simgear/scene/tgdb/TileEntry.cxx

   1 // tileentry.cxx -- routines to handle a scenery tile
   2 //
   3 // Written by Curtis Olson, started May 1998.
   4 //
   5 // Copyright (C) 1998 - 2001  Curtis L. Olson  - http://www.flightgear.org/~curt
   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., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  20
  21 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  22 #  include <simgear_config.h>
  23 #endif
  24
  25 #include <simgear/compiler.h>
  26 #include <plib/ul.h>
  27
  28 #include <string>
  29 #include <sstream>
  30 #include <istream>
  31
  32 #include <osg/Array>
  33 #include <osg/Geometry>
  34 #include <osg/Geode>
  35 #include <osg/LOD>
  36 #include <osg/MatrixTransform>
  37 #include <osg/Math>
  38 #include <osg/NodeCallback>
  39 #include <osg/Switch>
  40
  41 #include <osgDB/FileNameUtils>
  42 #include <osgDB/ReaderWriter>
  43 #include <osgDB/ReadFile>
  44 #include <osgDB/Registry>
  45
  46 #include <simgear/bucket/newbucket.hxx>
  47 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  48 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  49 #include <simgear/math/sg_random.h>
  50 #include <simgear/math/SGMath.hxx>
  51 #include <simgear/misc/sgstream.hxx>
  52 #include <simgear/scene/material/mat.hxx>
  53 #include <simgear/scene/material/matlib.hxx>
  54 #include <simgear/scene/model/ModelRegistry.hxx>
  55 #include <simgear/scene/tgdb/apt_signs.hxx>
  56 #include <simgear/scene/tgdb/obj.hxx>
  57 #include <simgear/scene/tgdb/SGReaderWriterBTGOptions.hxx>
  58 #include <simgear/scene/model/placementtrans.hxx>
  59 #include <simgear/scene/util/SGUpdateVisitor.hxx>
  60
  61 #include "ReaderWriterSTG.hxx"
  62 #include "TileEntry.hxx"
  63
  64 using std::string;
  65 using namespace simgear;
  66
  67 ModelLoadHelper *TileEntry::_modelLoader=0;
  68
  69 namespace {
  70 osgDB::RegisterReaderWriterProxy<ReaderWriterSTG> g_readerWriterSTGProxy;
  71 ModelRegistryCallbackProxy<LoadOnlyCallback> g_stgCallbackProxy("stg");
  72 }
  73
  74 // FIXME: investigate what huge update flood is clamped away here ...
  75 class FGTileUpdateCallback : public osg::NodeCallback {
  76 public:
  77   virtual void operator()(osg::Node* node, osg::NodeVisitor* nv)
  78   {
  79     assert(dynamic_cast<SGUpdateVisitor*>(nv));
  80     SGUpdateVisitor* updateVisitor = static_cast<SGUpdateVisitor*>(nv);
  81
  82     osg::Vec3 center = node->getBound().center();
  83     double distance = dist(updateVisitor->getGlobalEyePos(),
  84                            SGVec3d(center[0], center[1], center[2]));
  85     if (updateVisitor->getVisibility() + node->getBound().radius() < distance)
  86       return;
  87
  88     traverse(node, nv);
  89   }
  90 };
  91
  92 namespace
  93 {
  94 // Update the timestamp on a tile whenever it is in view.
  95
  96 class TileCullCallback : public osg::NodeCallback
  97 {
  98 public:
  99     TileCullCallback() : _timeStamp(0) {}
 100     TileCullCallback(const TileCullCallback& tc, const osg::CopyOp& copyOp) :
 101         NodeCallback(tc, copyOp), _timeStamp(tc._timeStamp)
 102     {
 103     }
 104
 105     virtual void operator()(osg::Node* node, osg::NodeVisitor* nv);
 106     double getTimeStamp() const { return _timeStamp; }
 107     void setTimeStamp(double timeStamp) { _timeStamp = timeStamp; }
 108 protected:
 109     double _timeStamp;
 110 };
 111 }
 112
 113 void TileCullCallback::operator()(osg::Node* node, osg::NodeVisitor* nv)
 114 {
 115     if (nv->getFrameStamp())
 116         _timeStamp = nv->getFrameStamp()->getReferenceTime();
 117     traverse(node, nv);
 118 }
 119
 120 double TileEntry::get_timestamp() const
 121 {
 122     if (_node.valid()) {
 123         return (dynamic_cast<TileCullCallback*>(_node->getCullCallback()))
 124             ->getTimeStamp();
 125     } else
 126         return DBL_MAX;
 127 }
 128
 129 void TileEntry::set_timestamp(double time_ms)
 130 {
 131     if (_node.valid()) {
 132         TileCullCallback* cb
 133             = dynamic_cast<TileCullCallback*>(_node->getCullCallback());
 134         if (cb)
 135             cb->setTimeStamp(time_ms);
 136     }
 137 }
 138
 139 // Constructor
 140 TileEntry::TileEntry ( const SGBucket& b )
 141     : tile_bucket( b ),
 142       _node( new osg::LOD ),
 143       is_inner_ring(false),
 144       free_tracker(0),
 145       tileFileName(b.gen_index_str())
 146 {
 147     _node->setUpdateCallback(new FGTileUpdateCallback);
 148     _node->setCullCallback(new TileCullCallback);
 149     tileFileName += ".stg";
 150     _node->setName(tileFileName);
 151     // Give a default LOD range so that traversals that traverse
 152     // active children (like the groundcache lookup) will work before
 153     // tile manager has had a chance to update this node.
 154     _node->setRange(0, 0.0, 10000.0);
 155 }
 156
 157
 158 // Destructor
 159 TileEntry::~TileEntry ()
 160 {
 161 }
 162
 163 static void WorldCoordinate(osg::Matrix& obj_pos, double lat,
 164                             double lon, double elev, double hdg)
 165 {
 166     SGGeod geod = SGGeod::fromDegM(lon, lat, elev);
 167     obj_pos = geod.makeZUpFrame();
 168     // hdg is not a compass heading, but a counter-clockwise rotation
 169     // around the Z axis
 170     obj_pos.preMult(osg::Matrix::rotate(hdg * SGD_DEGREES_TO_RADIANS,
 171                                         0.0, 0.0, 1.0));
 172 }
 173
 174
 175 // Free "n" leaf elements of an ssg tree.  returns the number of
 176 // elements freed.  An empty branch node is considered a leaf.  This
 177 // is intended to spread the load of freeing a complex tile out over
 178 // several frames.
 179 static int fgPartialFreeSSGtree( osg::Group *b, int n ) {
 180     int num_deletes = b->getNumChildren();
 181
 182     b->removeChildren(0, b->getNumChildren());
 183
 184     return num_deletes;
 185 }
 186
 187
 188 // Clean up the memory used by this tile and delete the arrays used by
 189 // ssg as well as the whole ssg branch
 190 bool TileEntry::free_tile() {
 191     int delete_size = 100;
 192     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG,
 193             "FREEING TILE = (" << tile_bucket << ")" );
 194
 195     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "(start) free_tracker = " << free_tracker );
 196
 197     if ( !(free_tracker & NODES) ) {
 198         free_tracker |= NODES;
 199     } else if ( !(free_tracker & VEC_PTRS) ) {
 200         free_tracker |= VEC_PTRS;
 201     } else if ( !(free_tracker & TERRA_NODE) ) {
 202         // delete the terrain branch (this should already have been
 203         // disconnected from the scene graph)
 204         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "FREEING terra_transform" );
 205         if ( fgPartialFreeSSGtree( _node.get(), delete_size ) == 0 ) {
 206             _node = 0;
 207             free_tracker |= TERRA_NODE;
 208         }
 209     } else if ( !(free_tracker & LIGHTMAPS) ) {
 210         free_tracker |= LIGHTMAPS;
 211     } else {
 212         return true;
 213     }
 214
 215     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "(end) free_tracker = " << free_tracker );
 216
 217     // if we fall down to here, we still have work todo, return false
 218     return false;
 219 }
 220
 221
 222 // Update the ssg transform node for this tile so it can be
 223 // properly drawn relative to our (0,0,0) point
 224 void TileEntry::prep_ssg_node(float vis) {
 225     if (!is_loaded())
 226         return;
 227     // visibility can change from frame to frame so we update the
 228     // range selector cutoff's each time.
 229     float bounding_radius = _node->getChild(0)->getBound().radius();
 230     _node->setRange( 0, 0, vis + bounding_radius );
 231 }
 232
 233 bool TileEntry::obj_load( const string& path,
 234                             osg::Group *geometry, bool is_base, const osgDB::ReaderWriter::Options*options)
 235 {
 236     osg::Node* node = osgDB::readNodeFile(path, options);
 237     if (node)
 238       geometry->addChild(node);
 239
 240     return node != 0;
 241 }
 242
 243
 244 typedef enum {
 245     OBJECT,
 246     OBJECT_SHARED,
 247     OBJECT_STATIC,
 248     OBJECT_SIGN,
 249     OBJECT_RUNWAY_SIGN
 250 } object_type;
 251
 252
 253 // storage class for deferred object processing in TileEntry::load()
 254 struct Object {
 255     Object(object_type t, const string& token, const SGPath& p,
 256            std::istream& in)
 257         : type(t), path(p)
 258     {
 259         in >> name;
 260         if (type != OBJECT)
 261             in >> lon >> lat >> elev >> hdg;
 262         in >> ::skipeol;
 263
 264         if (type == OBJECT)
 265             SG_LOG(SG_TERRAIN, SG_INFO, "    " << token << "  " << name);
 266         else
 267             SG_LOG(SG_TERRAIN, SG_INFO, "    " << token << "  " << name << "  lon=" <<
 268                     lon << "  lat=" << lat << "  elev=" << elev << "  hdg=" << hdg);
 269     }
 270     object_type type;
 271     string name;
 272     SGPath path;
 273     double lon, lat, elev, hdg;
 274 };
 275
 276 // Work in progress... load the tile based entirely by name cuz that's
 277 // what we'll want to do with the database pager.
 278
 279 osg::Node*
 280 TileEntry::loadTileByName(const string& index_str,
 281                           const osgDB::ReaderWriter::Options* options)
 282 {
 283     long tileIndex;
 284     {
 285         std::istringstream idxStream(index_str);
 286         idxStream >> tileIndex;
 287     }
 288     SGBucket tile_bucket(tileIndex);
 289     const string basePath = tile_bucket.gen_base_path();
 290
 291     bool found_tile_base = false;
 292
 293     SGPath object_base;
 294     vector<const Object*> objects;
 295
 296     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "Loading tile " << index_str );
 297
 298     osgDB::FilePathList path_list=options->getDatabasePathList();
 299
 300     // scan and parse all files and store information
 301     for (unsigned int i = 0; i < path_list.size(); i++) {
 302         // If we found a terrain tile in Terrain/, we have to process the
 303         // Objects/ dir in the same group, too, before we can stop scanning.
 304         // FGGlobals::set_fg_scenery() inserts an empty string to path_list
 305         // as marker.
 306
 307         if (path_list[i].empty()) {
 308             if (found_tile_base)
 309                 break;
 310             else
 311                 continue;
 312         }
 313
 314         bool has_base = false;
 315
 316         SGPath tile_path = path_list[i];
 317         tile_path.append(basePath);
 318
 319         SGPath basename = tile_path;
 320         basename.append( index_str );
 321
 322         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "  Trying " << basename.str() );
 323
 324
 325         // Check for master .stg (scene terra gear) file
 326         SGPath stg_name = basename;
 327         stg_name.concat( ".stg" );
 328
 329         sg_gzifstream in( stg_name.str() );
 330         if ( !in.is_open() )
 331             continue;
 332
 333         while ( ! in.eof() ) {
 334             string token;
 335             in >> token;
 336
 337             if ( token.empty() || token[0] == '#' ) {
 338                in >> ::skipeol;
 339                continue;
 340             }
 341                             // Load only once (first found)
 342             if ( token == "OBJECT_BASE" ) {
 343                 string name;
 344                 in >> name >> ::skipws;
 345                 SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "    " << token << " " << name );
 346
 347                 if (!found_tile_base) {
 348                     found_tile_base = true;
 349                     has_base = true;
 350
 351                     object_base = tile_path;
 352                     object_base.append(name);
 353
 354                 } else
 355                     SG_LOG(SG_TERRAIN, SG_INFO, "    (skipped)");
 356
 357                             // Load only if base is not in another file
 358             } else if ( token == "OBJECT" ) {
 359                 if (!found_tile_base || has_base)
 360                     objects.push_back(new Object(OBJECT, token, tile_path, in));
 361                 else {
 362                     string name;
 363                     in >> name >> ::skipeol;
 364                     SG_LOG(SG_TERRAIN, SG_INFO, "    " << token << "  "
 365                             << name << "  (skipped)");
 366                 }
 367
 368                             // Always OK to load
 369             } else if ( token == "OBJECT_STATIC" ) {
 370                 objects.push_back(new Object(OBJECT_STATIC, token, tile_path, in));
 371
 372             } else if ( token == "OBJECT_SHARED" ) {
 373                 objects.push_back(new Object(OBJECT_SHARED, token, tile_path, in));
 374
 375             } else if ( token == "OBJECT_SIGN" ) {
 376                 objects.push_back(new Object(OBJECT_SIGN, token, tile_path, in));
 377
 378             } else if ( token == "OBJECT_RUNWAY_SIGN" ) {
 379                 objects.push_back(new Object(OBJECT_RUNWAY_SIGN, token, tile_path, in));
 380
 381             } else {
 382                 SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG,
 383                         "Unknown token '" << token << "' in " << stg_name.str() );
 384                 in >> ::skipws;
 385             }
 386         }
 387     }
 388
 389     SGReaderWriterBTGOptions *opt = new SGReaderWriterBTGOptions(*dynamic_cast<const SGReaderWriterBTGOptions *>(options));
 390
 391     // obj_load() will generate ground lighting for us ...
 392     osg::Group* new_tile = new osg::Group;
 393
 394     if (found_tile_base) {
 395         // load tile if found ...
 396         opt->setCalcLights(true);
 397         obj_load( object_base.str(), new_tile, true, options);
 398
 399     } else {
 400         // ... or generate an ocean tile on the fly
 401         SG_LOG(SG_TERRAIN, SG_INFO, "  Generating ocean tile");
 402         if ( !SGGenTile( path_list[0], tile_bucket,
 403                         opt->getMatlib(), new_tile ) ) {
 404             SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_ALERT,
 405                     "Warning: failed to generate ocean tile!" );
 406         }
 407     }
 408
 409
 410     // now that we have a valid center, process all the objects
 411     for (unsigned int j = 0; j < objects.size(); j++) {
 412         const Object *obj = objects[j];
 413
 414         if (obj->type == OBJECT) {
 415             SGPath custom_path = obj->path;
 416             custom_path.append( obj->name );
 417             opt->setCalcLights(true);
 418             obj_load( custom_path.str(), new_tile, false, options);
 419
 420         } else if (obj->type == OBJECT_SHARED || obj->type == OBJECT_STATIC) {
 421             // object loading is deferred to main render thread,
 422             // but lets figure out the paths right now.
 423             SGPath custom_path;
 424             if ( obj->type == OBJECT_STATIC ) {
 425                 custom_path = obj->path;
 426             } else {
 427                 // custom_path = globals->get_fg_root();
 428             }
 429             custom_path.append( obj->name );
 430
 431             osg::Matrix obj_pos;
 432             WorldCoordinate( obj_pos, obj->lat, obj->lon, obj->elev, obj->hdg );
 433
 434             osg::MatrixTransform *obj_trans = new osg::MatrixTransform;
 435             obj_trans->setMatrix( obj_pos );
 436
 437             // wire as much of the scene graph together as we can
 438             new_tile->addChild( obj_trans );
 439
 440             osg::Node* model = 0;
 441             if(_modelLoader)
 442                 model = _modelLoader->loadTileModel(custom_path.str(),
 443                                                     obj->type == OBJECT_SHARED);
 444             if (model)
 445                 obj_trans->addChild(model);
 446         } else if (obj->type == OBJECT_SIGN || obj->type == OBJECT_RUNWAY_SIGN) {
 447             // load the object itself
 448             SGPath custom_path = obj->path;
 449             custom_path.append( obj->name );
 450
 451             osg::Matrix obj_pos;
 452             WorldCoordinate( obj_pos, obj->lat, obj->lon, obj->elev, obj->hdg );
 453
 454             osg::MatrixTransform *obj_trans = new osg::MatrixTransform;
 455             obj_trans->setMatrix( obj_pos );
 456
 457             osg::Node *custom_obj = 0;
 458             if (obj->type == OBJECT_SIGN)
 459                 custom_obj = SGMakeSign(opt->getMatlib(), custom_path.str(), obj->name);
 460             else
 461                 custom_obj = SGMakeRunwaySign(opt->getMatlib(), custom_path.str(), obj->name);
 462
 463             // wire the pieces together
 464             if ( custom_obj != NULL ) {
 465                 obj_trans -> addChild( custom_obj );
 466             }
 467             new_tile->addChild( obj_trans );
 468
 469         }
 470         delete obj;
 471     }
 472     return new_tile;
 473 }
 474
 475 void
 476 TileEntry::addToSceneGraph(osg::Group *terrain_branch)
 477 {
 478     terrain_branch->addChild( _node.get() );
 479
 480     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG,
 481             "connected a tile into scene graph.  _node = "
 482             << _node.get() );
 483     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "num parents now = "
 484             << _node->getNumParents() );
 485 }
 486
 487
 488 void
 489 TileEntry::removeFromSceneGraph()
 490 {
 491     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "disconnecting TileEntry nodes" );
 492
 493     if (! is_loaded()) {
 494         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "removing a not-fully loaded tile!" );
 495     } else {
 496         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "removing a fully loaded tile!  _node = " << _node.get() );
 497     }
 498
 499     // find the nodes branch parent
 500     if ( _node->getNumParents() > 0 ) {
 501         // find the first parent (should only be one)
 502         osg::Group *parent = _node->getParent( 0 ) ;
 503         if( parent ) {
 504             parent->removeChild( _node.get() );
 505         }
 506     }
 507 }
 508