SplitTris/splittris.c

   1 /* splittris.c -- read in a .ele/.node file pair generated by the
   2  *                triangle program and output a simple Wavefront .obj
   3  *                file for the north, south, east, and west edge
   4  *                verticies ... including the normals.
   5  *
   6  * Written by Curtis Olson, started January 1998.
   7  *
   8  * Copyright (C) 1997  Curtis L. Olson  - curt@infoplane.com
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  13  * (at your option) any later version.
  14  *
  15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18  * GNU General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  21  * along with this program; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  23  *
  24  * $Id$
  25  * (Log is kept at end of this file) */
  26
  27
  28 #include <math.h>
  29 #include <stdio.h>
  30 #include <stdlib.h>   /* for atoi() */
  31 #include <string.h>
  32 #include <sys/stat.h> /* for stat() */
  33 #include <unistd.h>   /* for stat() */
  34
  35 #include "splittris.h"
  36
  37 #include "../../Src/Include/constants.h"
  38 #include "../../Src/Include/types.h"
  39 #include "../../Src/Math/fg_geodesy.h"
  40 #include "../../Src/Math/mat3.h"
  41 #include "../../Src/Math/polar.h"
  42 #include "../../Src/Scenery/tileutils.h"
  43
  44
  45 int nodecount, tricount;
  46 double xmin, xmax, ymin, ymax;
  47
  48 double nodes_orig[MAX_NODES][3];
  49 int tris[MAX_TRIS][3];
  50 int new_tris[MAX_TRIS][3];
  51
  52 struct fgCartesianPoint nodes_cart[MAX_NODES];
  53
  54 struct bucket ne_index, nw_index, sw_index, se_index;
  55 struct bucket north_index, south_index, east_index, west_index;
  56
  57 /* convert a geodetic point lon(arcsec), lat(arcsec), elev(meter) to
  58  * a cartesian point */
  59 struct fgCartesianPoint geod_to_cart(double geod[3]) {
  60     struct fgCartesianPoint p;
  61     double gc_lon, gc_lat, sl_radius;
  62
  63     /* printf("A geodetic point is (%.2f, %.2f, %.2f)\n",
  64            geod[0], geod[1], geod[2]); */
  65
  66     gc_lon = geod[0]*ARCSEC_TO_RAD;
  67     fgGeodToGeoc(geod[1]*ARCSEC_TO_RAD, geod[2], &sl_radius, &gc_lat);
  68
  69     /* printf("A geocentric point is (%.2f, %.2f, %.2f)\n", gc_lon,
  70            gc_lat, sl_radius+geod[2]); */
  71
  72     p = fgPolarToCart(gc_lon, gc_lat, sl_radius+geod[2]);
  73
  74     /* printf("A cart point is (%.8f, %.8f, %.8f)\n", p.x, p.y, p.z); */
  75
  76     return(p);
  77 }
  78
  79
  80 /* given three points defining a triangle, calculate the normal */
  81 void calc_normal(struct fgCartesianPoint p1, struct fgCartesianPoint p2,
  82                  struct fgCartesianPoint p3, double normal[3])
  83 {
  84     double v1[3], v2[3];
  85     float temp;
  86
  87     v1[0] = p2.x - p1.x; v1[1] = p2.y - p1.y; v1[2] = p2.z - p1.z;
  88     v2[0] = p3.x - p1.x; v2[1] = p3.y - p1.y; v2[2] = p3.z - p1.z;
  89
  90     MAT3cross_product(normal, v1, v2);
  91     MAT3_NORMALIZE_VEC(normal,temp);
  92
  93 /*  printf("  Normal = %.2f %.2f %.2f\n", normal[0], normal[1], normal[2]); */
  94 }
  95
  96
  97 /* return the file base name ( foo/bar/file.ext = file.ext ) */
  98 void extract_file(char *in, char *base) {
  99     int len, i;
 100
 101     len = strlen(in);
 102
 103     i = len - 1;
 104     while ( (i >= 0) && (in[i] != '/') ) {
 105         i--;
 106     }
 107
 108     in += (i + 1);
 109     strcpy(base, in);
 110 }
 111
 112
 113 /* return the file path name ( foo/bar/file.ext = foo/bar ) */
 114 void extract_path(char *in, char *base) {
 115     int len, i;
 116
 117     len = strlen(in);
 118     strcpy(base, in);
 119
 120     i = len - 1;
 121     while ( (i >= 0) && (in[i] != '/') ) {
 122         i--;
 123     }
 124
 125     base[i] = '\0';
 126 }
 127
 128
 129 /* return the index of all triangles containing the specified node */
 130 void find_tris(int n, int *t1, int *t2, int *t3, int *t4, int *t5) {
 131     int i;
 132
 133     *t1 = *t2 = *t3 = *t4 = *t5 = 0;
 134
 135     i = 1;
 136     while ( i <= tricount ) {
 137         if ( (n == tris[i][0]) || (n == tris[i][1]) || (n == tris[i][2]) ) {
 138             if ( *t1 == 0 ) {
 139                 *t1 = i;
 140             } else if ( *t2 == 0 ) {
 141                 *t2 = i;
 142             } else if ( *t3 == 0 ) {
 143                 *t3 = i;
 144             } else if ( *t4 == 0 ) {
 145                 *t4 = i;
 146             } else {
 147                 *t5 = i;
 148             }
 149         }
 150         i++;
 151     }
 152 }
 153
 154
 155 /* Initialize a new mesh structure */
 156 void triload(char *basename) {
 157     char nodename[256], elename[256];
 158     FILE *node, *ele;
 159     int dim, junk1, junk2;
 160     int i;
 161
 162     strcpy(nodename, basename);
 163     strcat(nodename, ".node");
 164     strcpy(elename, basename);
 165     strcat(elename, ".ele");
 166
 167     printf("Loading node file:  %s ...\n", nodename);
 168     if ( (node = fopen(nodename, "r")) == NULL ) {
 169         printf("Cannot open file '%s'\n", nodename);
 170         exit(-1);
 171     }
 172
 173     fscanf(node, "%d %d %d %d", &nodecount, &dim, &junk1, &junk2);
 174
 175     if ( nodecount > MAX_NODES - 1 ) {
 176         printf("Error, too many nodes, need to increase array size\n");
 177         exit(-1);
 178     } else {
 179         printf("    Expecting %d nodes\n", nodecount);
 180     }
 181
 182     for ( i = 1; i <= nodecount; i++ ) {
 183         fscanf(node, "%d %lf %lf %lf %d\n", &junk1,
 184                &nodes_orig[i][0], &nodes_orig[i][1], &nodes_orig[i][2], &junk2);
 185         /* printf("%d %.2f %.2f %.2f\n", junk1, n[0], n[1], n[2]); */
 186         nodes_cart[i] = geod_to_cart(nodes_orig[i]);
 187         /* printf("%d %.2f %.2f %.2f\n",
 188                junk1, nodes_cart[i].x, nodes_cart[i].y, nodes_cart[i].z); */
 189
 190         if ( i == 1 ) {
 191             xmin = xmax = nodes_orig[i][0];
 192             ymin = ymax = nodes_orig[i][1];
 193         } else {
 194             if ( nodes_orig[i][0] < xmin ) {
 195                 xmin = nodes_orig[i][0];
 196             }
 197             if ( nodes_orig[i][0] > xmax ) {
 198                 xmax = nodes_orig[i][0];
 199             }
 200             if ( nodes_orig[i][1] < ymin ) {
 201                 ymin = nodes_orig[i][1];
 202             }
 203             if ( nodes_orig[i][1] > ymax ) {
 204                 ymax = nodes_orig[i][1];
 205             }
 206         }
 207     }
 208
 209     fclose(node);
 210
 211     printf("Loading element file:  %s ...\n", elename);
 212     if ( (ele = fopen(elename, "r")) == NULL ) {
 213         printf("Cannot open file '%s'\n", elename);
 214         exit(-1);
 215     }
 216
 217     fscanf(ele, "%d %d %d", &tricount, &junk1, &junk2);
 218
 219     if ( tricount > MAX_TRIS - 1 ) {
 220         printf("Error, too many elements, need to increase array size\n");
 221         exit(-1);
 222     } else {
 223         printf("    Expecting %d elements\n", tricount);
 224     }
 225
 226     for ( i = 1; i <= tricount; i++ ) {
 227         fscanf(ele, "%d %d %d %d\n", &junk1,
 228                &tris[i][0], &tris[i][1], &tris[i][2]);
 229         /* printf("%d %d %d %d\n", junk1, tris[i][0], tris[i][1], tris[i][2]);*/
 230     }
 231
 232     fclose(ele);
 233 }
 234
 235
 236 /* check if a file exists */
 237 int file_exists(char *file) {
 238     struct stat stat_buf;
 239     int result;
 240
 241     printf("checking %s ... ", file);
 242
 243     result = stat(file, &stat_buf);
 244
 245     if ( result != 0 ) {
 246         /* stat failed, no file */
 247         printf("not found.\n");
 248         return(0);
 249     } else {
 250         /* stat succeeded, file exists */
 251         printf("exists.\n");
 252         return(1);
 253     }
 254 }
 255
 256
 257 /* check to see if a shared object exists */
 258 int shared_object_exists(char *basepath, char *ext) {
 259     char file[256], scene_path[256];
 260     long int index;
 261
 262     if ( strcmp(ext, ".sw") == 0 ) {
 263         gen_base_path(&west_index, scene_path);
 264         index = gen_index(&west_index);
 265         sprintf(file, "%s/%s/%ld.1.se", basepath, scene_path, index);
 266         if ( file_exists(file) ) {
 267             return(1);
 268         }
 269         gen_base_path(&sw_index, scene_path);
 270         index = gen_index(&sw_index);
 271         sprintf(file, "%s/%s/%ld.1.ne", basepath, scene_path, index);
 272         if ( file_exists(file) ) {
 273             return(1);
 274         }
 275         gen_base_path(&south_index, scene_path);
 276         index = gen_index(&south_index);
 277         sprintf(file, "%s/%s/%ld.1.nw", basepath, scene_path, index);
 278         if ( file_exists(file) ) {
 279             return(1);
 280         }
 281     }
 282
 283     if ( strcmp(ext, ".se") == 0 ) {
 284         gen_base_path(&east_index, scene_path);
 285         index = gen_index(&east_index);
 286         sprintf(file, "%s/%s/%ld.1.sw", basepath, scene_path, index);
 287         if ( file_exists(file) ) {
 288             return(1);
 289         }
 290         gen_base_path(&se_index, scene_path);
 291         index = gen_index(&se_index);
 292         sprintf(file, "%s/%s/%ld.1.nw", basepath, scene_path, index);
 293         if ( file_exists(file) ) {
 294             return(1);
 295         }
 296         gen_base_path(&south_index, scene_path);
 297         index = gen_index(&south_index);
 298         sprintf(file, "%s/%s/%ld.1.ne", basepath, scene_path, index);
 299         if ( file_exists(file) ) {
 300             return(1);
 301         }
 302     }
 303
 304     if ( strcmp(ext, ".ne") == 0 ) {
 305         gen_base_path(&east_index, scene_path);
 306         index = gen_index(&east_index);
 307         sprintf(file, "%s/%s/%ld.1.nw", basepath, scene_path, index);
 308         if ( file_exists(file) ) {
 309             return(1);
 310         }
 311         gen_base_path(&ne_index, scene_path);
 312         index = gen_index(&ne_index);
 313         sprintf(file, "%s/%s/%ld.1.sw", basepath, scene_path, index);
 314         if ( file_exists(file) ) {
 315             return(1);
 316         }
 317         gen_base_path(&north_index, scene_path);
 318         index = gen_index(&north_index);
 319         sprintf(file, "%s/%s/%ld.1.se", basepath, scene_path, index);
 320         if ( file_exists(file) ) {
 321             return(1);
 322         }
 323     }
 324
 325     if ( strcmp(ext, ".nw") == 0 ) {
 326         gen_base_path(&west_index, scene_path);
 327         index = gen_index(&west_index);
 328         sprintf(file, "%s/%s/%ld.1.ne", basepath, scene_path, index);
 329         if ( file_exists(file) ) {
 330             return(1);
 331         }
 332         gen_base_path(&nw_index, scene_path);
 333         index = gen_index(&nw_index);
 334         sprintf(file, "%s/%s/%ld.1.se", basepath, scene_path, index);
 335         if ( file_exists(file) ) {
 336             return(1);
 337         }
 338         gen_base_path(&north_index, scene_path);
 339         index = gen_index(&north_index);
 340         sprintf(file, "%s/%s/%ld.1.sw", basepath, scene_path, index);
 341         if ( file_exists(file) ) {
 342             return(1);
 343         }
 344     }
 345
 346     if ( strcmp(ext, ".south") == 0 ) {
 347         gen_base_path(&south_index, scene_path);
 348         index = gen_index(&south_index);
 349         sprintf(file, "%s/%s/%ld.1.north", basepath, scene_path, index);
 350         if ( file_exists(file) ) {
 351             return(1);
 352         }
 353     }
 354
 355     if ( strcmp(ext, ".north") == 0 ) {
 356         gen_base_path(&north_index, scene_path);
 357         index = gen_index(&north_index);
 358         sprintf(file, "%s/%s/%ld.1.south", basepath, scene_path, index);
 359         if ( file_exists(file) ) {
 360             return(1);
 361         }
 362     }
 363
 364     if ( strcmp(ext, ".west") == 0 ) {
 365         gen_base_path(&west_index, scene_path);
 366         index = gen_index(&west_index);
 367         sprintf(file, "%s/%s/%ld.1.east", basepath, scene_path, index);
 368         if ( file_exists(file) ) {
 369             return(1);
 370         }
 371     }
 372
 373     if ( strcmp(ext, ".east") == 0 ) {
 374         gen_base_path(&east_index, scene_path);
 375         index = gen_index(&east_index);
 376         sprintf(file, "%s/%s/%ld.1.west", basepath, scene_path, index);
 377         if ( file_exists(file) ) {
 378             return(1);
 379         }
 380     }
 381
 382     return(0);
 383 }
 384
 385
 386 /* my custom file opening routine ... don't open if a shared edge or
 387  * vertex alread exists */
 388 FILE *my_open(char *basename, char *basepath, char *ext) {
 389     FILE *fp;
 390     char filename[256];
 391
 392     /* create the output file name */
 393     strcpy(filename, basename);
 394     strcat(filename, ext);
 395
 396     /* check if a shared object already exist from a different tile */
 397
 398     if ( shared_object_exists(basepath, ext) ) {
 399         /* not an actual file open error, but we've already got the
 400          * shared edge, so we don't want to create another one */
 401         printf("not opening\n");
 402         return(NULL);
 403     } else {
 404         /* open the file */
 405         fp = fopen(filename, "w");
 406         printf("Opening %s\n", filename);
 407         return(fp);
 408     }
 409 }
 410
 411
 412 /* dump in WaveFront .obj format */
 413 void dump_obj(char *basename, char *basepath) {
 414     double n1[3], n2[3], n3[3], n4[3], n5[3], norm[3], temp;
 415     FILE *fp, *sw, *se, *ne, *nw, *north, *south, *east, *west, *body;
 416     int i, t1, t2, t3, t4, t5, count;
 417
 418     sw = my_open(basename, basepath, ".sw");
 419     se = my_open(basename, basepath, ".se");
 420     ne = my_open(basename, basepath, ".ne");
 421     nw = my_open(basename, basepath, ".nw");
 422
 423     north = my_open(basename, basepath, ".north");
 424     south = my_open(basename, basepath, ".south");
 425     east = my_open(basename, basepath, ".east");
 426     west = my_open(basename, basepath, ".west");
 427
 428     body = my_open(basename, basepath, ".body");
 429
 430     printf("Dumping edges file basename:  %s ...\n", basename);
 431
 432     /* dump vertices */
 433     printf("  writing vertices\n");
 434     for ( i = 1; i <= nodecount; i++ ) {
 435
 436         if ( (fabs(nodes_orig[i][1] - ymin) < FG_EPSILON) &&
 437              (fabs(nodes_orig[i][0] - xmin) < FG_EPSILON) ) {
 438             fp = sw;
 439         } else if ( (fabs(nodes_orig[i][1] - ymin) < FG_EPSILON) &&
 440                     (fabs(nodes_orig[i][0] - xmax) < FG_EPSILON) ) {
 441             fp = se;
 442         } else if ( (fabs(nodes_orig[i][1] - ymax) < FG_EPSILON) &&
 443                     (fabs(nodes_orig[i][0] - xmax) < FG_EPSILON)) {
 444             fp = ne;
 445         } else if ( (fabs(nodes_orig[i][1] - ymax) < FG_EPSILON) &&
 446                     (fabs(nodes_orig[i][0] - xmin) < FG_EPSILON) ) {
 447             fp = nw;
 448         } else if ( fabs(nodes_orig[i][0] - xmin) < FG_EPSILON ) {
 449             fp = west;
 450         } else if ( fabs(nodes_orig[i][0] - xmax) < FG_EPSILON ) {
 451             fp = east;
 452         } else if ( fabs(nodes_orig[i][1] - ymin) < FG_EPSILON ) {
 453             fp = south;
 454         } else if ( fabs(nodes_orig[i][1] - ymax) < FG_EPSILON ) {
 455             fp = north;
 456         } else {
 457             fp = body;
 458         }
 459         fprintf(fp, "gdn %.2f %.2f %.2f\n",
 460                 nodes_orig[i][0], nodes_orig[i][1], nodes_orig[i][2]);
 461     }
 462
 463     printf("  calculating and writing normals\n");
 464     /* calculate and generate normals */
 465     for ( i = 1; i <= nodecount; i++ ) {
 466 /*      printf("Finding normal\n"); */
 467
 468         find_tris(i, &t1, &t2, &t3, &t4, &t5);
 469
 470         n1[0] = n1[1] = n1[2] = 0.0;
 471         n2[0] = n2[1] = n2[2] = 0.0;
 472         n3[0] = n3[1] = n3[2] = 0.0;
 473         n4[0] = n4[1] = n4[2] = 0.0;
 474         n5[0] = n5[1] = n5[2] = 0.0;
 475
 476         count = 1;
 477         calc_normal(nodes_cart[tris[t1][0]], nodes_cart[tris[t1][1]],
 478                     nodes_cart[tris[t1][2]], n1);
 479
 480         if ( t2 > 0 ) {
 481             calc_normal(nodes_cart[tris[t2][0]], nodes_cart[tris[t2][1]],
 482                         nodes_cart[tris[t2][2]], n2);
 483             count = 2;
 484         }
 485
 486         if ( t3 > 0 ) {
 487             calc_normal(nodes_cart[tris[t3][0]], nodes_cart[tris[t3][1]],
 488                         nodes_cart[tris[t3][2]], n3);
 489             count = 3;
 490         }
 491
 492         if ( t4 > 0 ) {
 493             calc_normal(nodes_cart[tris[t4][0]], nodes_cart[tris[t4][1]],
 494                         nodes_cart[tris[t4][2]], n4);
 495             count = 4;
 496         }
 497
 498         if ( t5 > 0 ) {
 499             calc_normal(nodes_cart[tris[t5][0]], nodes_cart[tris[t5][1]],
 500                         nodes_cart[tris[t5][2]], n5);
 501             count = 5;
 502         }
 503
 504 /*      printf("  norm[2] = %.2f %.2f %.2f\n", n1[2], n2[2], n3[2]); */
 505
 506         norm[0] = ( n1[0] + n2[0] + n3[0] + n4[0] + n5[0] ) / (double)count;
 507         norm[1] = ( n1[1] + n2[1] + n3[1] + n4[1] + n5[1] ) / (double)count;
 508         norm[2] = ( n1[2] + n2[2] + n3[2] + n4[2] + n5[2] ) / (double)count;
 509
 510 /*      printf("  count = %d\n", count); */
 511 /*      printf("  Ave. normal = %.4f %.4f %.4f\n", norm[0], norm[1], norm[2]);*/
 512         MAT3_NORMALIZE_VEC(norm, temp);
 513 /*      printf("  Normalized ave. normal = %.4f %.4f %.4f\n",  */
 514 /*             norm[0], norm[1], norm[2]); */
 515
 516         fp = NULL;
 517
 518         if ( (fabs(nodes_orig[i][1] - ymin) < FG_EPSILON) &&
 519              (fabs(nodes_orig[i][0] - xmin) < FG_EPSILON) ) {
 520             fp = sw;
 521         } else if ( (fabs(nodes_orig[i][1] - ymin) < FG_EPSILON) &&
 522                     (fabs(nodes_orig[i][0] - xmax) < FG_EPSILON) ) {
 523             fp = se;
 524         } else if ( (fabs(nodes_orig[i][1] - ymax) < FG_EPSILON) &&
 525                     (fabs(nodes_orig[i][0] - xmax) < FG_EPSILON)) {
 526             fp = ne;
 527         } else if ( (fabs(nodes_orig[i][1] - ymax) < FG_EPSILON) &&
 528                     (fabs(nodes_orig[i][0] - xmin) < FG_EPSILON) ) {
 529             fp = nw;
 530         } else if ( fabs(nodes_orig[i][0] - xmin) < FG_EPSILON ) {
 531             fp = west;
 532         } else if ( fabs(nodes_orig[i][0] - xmax) < FG_EPSILON ) {
 533             fp = east;
 534         } else if ( fabs(nodes_orig[i][1] - ymin) < FG_EPSILON ) {
 535             fp = south;
 536         } else if ( fabs(nodes_orig[i][1] - ymax) < FG_EPSILON ) {
 537             fp = north;
 538         }
 539         if ( fp != NULL ) {
 540             fprintf(fp, "vn %.4f %.4f %.4f\n", norm[0], norm[1], norm[2]);
 541         }
 542     }
 543
 544     fclose(sw);
 545     fclose(se);
 546     fclose(ne);
 547     fclose(nw);
 548
 549     fclose(north);
 550     fclose(south);
 551     fclose(east);
 552     fclose(west);
 553
 554     fclose(body);
 555 }
 556
 557
 558 int main(int argc, char **argv) {
 559     char basename[256], basepath[256], temp[256];
 560     struct bucket p;
 561     long int index;
 562     int len;
 563
 564     strcpy(basename, argv[1]);
 565
 566     /* find the base path of the file */
 567     extract_path(basename, basepath);
 568     extract_path(basepath, basepath);
 569     extract_path(basepath, basepath);
 570     printf("%s\n", basepath);
 571
 572     /* find the index of the current file */
 573     extract_file(basename, temp);
 574     len = strlen(temp);
 575     if ( len >= 2 ) {
 576         temp[len-2] = '\0';
 577     }
 578     index = atoi(temp);
 579     printf("%ld\n", index);
 580     parse_index(index, &p);
 581
 582     printf("bucket = %d %d %d %d\n", p.lon, p.lat, p.x, p.y);
 583     /* generate the indexes of the neighbors */
 584     offset_bucket(&p, &ne_index,  1,  1);
 585     offset_bucket(&p, &nw_index, -1,  1);
 586     offset_bucket(&p, &se_index,  1, -1);
 587     offset_bucket(&p, &sw_index, -1, -1);
 588
 589     offset_bucket(&p, &north_index,  0,  1);
 590     offset_bucket(&p, &south_index,  0, -1);
 591     offset_bucket(&p, &east_index,  1,  0);
 592     offset_bucket(&p, &west_index, -1,  0);
 593
 594     /*
 595     printf("Corner indexes = %ld %ld %ld %ld\n",
 596            ne_index, nw_index, sw_index, se_index);
 597     printf("Edge indexes = %ld %ld %ld %ld\n",
 598            north_index, south_index, east_index, west_index);
 599            */
 600
 601     /* load the input data files */
 602     triload(basename);
 603
 604     /* dump in WaveFront .obj format */
 605     dump_obj(basename, basepath);
 606
 607     return(0);
 608 }
 609
 610
 611 /* $Log$
 612 /* Revision 1.2  1998/01/14 15:54:43  curt
 613 /* Initial revision completed.
 614 /*
 615  * Revision 1.1  1998/01/14 02:11:31  curt
 616  * Initial revision.
 617  *
 618  */