simgear/scene/material/mat.hxx

   1 // mat.hxx -- a material in the scene graph.
   2 // TODO: this class needs to be renamed.
   3 //
   4 // Written by Curtis Olson, started May 1998.
   5 // Overhauled by David Megginson, December 2001
   6 //
   7 // Copyright (C) 1998 - 2000  Curtis L. Olson  - http://www.flightgear.org/~curt
   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., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  22 //
  23 // $Id$
  24
  25
  26 #ifndef _SG_MAT_HXX
  27 #define _SG_MAT_HXX
  28
  29 #ifndef __cplusplus
  30 # error This library requires C++
  31 #endif
  32
  33 #include <simgear/compiler.h>
  34
  35 #include <string>      // Standard C++ string library
  36 #include <vector>
  37 #include <map>
  38
  39 #include <simgear/math/SGMath.hxx>
  40
  41 #include <osg/ref_ptr>
  42
  43 namespace osg
  44 {
  45 class StateSet;
  46 }
  47
  48 #include <simgear/scene/model/SGReaderWriterXMLOptions.hxx>
  49 #include <simgear/props/props.hxx>
  50 #include <simgear/structure/SGSharedPtr.hxx>
  51 #include <simgear/scene/util/SGSceneFeatures.hxx>
  52
  53 #include "matmodel.hxx"
  54
  55 namespace simgear
  56 {
  57 class Effect;
  58 void reload_shaders();
  59 }
  60
  61 class SGMaterialGlyph;
  62
  63 /**
  64  * A material in the scene graph.
  65  *
  66  * A material represents information about a single surface type
  67  * in the 3D scene graph, including texture, colour, lighting,
  68  * tiling, and so on; most of the materials in FlightGear are
  69  * defined in the $FG_ROOT/materials.xml file, and can be changed
  70  * at runtime.
  71  */
  72 class SGMaterial : public SGReferenced {
  73
  74 public:
  75
  76 \f
  77   ////////////////////////////////////////////////////////////////////
  78   // Public Constructors.
  79   ////////////////////////////////////////////////////////////////////
  80
  81   /**
  82    * Construct a material from a set of properties.
  83    *
  84    * @param props A property node containing subnodes with the
  85    * state information for the material.  This node is usually
  86    * loaded from the $FG_ROOT/materials.xml file.
  87    */
  88   SGMaterial( const osgDB::ReaderWriter::Options*, const SGPropertyNode *props);
  89
  90   SGMaterial(const simgear::SGReaderWriterXMLOptions*,
  91              const SGPropertyNode *props);
  92   /**
  93    * Destructor.
  94    */
  95   ~SGMaterial( void );
  96
  97
  98 \f
  99   ////////////////////////////////////////////////////////////////////
 100   // Public methods.
 101   ////////////////////////////////////////////////////////////////////
 102
 103   /**
 104    * Get the textured state.
 105    */
 106   simgear::Effect *get_effect(int n = -1);
 107
 108   /**
 109    * Get the number of textures assigned to this material.
 110    */
 111   inline int get_num() const { return _status.size(); }
 112
 113
 114   /**
 115    * Get the xsize of the texture, in meters.
 116    */
 117   inline double get_xsize() const { return xsize; }
 118
 119
 120   /**
 121    * Get the ysize of the texture, in meters.
 122    */
 123   inline double get_ysize() const { return ysize; }
 124
 125
 126   /**
 127    * Get the light coverage.
 128    *
 129    * A smaller number means more generated night lighting.
 130    *
 131    * @return The area (m^2) covered by each light.
 132    */
 133   inline double get_light_coverage () const { return light_coverage; }
 134
 135   /**
 136    * Get the wood coverage.
 137    *
 138    * A smaller number means more generated woods within the forest.
 139    *
 140    * @return The area (m^2) covered by each wood.
 141    */
 142   inline double get_wood_coverage () const { return wood_coverage; }
 143
 144   /**
 145    * Get the density of the wood
 146    *
 147    * @return The area (m^2) covered by each tree in the wood.
 148    */
 149   inline double get_tree_density () const { return tree_density; }
 150
 151   /**
 152    * Get the size of each wood
 153    *
 154    * @return the average area (m^2) of each wood
 155    */
 156   inline double get_wood_size () const { return wood_size; }
 157
 158   /**
 159    * Get the tree height.
 160    *
 161    * @return The average height of the trees.
 162    */
 163   inline double get_tree_height () const { return tree_height; }
 164
 165   /**
 166    * Get the tree width.
 167    *
 168    * @return The average width of the trees.
 169    */
 170   inline double get_tree_width () const { return tree_width; }
 171
 172   /**
 173    * Get the forest LoD range.
 174    *
 175    * @return The LoD range for the trees.
 176    */
 177   inline double get_tree_range () const { return tree_range; }
 178
 179   /**
 180    * Get the number of tree varieties available
 181    *
 182    * @return the number of different trees defined in the texture strip
 183    */
 184   inline int get_tree_varieties () const { return tree_varieties; }
 185
 186   /**
 187    * Get the texture strip to use for trees
 188    *
 189    * @return the texture to use for trees.
 190    */
 191   inline std::string get_tree_texture () const { return  tree_texture; }
 192
 193   /**
 194    * Return if the surface material is solid, if it is not solid, a fluid
 195    * can be assumed, that is usually water.
 196    */
 197   bool get_solid () const { return solid; }
 198
 199   /**
 200    * Get the friction factor for that material
 201    */
 202   double get_friction_factor () const { return friction_factor; }
 203
 204   /**
 205    * Get the rolling friction for that material
 206    */
 207   double get_rolling_friction () const { return rolling_friction; }
 208
 209   /**
 210    * Get the bumpines for that material
 211    */
 212   double get_bumpiness () const { return bumpiness; }
 213
 214   /**
 215    * Get the load resistance
 216    */
 217   double get_load_resistance () const { return load_resistance; }
 218
 219   /**
 220    * Get the list of names for this material
 221    */
 222   const std::vector<std::string>& get_names() const { return _names; }
 223
 224   /**
 225    * add the given name to the list of names this material is known
 226    */
 227   void add_name(const std::string& name) { _names.push_back(name); }
 228
 229   /**
 230    * Get the number of randomly-placed objects defined for this material.
 231    */
 232   int get_object_group_count () const { return object_groups.size(); }
 233
 234   /**
 235    * Get a randomly-placed object for this material.
 236    */
 237   SGMatModelGroup * get_object_group (int index) const {
 238     return object_groups[index];
 239   }
 240
 241   /**
 242    * Return pointer to glyph class, or 0 if it doesn't exist.
 243    */
 244   SGMaterialGlyph * get_glyph (const std::string& name) const;
 245
 246   void set_light_color(const SGVec4f& color)
 247   { emission = color; }
 248   const SGVec4f& get_light_color() const
 249   { return emission; }
 250
 251   SGVec2f get_tex_coord_scale() const
 252   {
 253     float tex_width = get_xsize();
 254     float tex_height = get_ysize();
 255
 256     return SGVec2f((0 < tex_width) ? 1000.0f/tex_width : 1.0f,
 257                    (0 < tex_height) ? 1000.0f/tex_height : 1.0f);
 258   }
 259
 260 protected:
 261
 262 \f
 263   ////////////////////////////////////////////////////////////////////
 264   // Protected methods.
 265   ////////////////////////////////////////////////////////////////////
 266
 267   /**
 268    * Initialization method, invoked by all public constructors.
 269    */
 270   void init();
 271
 272 protected:
 273
 274   struct _internal_state {
 275       _internal_state(simgear::Effect *e, const std::string &t, bool l,
 276                       const simgear::SGReaderWriterXMLOptions *o);
 277       osg::ref_ptr<simgear::Effect> effect;
 278       std::string texture_path;
 279       bool effect_realized;
 280       osg::ref_ptr<const simgear::SGReaderWriterXMLOptions> options;
 281   };
 282
 283 private:
 284
 285 \f
 286   ////////////////////////////////////////////////////////////////////
 287   // Internal state.
 288   ////////////////////////////////////////////////////////////////////
 289
 290   // texture status
 291   std::vector<_internal_state> _status;
 292
 293   // Round-robin counter
 294   mutable unsigned int _current_ptr;
 295
 296   // texture size
 297   double xsize, ysize;
 298
 299   // wrap texture?
 300   bool wrapu, wrapv;
 301
 302   // use mipmapping?
 303   bool mipmap;
 304
 305   // coverage of night lighting.
 306   double light_coverage;
 307
 308   // coverage of woods
 309   double wood_coverage;
 310
 311   // The size of each wood
 312   double wood_size;
 313
 314   // Tree density within the wood
 315   double tree_density;
 316
 317   // Range at which trees become visible
 318   double tree_range;
 319
 320   // Height of the tree
 321   double tree_height;
 322
 323   // Width of the tree
 324   double tree_width;
 325
 326   // Number of varieties of tree texture
 327   int tree_varieties;
 328
 329   // True if the material is solid, false if it is a fluid
 330   bool solid;
 331
 332   // the friction factor of that surface material
 333   double friction_factor;
 334
 335   // the rolling friction of that surface material
 336   double rolling_friction;
 337
 338   // the bumpiness of that surface material
 339   double bumpiness;
 340
 341   // the load resistance of that surface material
 342   double load_resistance;
 343
 344   // material properties
 345   SGVec4f ambient, diffuse, specular, emission;
 346   double shininess;
 347
 348   // effect for this material
 349   std::string effect;
 350
 351   // the list of names for this material. May be empty.
 352   std::vector<std::string> _names;
 353
 354   std::vector<SGSharedPtr<SGMatModelGroup> > object_groups;
 355
 356   // taxiway-/runway-sign texture elements
 357   std::map<std::string, SGSharedPtr<SGMaterialGlyph> > glyphs;
 358
 359   // Tree texture, typically a strip of applicable tree textures
 360   std::string tree_texture;
 361 \f
 362   ////////////////////////////////////////////////////////////////////
 363   // Internal constructors and methods.
 364   ////////////////////////////////////////////////////////////////////
 365
 366   void read_properties(const simgear::SGReaderWriterXMLOptions* options,
 367                         const SGPropertyNode *props);
 368   void buildEffectProperties(const simgear::SGReaderWriterXMLOptions* options);
 369 };
 370
 371
 372 class SGMaterialGlyph : public SGReferenced {
 373 public:
 374   SGMaterialGlyph(SGPropertyNode *);
 375   inline double get_left() const { return _left; }
 376   inline double get_right() const { return _right; }
 377   inline double get_width() const { return _right - _left; }
 378
 379 protected:
 380   double _left;
 381   double _right;
 382 };
 383
 384 class SGMaterialUserData : public osg::Referenced {
 385 public:
 386   SGMaterialUserData(const SGMaterial* material) :
 387     mMaterial(material)
 388   {}
 389   const SGMaterial* getMaterial() const
 390   { return mMaterial; }
 391 private:
 392   // this cannot be an SGSharedPtr since that would create a cicrular reference
 393   // making it impossible to ever free the space needed by SGMaterial
 394   const SGMaterial* mMaterial;
 395 };
 396
 397 void
 398 SGSetTextureFilter( int max);
 399
 400 int
 401 SGGetTextureFilter();
 402
 403 #endif // _SG_MAT_HXX