPopMatrix();
 743         } else {
 744             culled += t->fragment_list.size();
 745         }
 746     }
 747
 748     if ( (drawn + culled) > 0 ) {
 749         v->set_vfc_ratio( (double)culled / (double)(drawn + culled) );
 750     } else {
 751         v->set_vfc_ratio( 0.0 );
 752     }
 753     // printf("drawn = %d  culled = %d  saved = %.2f\n", drawn, culled,
 754     //        v->vfc_ratio);
 755
 756     // Pass 2
 757     // traverse the transient per-material fragment lists and render
 758     // out all fragments for each material property.
 759     xglPushMatrix();
 760     material_mgr.render_fragments();
 761     xglPopMatrix();
 762 }
 763
 764
 765 // $Log$
 766 // Revision 1.55  1999/03/25 19:03:28  curt
 767 // Converted to use new bucket routines.
 768 //
 769 // Revision 1.54  1999/02/26 22:10:05  curt
 770 // Added initial support for native SGI compilers.
 771 //
 772 // Revision 1.53  1999/02/05 21:29:16  curt
 773 // Modifications to incorporate Jon S. Berndts flight model code.
 774 //
 775 // Revision 1.52  1999/01/27 04:49:48  curt
 776 // Fixes so that the sim can start out at an airport below sea level.
 777 //
 778 // Revision 1.51  1998/12/09 18:50:33  curt
 779 // Converted "class fgVIEW" to "class FGView" and updated to make data
 780 // members private and make required accessor functions.
 781 //
 782 // Revision 1.50  1998/12/06 13:51:25  curt
 783 // Turned "struct fgWEATHER" into "class FGWeather".
 784 //
 785 // Revision 1.49  1998/12/05 15:54:26  curt
 786 // Renamed class fgFLIGHT to class FGState as per request by JSB.
 787 //
 788 // Revision 1.48  1998/12/05 14:20:21  curt
 789 // Looking into a terrain intersection problem.
 790 //
 791 // Revision 1.47  1998/12/05 14:11:19  curt
 792 // Sun portability tweak.
 793 //
 794 // Revision 1.46  1998/12/03 14:15:24  curt
 795 // Actually set the current scenery elevation based on scenery intersection point
 796 // rather than calculating the intesection point and throwing it away.
 797 //
 798 // Revision 1.45  1998/12/03 01:18:18  curt
 799 // Converted fgFLIGHT to a class.
 800 // Tweaks for Sun Portability.
 801 // Tweaked current terrain elevation code as per NHV.
 802 //
 803 // Revision 1.44  1998/11/23 21:49:48  curt
 804 // minor tweaks.
 805 //
 806 // Revision 1.43  1998/11/09 23:40:52  curt
 807 // Bernie Bright <bbright@c031.aone.net.au> writes:
 808 // I've made some changes to the Scenery handling.  Basically just tidy ups.
 809 // The main difference is in tile.[ch]xx where I've changed list<fgFRAGMENT> to
 810 // vector<fgFRAGMENT>.  Studying our usage patterns this seems reasonable.
 811 // Lists are good if you need to insert/delete elements randomly but we
 812 // don't do that.  All access seems to be sequential.  Two additional
 813 // benefits are smaller memory usage - each list element requires pointers
 814 // to the next and previous elements, and faster access - vector iterators
 815 // are smaller and faster than list iterators.  This should also help
 816 // Charlie Hotchkiss' problem when compiling with Borland and STLport.
 817 //
 818 // ./Lib/Bucket/bucketutils.hxx
 819 //   Convenience functions for fgBUCKET.
 820 //
 821 // ./Simulator/Scenery/tile.cxx
 822 // ./Simulator/Scenery/tile.hxx
 823 //   Changed fragment list to a vector.
 824 //   Added some convenience member functions.
 825 //
 826 // ./Simulator/Scenery/tilecache.cxx
 827 // ./Simulator/Scenery/tilecache.hxx
 828 //   use const fgBUCKET& instead of fgBUCKET* where appropriate.
 829 //
 830 // ./Simulator/Scenery/tilemgr.cxx
 831 // ./Simulator/Scenery/tilemgr.hxx
 832 //   uses all the new convenience functions.
 833 //
 834 // Revision 1.42  1998/11/06 21:18:23  curt
 835 // Converted to new logstream debugging facility.  This allows release
 836 // builds with no messages at all (and no performance impact) by using
 837 // the -DFG_NDEBUG flag.
 838 //
 839 // Revision 1.41  1998/10/18 01:17:23  curt
 840 // Point3D tweaks.
 841 //
 842 // Revision 1.40  1998/10/17 01:34:28  curt
 843 // C++ ifying ...
 844 //
 845 // Revision 1.39  1998/10/16 00:55:50  curt
 846 // Converted to Point3D class.
 847 //
 848 // Revision 1.38  1998/09/17 18:36:18  curt
 849 // Tweaks and optimizations by Norman Vine.
 850 //
 851 // Revision 1.37  1998/09/15 01:36:45  curt
 852 // cleaned up my fragment.num_faces hack :-) to use the STL (no need in
 853 // duplicating work.)
 854 // Tweaked fgTileMgrRender() do not calc tile matrix unless necessary.
 855 // removed some unneeded stuff from fgTileMgrCurElev()
 856 //
 857 // Revision 1.36  1998/09/14 12:45:26  curt
 858 // minor tweaks.
 859 //
 860 // Revision 1.35  1998/09/10 19:07:16  curt
 861 // /Simulator/Objects/fragment.hxx
 862 //   Nested fgFACE inside fgFRAGMENT since its not used anywhere else.
 863 //
 864 // ./Simulator/Objects/material.cxx
 865 // ./Simulator/Objects/material.hxx
 866 //   Made fgMATERIAL and fgMATERIAL_MGR bona fide classes with private
 867 //   data members - that should keep the rabble happy :)
 868 //
 869 // ./Simulator/Scenery/tilemgr.cxx
 870 //   In viewable() delay evaluation of eye[0] and eye[1] in until they're
 871 //   actually needed.
 872 //   Change to fgTileMgrRender() to call fgMATERIAL_MGR::render_fragments()
 873 //   method.
 874 //
 875 // ./Include/fg_stl_config.h
 876 // ./Include/auto_ptr.hxx
 877 //   Added support for g++ 2.7.
 878 //   Further changes to other files are forthcoming.
 879 //
 880 // Brief summary of changes required for g++ 2.7.
 881 //   operator->() not supported by iterators: use (*i).x instead of i->x
 882 //   default template arguments not supported,
 883 //   <functional> doesn't have mem_fun_ref() needed by callbacks.
 884 //   some std include files have different names.
 885 //   template member functions not supported.
 886 //
 887 // Revision 1.34  1998/09/09 20:58:09  curt
 888 // Tweaks to loop constructs with STL usage.
 889 //
 890 // Revision 1.33  1998/09/08 15:05:10  curt
 891 // Optimization by Norman Vine.
 892 //
 893 // Revision 1.32  1998/08/25 16:52:44  curt
 894 // material.cxx material.hxx obj.cxx obj.hxx texload.c texload.h moved to
 895 //   ../Objects
 896 //
 897 // Revision 1.31  1998/08/24 20:11:40  curt
 898 // Tweaks ...
 899 //
 900 // Revision 1.30  1998/08/22  14:49:59  curt
 901 // Attempting to iron out seg faults and crashes.
 902 // Did some shuffling to fix a initialization order problem between view
 903 // position, scenery elevation.
 904 //
 905 // Revision 1.29  1998/08/20 15:12:06  curt
 906 // Used a forward declaration of classes fgTILE and fgMATERIAL to eliminate
 907 // the need for "void" pointers and casts.
 908 // Quick hack to count the number of scenery polygons that are being drawn.
 909 //
 910 // Revision 1.28  1998/08/12 21:13:06  curt
 911 // material.cxx: don't load textures if they are disabled
 912 // obj.cxx: optimizations from Norman Vine
 913 // tile.cxx: minor tweaks
 914 // tile.hxx: addition of num_faces
 915 // tilemgr.cxx: minor tweaks
 916 //
 917 // Revision 1.27  1998/07/24 21:42:09  curt
 918 // material.cxx: whups, double method declaration with no definition.
 919 // obj.cxx: tweaks to avoid errors in SGI's CC.
 920 // tile.cxx: optimizations by Norman Vine.
 921 // tilemgr.cxx: optimizations by Norman Vine.
 922 //
 923 // Revision 1.26  1998/07/20 12:51:26  curt
 924 // Added far clip plane to fragment clipping calculations and tie this to
 925 // weather->visibility.  This way you can increase framerates by increasing
 926 // for and lowering visibility.
 927 //
 928 // Revision 1.25  1998/07/13 21:02:01  curt
 929 // Wrote access functions for current fgOPTIONS.
 930 //
 931 // Revision 1.24  1998/07/12 03:18:29  curt
 932 // Added ground collision detection.  This involved:
 933 // - saving the entire vertex list for each tile with the tile records.
 934 // - saving the face list for each fragment with the fragment records.
 935 // - code to intersect the current vertical line with the proper face in
 936 //   an efficient manner as possible.
 937 // Fixed a bug where the tiles weren't being shifted to "near" (0,0,0)
 938 //
 939 // Revision 1.23  1998/07/08 14:47:23  curt
 940 // Fix GL_MODULATE vs. GL_DECAL problem introduced by splash screen.
 941 // polare3d.h renamed to polar3d.hxx
 942 // fg{Cartesian,Polar}Point3d consolodated.
 943 // Added some initial support for calculating local current ground elevation.
 944 //
 945 // Revision 1.22  1998/07/04 00:54:31  curt
 946 // Added automatic mipmap generation.
 947 //
 948 // When rendering fragments, use saved model view matrix from associated tile
 949 // rather than recalculating it with push() translate() pop().
 950 //
 951 // Revision 1.21  1998/06/27 16:54:59  curt
 952 // Check for GL_VERSION_1_1 or GL_EXT_texture_object to decide whether to use
 953 //   "EXT" versions of texture management routines.
 954 //
 955 // Revision 1.20  1998/06/17 21:36:42  curt
 956 // Load and manage multiple textures defined in the Materials library.
 957 // Boost max material fagments for each material property to 800.
 958 // Multiple texture support when rendering.
 959 //
 960 // Revision 1.19  1998/06/08 17:57:54  curt
 961 // Working first pass at material proporty sorting.
 962 //
 963 // Revision 1.18  1998/06/06 01:09:32  curt
 964 // I goofed on the log message in the last commit ... now fixed.
 965 //
 966 // Revision 1.17  1998/06/06 01:07:18  curt
 967 // Increased per material fragment list size from 100 to 400.
 968 // Now correctly draw viewable fragments in per material order.
 969 //
 970 // Revision 1.16  1998/06/05 22:39:55  curt
 971 // Working on sorting by, and rendering by material properties.
 972 //
 973 // Revision 1.15  1998/06/03 00:47:51  curt
 974 // No .h for STL includes.
 975 // Minor view culling optimizations.
 976 //
 977 // Revision 1.14  1998/06/01 17:56:20  curt
 978 // Incremental additions to material.cxx (not fully functional)
 979 // Tweaked vfc_ratio math to avoid divide by zero.
 980 //
 981 // Revision 1.13  1998/05/24 02:49:10  curt
 982 // Implimented fragment level view frustum culling.
 983 //
 984 // Revision 1.12  1998/05/23 14:09:23  curt
 985 // Added tile.cxx and tile.hxx.
 986 // Working on rewriting the tile management system so a tile is just a list
 987 // fragments, and the fragment record contains the display list for that fragment.
 988 //
 989 // Revision 1.11  1998/05/20 20:53:55  curt
 990 // Moved global ref point and radius (bounding sphere info, and offset) to
 991 // data file rather than calculating it on the fly.
 992 // Fixed polygon winding problem in scenery generation stage rather than
 993 // compensating for it on the fly.
 994 // Made a fgTILECACHE class.
 995 //
 996 // Revision 1.10  1998/05/17 16:59:34  curt
 997 // Frist pass at view frustum culling now operational.
 998 //
 999 // Revision 1.9  1998/05/16 13:09:58  curt
1000 // Beginning to add support for view frustum culling.
1001 // Added some temporary code to calculate bouding radius, until the
1002 //   scenery generation tools and scenery can be updated.
1003 //
1004 // Revision 1.8  1998/05/07 23:15:21  curt
1005 // Fixed a glTexImage2D() usage bug where width and height were mis-swapped.
1006 // Added support for --tile-radius=n option.
1007 //
1008 // Revision 1.7  1998/05/06 03:16:42  curt
1009 // Added an option to control square tile radius.
1010 //
1011 // Revision 1.6  1998/05/02 01:52:18  curt
1012 // Playing around with texture coordinates.
1013 //
1014 // Revision 1.5  1998/04/30 12:35:32  curt
1015 // Added a command line rendering option specify smooth/flat shading.
1016 //
1017 // Revision 1.4  1998/04/27 03:30:14  curt
1018 // Minor transformation adjustments to try to keep scenery tiles closer to
1019 // (0, 0, 0)  GLfloats run out of precision at the distances we need to model
1020 // the earth, but we can do a bunch of pre-transformations using double math
1021 // and then cast to GLfloat once everything is close in where we have less
1022 // precision problems.
1023 //
1024 // Revision 1.3  1998/04/25 22:06:32  curt
1025 // Edited cvs log messages in source files ... bad bad bad!
1026 //
1027 // Revision 1.2  1998/04/24 00:51:09  curt
1028 // Wrapped "#include <config.h>" in "#ifdef HAVE_CONFIG_H"
1029 // Tweaked the scenery file extentions to be "file.obj" (uncompressed)
1030 // or "file.obz" (compressed.)
1031 //
1032 // Revision 1.1  1998/04/22 13:22:48  curt
1033 // C++ - ifing the code a bit.
1034 //
1035 // Revision 1.25  1998/04/18 04:14:07  curt
1036 // Moved fg_debug.c to it's own library.
1037 //
1038 // Revision 1.24  1998/04/14 02:23:18  curt
1039 // Code reorganizations.  Added a Lib/ directory for more general libraries.
1040 //
1041 // Revision 1.23  1998/04/08 23:30:08  curt
1042 // Adopted Gnu automake/autoconf system.
1043 //
1044 // Revision 1.22  1998/04/03 22:11:38  curt
1045 // Converting to Gnu autoconf system.
1046 //
1047 // Revision 1.21  1998/03/23 21:23:05  curt
1048 // Debugging output tweaks.
1049 //
1050 // Revision 1.20  1998/03/14 00:30:51  curt
1051 // Beginning initial terrain texturing experiments.
1052 //
1053 // Revision 1.19  1998/02/20 00:16:25  curt
1054 // Thursday's tweaks.
1055 //
1056 // Revision 1.18  1998/02/19 13:05:54  curt
1057 // Incorporated some HUD tweaks from Michelle America.
1058 // Tweaked the sky's sunset/rise colors.
1059 // Other misc. tweaks.
1060 //
1061 // Revision 1.17  1998/02/16 13:39:46  curt
1062 // Miscellaneous weekend tweaks.  Fixed? a cache problem that caused whole
1063 // tiles to occasionally be missing.
1064 //
1065 // Revision 1.16  1998/02/12 21:59:53  curt
1066 // Incorporated code changes contributed by Charlie Hotchkiss
1067 // <chotchkiss@namg.us.anritsu.com>
1068 //
1069 // Revision 1.14  1998/02/09 21:30:19  curt
1070 // Fixed a nagging problem with terrain tiles not "quite" matching up perfectly.
1071 //
1072 // Revision 1.13  1998/02/07 15:29:46  curt
1073 // Incorporated HUD changes and struct/typedef changes from Charlie Hotchkiss
1074 // <chotchkiss@namg.us.anritsu.com>
1075 //
1076 // Revision 1.12  1998/02/01 03:39:55  curt
1077 // Minor tweaks.
1078 //
1079 // Revision 1.11  1998/01/31 00:43:27  curt
1080 // Added MetroWorks patches from Carmen Volpe.
1081 //
1082 // Revision 1.10  1998/01/29 00:51:40  curt
1083 // First pass at tile cache, dynamic tile loading and tile unloading now works.
1084 //
1085 // Revision 1.9  1998/01/27 03:26:44  curt
1086 // Playing with new fgPrintf command.
1087 //
1088 // Revision 1.8  1998/01/27 00:48:04  curt
1089 // Incorporated Paul Bleisch's <pbleisch@acm.org> new debug message
1090 // system and commandline/config file processing code.
1091 //
1092 // Revision 1.7  1998/01/26 15:55:25  curt
1093 // Progressing on building dynamic scenery system.
1094 //
1095 // Revision 1.6  1998/01/24 00:03:30  curt
1096 // Initial revision.
1097 //
1098 // Revision 1.5  1998/01/19 19:27:18  curt
1099 // Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
1100 // This should simplify things tremendously.
1101 //
1102 // Revision 1.4  1998/01/19 18:40:38  curt
1103 // Tons of little changes to clean up the code and to remove fatal errors
1104 // when building with the c++ compiler.
1105 //
1106 // Revision 1.3  1998/01/13 00:23:11  curt
1107 // Initial changes to support loading and management of scenery tiles.  Note,
1108 // there's still a fair amount of work left to be done.
1109 //
1110 // Revision 1.2  1998/01/08 02:22:27  curt
1111 // Continue working on basic features.
1112 //
1113 // Revision 1.1  1998/01/07 23:50:51  curt
1114 // "area" renamed to "tile"
1115 //
1116 // Revision 1.2  1998/01/07 03:29:29  curt
1117 // Given an arbitrary lat/lon, we can now:
1118 //   generate a unique index for the chunk containing the lat/lon
1119 //   generate a path name to the chunk file
1120 //   build a list of the indexes of all the nearby areas.
1121 //
1122 // Revision 1.1  1998/01/07 02:05:48  curt
1123 // Initial revision.