simgear/scene/tgdb/obj.cxx

   1 // obj.cxx -- routines to handle loading scenery and building the plib
   2 //            scene graph.
   3 //
   4 // Written by Curtis Olson, started October 1997.
   5 //
   6 // Copyright (C) 1997  Curtis L. Olson  - http://www.flightgear.org/~curt
   7 //
   8 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   9 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
  10 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  11 // License, or (at your option) any later version.
  12 //
  13 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  14 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16 // General Public License for more details.
  17 //
  18 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  19 // along with this program; if not, write to the Free Software
  20 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  21 //
  22 // $Id$
  23
  24
  25 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  26 #  include <simgear_config.h>
  27 #endif
  28
  29 #include "obj.hxx"
  30
  31 #include <simgear/compiler.h>
  32
  33 #include <osg/Fog>
  34 #include <osg/Geode>
  35 #include <osg/Geometry>
  36 #include <osg/Group>
  37 #include <osg/LOD>
  38 #include <osg/MatrixTransform>
  39 #include <osg/Point>
  40 #include <osg/StateSet>
  41 #include <osg/Switch>
  42
  43 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  44 #include <simgear/io/sg_binobj.hxx>
  45 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  46 #include <simgear/math/sg_random.h>
  47 #include <simgear/scene/material/mat.hxx>
  48 #include <simgear/scene/material/matlib.hxx>
  49 #include <simgear/scene/model/SGOffsetTransform.hxx>
  50 #include <simgear/scene/util/SGUpdateVisitor.hxx>
  51 #include <simgear/scene/util/SGNodeMasks.hxx>
  52 #include <simgear/scene/util/QuadTreeBuilder.hxx>
  53 #include <simgear/threads/SGThread.hxx>
  54 #include <simgear/threads/SGGuard.hxx>
  55
  56 #include "SGTexturedTriangleBin.hxx"
  57 #include "SGLightBin.hxx"
  58 #include "SGModelBin.hxx"
  59 #include "TreeBin.hxx"
  60 #include "SGDirectionalLightBin.hxx"
  61 #include "GroundLightManager.hxx"
  62
  63
  64 #include "userdata.hxx"
  65 #include "pt_lights.hxx"
  66
  67 using namespace simgear;
  68
  69 typedef std::map<std::string,SGTexturedTriangleBin> SGMaterialTriangleMap;
  70 typedef std::list<SGLightBin> SGLightListBin;
  71 typedef std::list<SGDirectionalLightBin> SGDirectionalLightListBin;
  72
  73 struct SGTileGeometryBin {
  74   SGMaterialTriangleMap materialTriangleMap;
  75   SGLightBin tileLights;
  76   SGLightBin randomTileLights;
  77   TreeBin randomForest;
  78   SGDirectionalLightBin runwayLights;
  79   SGDirectionalLightBin taxiLights;
  80   SGDirectionalLightListBin vasiLights;
  81   SGDirectionalLightListBin rabitLights;
  82   SGLightListBin odalLights;
  83   SGDirectionalLightListBin reilLights;
  84   SGMatModelBin randomModels;
  85
  86   static SGVec4f
  87   getMaterialLightColor(const SGMaterial* material)
  88   {
  89     if (!material)
  90       return SGVec4f(1, 1, 1, 0.8);
  91     return material->get_light_color();
  92   }
  93
  94   static void
  95   addPointGeometry(SGLightBin& lights,
  96                    const std::vector<SGVec3d>& vertices,
  97                    const SGVec4f& color,
  98                    const int_list& pts_v)
  99   {
 100     for (unsigned i = 0; i < pts_v.size(); ++i)
 101       lights.insert(toVec3f(vertices[pts_v[i]]), color);
 102   }
 103
 104   static void
 105   addPointGeometry(SGDirectionalLightBin& lights,
 106                    const std::vector<SGVec3d>& vertices,
 107                    const std::vector<SGVec3f>& normals,
 108                    const SGVec4f& color,
 109                    const int_list& pts_v,
 110                    const int_list& pts_n)
 111   {
 112     // If the normal indices match the vertex indices, use seperate
 113     // normal indices. Else reuse the vertex indices for the normals.
 114     if (pts_v.size() == pts_n.size()) {
 115       for (unsigned i = 0; i < pts_v.size(); ++i)
 116         lights.insert(toVec3f(vertices[pts_v[i]]), normals[pts_n[i]], color);
 117     } else {
 118       for (unsigned i = 0; i < pts_v.size(); ++i)
 119         lights.insert(toVec3f(vertices[pts_v[i]]), normals[pts_v[i]], color);
 120     }
 121   }
 122
 123   bool
 124   insertPtGeometry(const SGBinObject& obj, SGMaterialLib* matlib)
 125   {
 126     if (obj.get_pts_v().size() != obj.get_pts_n().size()) {
 127       SG_LOG(SG_TERRAIN, SG_ALERT,
 128              "Group list sizes for points do not match!");
 129       return false;
 130     }
 131
 132     for (unsigned grp = 0; grp < obj.get_pts_v().size(); ++grp) {
 133       std::string materialName = obj.get_pt_materials()[grp];
 134       SGMaterial* material = matlib->find(materialName);
 135       SGVec4f color = getMaterialLightColor(material);
 136
 137       if (3 <= materialName.size() && materialName.substr(0, 3) != "RWY") {
 138         // Just plain lights. Not something for the runway.
 139         addPointGeometry(tileLights, obj.get_wgs84_nodes(), color,
 140                          obj.get_pts_v()[grp]);
 141       } else if (materialName == "RWY_BLUE_TAXIWAY_LIGHTS"
 142                  || materialName == "RWY_GREEN_TAXIWAY_LIGHTS") {
 143         addPointGeometry(taxiLights, obj.get_wgs84_nodes(), obj.get_normals(),
 144                          color, obj.get_pts_v()[grp], obj.get_pts_n()[grp]);
 145       } else if (materialName == "RWY_VASI_LIGHTS") {
 146         vasiLights.push_back(SGDirectionalLightBin());
 147         addPointGeometry(vasiLights.back(), obj.get_wgs84_nodes(),
 148                          obj.get_normals(), color, obj.get_pts_v()[grp],
 149                          obj.get_pts_n()[grp]);
 150       } else if (materialName == "RWY_SEQUENCED_LIGHTS") {
 151         rabitLights.push_back(SGDirectionalLightBin());
 152         addPointGeometry(rabitLights.back(), obj.get_wgs84_nodes(),
 153                          obj.get_normals(), color, obj.get_pts_v()[grp],
 154                          obj.get_pts_n()[grp]);
 155       } else if (materialName == "RWY_ODALS_LIGHTS") {
 156         odalLights.push_back(SGLightBin());
 157         addPointGeometry(odalLights.back(), obj.get_wgs84_nodes(),
 158                          color, obj.get_pts_v()[grp]);
 159       } else if (materialName == "RWY_REIL_LIGHTS") {
 160         reilLights.push_back(SGDirectionalLightBin());
 161         addPointGeometry(reilLights.back(), obj.get_wgs84_nodes(),
 162                          obj.get_normals(), color, obj.get_pts_v()[grp],
 163                          obj.get_pts_n()[grp]);
 164       } else {
 165         // what is left must be runway lights
 166         addPointGeometry(runwayLights, obj.get_wgs84_nodes(),
 167                          obj.get_normals(), color, obj.get_pts_v()[grp],
 168                          obj.get_pts_n()[grp]);
 169       }
 170     }
 171
 172     return true;
 173   }
 174
 175
 176   static SGVec2f
 177   getTexCoord(const std::vector<SGVec2f>& texCoords, const int_list& tc,
 178               const SGVec2f& tcScale, unsigned i)
 179   {
 180     if (tc.empty())
 181       return tcScale;
 182     else if (tc.size() == 1)
 183       return mult(texCoords[tc[0]], tcScale);
 184     else
 185       return mult(texCoords[tc[i]], tcScale);
 186   }
 187
 188   static void
 189   addTriangleGeometry(SGTexturedTriangleBin& triangles,
 190                       const std::vector<SGVec3d>& vertices,
 191                       const std::vector<SGVec3f>& normals,
 192                       const std::vector<SGVec2f>& texCoords,
 193                       const int_list& tris_v,
 194                       const int_list& tris_n,
 195                       const int_list& tris_tc,
 196                       const SGVec2f& tcScale)
 197   {
 198     if (tris_v.size() != tris_n.size()) {
 199       // If the normal indices do not match, they should be inmplicitly
 200       // the same than the vertex indices. So just call ourselves again
 201       // with the matching index vector.
 202       addTriangleGeometry(triangles, vertices, normals, texCoords,
 203                           tris_v, tris_v, tris_tc, tcScale);
 204       return;
 205     }
 206
 207     for (unsigned i = 2; i < tris_v.size(); i += 3) {
 208       SGVertNormTex v0;
 209       v0.vertex = toVec3f(vertices[tris_v[i-2]]);
 210       v0.normal = normals[tris_n[i-2]];
 211       v0.texCoord = getTexCoord(texCoords, tris_tc, tcScale, i-2);
 212       SGVertNormTex v1;
 213       v1.vertex = toVec3f(vertices[tris_v[i-1]]);
 214       v1.normal = normals[tris_n[i-1]];
 215       v1.texCoord = getTexCoord(texCoords, tris_tc, tcScale, i-1);
 216       SGVertNormTex v2;
 217       v2.vertex = toVec3f(vertices[tris_v[i]]);
 218       v2.normal = normals[tris_n[i]];
 219       v2.texCoord = getTexCoord(texCoords, tris_tc, tcScale, i);
 220       triangles.insert(v0, v1, v2);
 221     }
 222   }
 223
 224   static void
 225   addStripGeometry(SGTexturedTriangleBin& triangles,
 226                    const std::vector<SGVec3d>& vertices,
 227                    const std::vector<SGVec3f>& normals,
 228                    const std::vector<SGVec2f>& texCoords,
 229                    const int_list& strips_v,
 230                    const int_list& strips_n,
 231                    const int_list& strips_tc,
 232                    const SGVec2f& tcScale)
 233   {
 234     if (strips_v.size() != strips_n.size()) {
 235       // If the normal indices do not match, they should be inmplicitly
 236       // the same than the vertex indices. So just call ourselves again
 237       // with the matching index vector.
 238       addStripGeometry(triangles, vertices, normals, texCoords,
 239                        strips_v, strips_v, strips_tc, tcScale);
 240       return;
 241     }
 242
 243     for (unsigned i = 2; i < strips_v.size(); ++i) {
 244       SGVertNormTex v0;
 245       v0.vertex = toVec3f(vertices[strips_v[i-2]]);
 246       v0.normal = normals[strips_n[i-2]];
 247       v0.texCoord = getTexCoord(texCoords, strips_tc, tcScale, i-2);
 248       SGVertNormTex v1;
 249       v1.vertex = toVec3f(vertices[strips_v[i-1]]);
 250       v1.normal = normals[strips_n[i-1]];
 251       v1.texCoord = getTexCoord(texCoords, strips_tc, tcScale, i-1);
 252       SGVertNormTex v2;
 253       v2.vertex = toVec3f(vertices[strips_v[i]]);
 254       v2.normal = normals[strips_n[i]];
 255       v2.texCoord = getTexCoord(texCoords, strips_tc, tcScale, i);
 256       if (i%2)
 257         triangles.insert(v1, v0, v2);
 258       else
 259         triangles.insert(v0, v1, v2);
 260     }
 261   }
 262
 263   static void
 264   addFanGeometry(SGTexturedTriangleBin& triangles,
 265                  const std::vector<SGVec3d>& vertices,
 266                  const std::vector<SGVec3f>& normals,
 267                  const std::vector<SGVec2f>& texCoords,
 268                  const int_list& fans_v,
 269                  const int_list& fans_n,
 270                  const int_list& fans_tc,
 271                  const SGVec2f& tcScale)
 272   {
 273     if (fans_v.size() != fans_n.size()) {
 274       // If the normal indices do not match, they should be implicitly
 275       // the same than the vertex indices. So just call ourselves again
 276       // with the matching index vector.
 277       addFanGeometry(triangles, vertices, normals, texCoords,
 278                      fans_v, fans_v, fans_tc, tcScale);
 279       return;
 280     }
 281
 282     SGVertNormTex v0;
 283     v0.vertex = toVec3f(vertices[fans_v[0]]);
 284     v0.normal = normals[fans_n[0]];
 285     v0.texCoord = getTexCoord(texCoords, fans_tc, tcScale, 0);
 286     SGVertNormTex v1;
 287     v1.vertex = toVec3f(vertices[fans_v[1]]);
 288     v1.normal = normals[fans_n[1]];
 289     v1.texCoord = getTexCoord(texCoords, fans_tc, tcScale, 1);
 290     for (unsigned i = 2; i < fans_v.size(); ++i) {
 291       SGVertNormTex v2;
 292       v2.vertex = toVec3f(vertices[fans_v[i]]);
 293       v2.normal = normals[fans_n[i]];
 294       v2.texCoord = getTexCoord(texCoords, fans_tc, tcScale, i);
 295       triangles.insert(v0, v1, v2);
 296       v1 = v2;
 297     }
 298   }
 299
 300   SGVec2f getTexCoordScale(const std::string& name, SGMaterialLib* matlib)
 301   {
 302     if (!matlib)
 303       return SGVec2f(1, 1);
 304     SGMaterial* material = matlib->find(name);
 305     if (!material)
 306       return SGVec2f(1, 1);
 307
 308     return material->get_tex_coord_scale();
 309   }
 310
 311   bool
 312   insertSurfaceGeometry(const SGBinObject& obj, SGMaterialLib* matlib)
 313   {
 314     if (obj.get_tris_n().size() < obj.get_tris_v().size() ||
 315         obj.get_tris_tc().size() < obj.get_tris_v().size()) {
 316       SG_LOG(SG_TERRAIN, SG_ALERT,
 317              "Group list sizes for triangles do not match!");
 318       return false;
 319     }
 320
 321     for (unsigned grp = 0; grp < obj.get_tris_v().size(); ++grp) {
 322       std::string materialName = obj.get_tri_materials()[grp];
 323       SGVec2f tcScale = getTexCoordScale(materialName, matlib);
 324       addTriangleGeometry(materialTriangleMap[materialName],
 325                           obj.get_wgs84_nodes(), obj.get_normals(),
 326                           obj.get_texcoords(), obj.get_tris_v()[grp],
 327                           obj.get_tris_n()[grp], obj.get_tris_tc()[grp],
 328                           tcScale);
 329     }
 330
 331     if (obj.get_strips_n().size() < obj.get_strips_v().size() ||
 332         obj.get_strips_tc().size() < obj.get_strips_v().size()) {
 333       SG_LOG(SG_TERRAIN, SG_ALERT,
 334              "Group list sizes for strips do not match!");
 335       return false;
 336     }
 337     for (unsigned grp = 0; grp < obj.get_strips_v().size(); ++grp) {
 338       std::string materialName = obj.get_strip_materials()[grp];
 339       SGVec2f tcScale = getTexCoordScale(materialName, matlib);
 340       addStripGeometry(materialTriangleMap[materialName],
 341                        obj.get_wgs84_nodes(), obj.get_normals(),
 342                        obj.get_texcoords(), obj.get_strips_v()[grp],
 343                        obj.get_strips_n()[grp], obj.get_strips_tc()[grp],
 344                        tcScale);
 345     }
 346
 347     if (obj.get_fans_n().size() < obj.get_fans_v().size() ||
 348         obj.get_fans_tc().size() < obj.get_fans_v().size()) {
 349       SG_LOG(SG_TERRAIN, SG_ALERT,
 350              "Group list sizes for fans do not match!");
 351       return false;
 352     }
 353     for (unsigned grp = 0; grp < obj.get_fans_v().size(); ++grp) {
 354       std::string materialName = obj.get_fan_materials()[grp];
 355       SGVec2f tcScale = getTexCoordScale(materialName, matlib);
 356       addFanGeometry(materialTriangleMap[materialName],
 357                      obj.get_wgs84_nodes(), obj.get_normals(),
 358                      obj.get_texcoords(), obj.get_fans_v()[grp],
 359                      obj.get_fans_n()[grp], obj.get_fans_tc()[grp],
 360                      tcScale);
 361     }
 362     return true;
 363   }
 364
 365   osg::Node* getSurfaceGeometry(SGMaterialLib* matlib) const
 366   {
 367     if (materialTriangleMap.empty())
 368       return 0;
 369
 370     osg::Geode* geode = new osg::Geode;
 371     SGMaterialTriangleMap::const_iterator i;
 372     for (i = materialTriangleMap.begin(); i != materialTriangleMap.end(); ++i) {
 373       // CHUNCKED (sic) here splits up unconnected triangles parts of
 374       // the mesh into different Geometry sets, presumably for better
 375       // culling. I (timoore) believe it is more performant to build
 376       // the biggest indexed sets possible at the expense of tight
 377       // culling.
 378 //#define CHUNCKED
 379 #ifdef CHUNCKED
 380       SGMaterial *mat = matlib->find(i->first);
 381
 382       std::list<SGTexturedTriangleBin::TriangleVector> connectSets;
 383       i->second.getConnectedSets(connectSets);
 384
 385       std::list<SGTexturedTriangleBin::TriangleVector>::iterator j;
 386       for (j = connectSets.begin(); j != connectSets.end(); ++j) {
 387         osg::Geometry* geometry = i->second.buildGeometry(*j);
 388         if (mat)
 389           geometry->setStateSet(mat->get_state());
 390         geode->addDrawable(geometry);
 391       }
 392 #else
 393       osg::Geometry* geometry = i->second.buildGeometry();
 394       SGMaterial *mat = matlib->find(i->first);
 395       if (mat)
 396         geometry->setStateSet(mat->get_state());
 397       geode->addDrawable(geometry);
 398 #endif
 399     }
 400     return geode;
 401   }
 402
 403   void computeRandomSurfaceLights(SGMaterialLib* matlib)
 404   {
 405     SGMaterialTriangleMap::iterator i;
 406
 407     // generate a repeatable random seed
 408     mt seed;
 409     mt_init(&seed, unsigned(123));
 410
 411     for (i = materialTriangleMap.begin(); i != materialTriangleMap.end(); ++i) {
 412       SGMaterial *mat = matlib->find(i->first);
 413       if (!mat)
 414         continue;
 415
 416       float coverage = mat->get_light_coverage();
 417       if (coverage <= 0)
 418         continue;
 419       if (coverage < 10000.0) {
 420         SG_LOG(SG_INPUT, SG_ALERT, "Light coverage is "
 421                << coverage << ", pushing up to 10000");
 422         coverage = 10000;
 423       }
 424
 425       std::vector<SGVec3f> randomPoints;
 426       i->second.addRandomSurfacePoints(coverage, 3, randomPoints);
 427       std::vector<SGVec3f>::iterator j;
 428       for (j = randomPoints.begin(); j != randomPoints.end(); ++j) {
 429         float zombie = mt_rand(&seed);
 430         // factor = sg_random() ^ 2, range = 0 .. 1 concentrated towards 0
 431         float factor = mt_rand(&seed);
 432         factor *= factor;
 433
 434         float bright = 1;
 435         SGVec4f color;
 436         if ( zombie > 0.5 ) {
 437           // 50% chance of yellowish
 438           color = SGVec4f(0.9f, 0.9f, 0.3f, bright - factor * 0.2f);
 439         } else if (zombie > 0.15f) {
 440           // 35% chance of whitish
 441           color = SGVec4f(0.9, 0.9f, 0.8f, bright - factor * 0.2f);
 442         } else if (zombie > 0.05f) {
 443           // 10% chance of orangish
 444           color = SGVec4f(0.9f, 0.6f, 0.2f, bright - factor * 0.2f);
 445         } else {
 446           // 5% chance of redish
 447           color = SGVec4f(0.9f, 0.2f, 0.2f, bright - factor * 0.2f);
 448         }
 449         randomTileLights.insert(*j, color);
 450       }
 451     }
 452   }
 453
 454   void computeRandomForest(SGMaterialLib* matlib)
 455   {
 456     SGMaterialTriangleMap::iterator i;
 457
 458     // generate a repeatable random seed
 459     mt seed;
 460     mt_init(&seed, unsigned(586));
 461
 462     for (i = materialTriangleMap.begin(); i != materialTriangleMap.end(); ++i) {
 463       SGMaterial *mat = matlib->find(i->first);
 464       if (!mat)
 465         continue;
 466
 467       float coverage = mat->get_tree_coverage();
 468       if (coverage <= 0)
 469         continue;
 470
 471       // Attributes that don't vary by tree
 472       randomForest.texture = mat->get_tree_texture();
 473       randomForest.range   = mat->get_tree_range();
 474       randomForest.width   = mat->get_tree_width();
 475       randomForest.height  = mat->get_tree_height();
 476       randomForest.texture_varieties = mat->get_tree_varieties();
 477
 478       std::vector<SGVec3f> randomPoints;
 479       i->second.addRandomSurfacePoints(coverage, 0, randomPoints);
 480       std::vector<SGVec3f>::iterator j;
 481       for (j = randomPoints.begin(); j != randomPoints.end(); ++j) {
 482
 483         // Apply a random scaling factor and texture index.
 484         float scale = (mt_rand(&seed) + mt_rand(&seed)) / 2.0f + 0.5f;
 485         int v = (int) (mt_rand(&seed) * mat->get_tree_varieties());
 486         if (v == mat->get_tree_varieties()) v--;
 487         randomForest.insert(*j, v, scale);
 488       }
 489     }
 490   }
 491
 492   void computeRandomObjects(SGMaterialLib* matlib)
 493   {
 494     SGMaterialTriangleMap::iterator i;
 495
 496     // generate a repeatable random seed
 497     mt seed;
 498     mt_init(&seed, unsigned(123));
 499
 500     for (i = materialTriangleMap.begin(); i != materialTriangleMap.end(); ++i) {
 501       SGMaterial *mat = matlib->find(i->first);
 502       if (!mat)
 503         continue;
 504
 505       int group_count = mat->get_object_group_count();
 506
 507       if (group_count > 0)
 508       {
 509         for (int j = 0; j < group_count; j++)
 510         {
 511           SGMatModelGroup *object_group =  mat->get_object_group(j);
 512           int nObjects = object_group->get_object_count();
 513
 514           if (nObjects > 0)
 515           {
 516             // For each of the random models in the group, determine an appropriate
 517             // number of random placements and insert them.
 518             for (int k = 0; k < nObjects; k++) {
 519               SGMatModel * object = object_group->get_object(k);
 520
 521               std::vector<SGVec3f> randomPoints;
 522
 523               i->second.addRandomPoints(object->get_coverage_m2(), randomPoints);
 524               std::vector<SGVec3f>::iterator l;
 525               for (l = randomPoints.begin(); l != randomPoints.end(); ++l) {
 526                 randomModels.insert(*l, object, (int)object->get_randomized_range_m(&seed));
 527               }
 528             }
 529           }
 530         }
 531       }
 532     }
 533   }
 534
 535   bool insertBinObj(const SGBinObject& obj, SGMaterialLib* matlib)
 536   {
 537     if (!insertPtGeometry(obj, matlib))
 538       return false;
 539     if (!insertSurfaceGeometry(obj, matlib))
 540       return false;
 541     return true;
 542   }
 543 };
 544
 545 typedef std::pair<osg::Node*, int> ModelLOD;
 546 struct MakeQuadLeaf {
 547     osg::LOD* operator() () const { return new osg::LOD; }
 548 };
 549 struct AddModelLOD {
 550     void operator() (osg::LOD* leaf, ModelLOD& mlod) const
 551     {
 552         leaf->addChild(mlod.first, 0, mlod.second);
 553     }
 554 };
 555 struct GetModelLODCoord {
 556     GetModelLODCoord(const osg::Matrix& transform) : _transform(transform) {}
 557     GetModelLODCoord(const GetModelLODCoord& rhs) : _transform(rhs._transform)
 558     {}
 559     osg::Vec3 operator() (const ModelLOD& mlod) const
 560     {
 561         return mlod.first->getBound().center() * _transform;
 562     }
 563     osg::Matrix _transform;
 564 };
 565
 566 typedef QuadTreeBuilder<osg::LOD*, ModelLOD, MakeQuadLeaf, AddModelLOD,
 567                         GetModelLODCoord>  RandomObjectsQuadtree;
 568
 569 osg::Node*
 570 SGLoadBTG(const std::string& path, SGMaterialLib *matlib, bool calc_lights, bool use_random_objects, bool use_random_vegetation)
 571 {
 572   SGBinObject tile;
 573   if (!tile.read_bin(path))
 574     return false;
 575
 576   SGTileGeometryBin tileGeometryBin;
 577   if (!tileGeometryBin.insertBinObj(tile, matlib))
 578     return false;
 579
 580   SGVec3d center = tile.get_gbs_center2();
 581   SGGeod geodPos = SGGeod::fromCart(center);
 582   SGQuatd hlOr = SGQuatd::fromLonLat(geodPos);
 583   SGVec3f up = toVec3f(hlOr.backTransform(SGVec3d(0, 0, -1)));
 584   GroundLightManager* lightManager = GroundLightManager::instance();
 585
 586   osg::ref_ptr<osg::Group> lightGroup = new SGOffsetTransform(0.94);
 587   osg::ref_ptr<osg::Group> randomObjects;
 588   osg::ref_ptr<osg::Group> randomForest;
 589   osg::Group* terrainGroup = new osg::Group;
 590
 591   osg::Node* node = tileGeometryBin.getSurfaceGeometry(matlib);
 592   if (node)
 593     terrainGroup->addChild(node);
 594
 595   if (use_random_objects) {
 596
 597     // Simple matrix for used for flipping models that have been oriented
 598     // with the center of the tile but upside down.
 599     static const osg::Matrix flip(1,  0,  0, 0,
 600                                   0, -1,  0, 0,
 601                                   0,  0, -1, 0,
 602                                   0,  0,  0, 1);
 603     // Determine an rotation matrix for the models to place them
 604     // perpendicular to the earth's surface. We use the same matrix,
 605     // based on the centre of the tile, as the small angular differences
 606     // between different points on the tile aren't worth worrying about
 607     // for random objects. We also need to flip the orientation 180 degrees
 608     osg::Matrix mAtt = flip * osg::Matrix::rotate(hlOr.osg());
 609     // The inverse goes from world coordinates to Z up tile coordinates.
 610     osg::Matrix world2Tile(osg::Matrix(hlOr.osg().conj()) * flip);
 611
 612     tileGeometryBin.computeRandomObjects(matlib);
 613
 614     if (tileGeometryBin.randomModels.getNumModels() > 0) {
 615       // Generate a repeatable random seed
 616       mt seed;
 617       mt_init(&seed, unsigned(123));
 618
 619       std::vector<ModelLOD> models;
 620       for (unsigned int i = 0; i < tileGeometryBin.randomModels.getNumModels(); i++) {
 621         SGMatModelBin::MatModel obj = tileGeometryBin.randomModels.getMatModel(i);
 622         osg::Node* node = sgGetRandomModel(obj.model);
 623
 624         // Create a matrix to place the object in the correct location, and then
 625         // apply the rotation matrix created above, with an additional random
 626         // heading rotation if appropriate.
 627         osg::Matrix mPos = osg::Matrix::translate(obj.position.osg());
 628         osg::MatrixTransform* position;
 629
 630         if (obj.model->get_heading_type() == SGMatModel::HEADING_RANDOM) {
 631           // Rotate the object around the z axis.
 632           double hdg = mt_rand(&seed) * M_PI * 2;
 633           osg::Matrix rot(cos(hdg), -sin(hdg), 0, 0,
 634                           sin(hdg),  cos(hdg), 0, 0,
 635                           0,         0, 1, 0,
 636                           0,         0, 0, 1);
 637           position = new osg::MatrixTransform(rot * mAtt * mPos);
 638         } else {
 639           position = new osg::MatrixTransform(mAtt * mPos);
 640         }
 641
 642         position->addChild(node);
 643         models.push_back(ModelLOD(position, obj.lod));
 644       }
 645       RandomObjectsQuadtree quadtree((GetModelLODCoord(world2Tile)),
 646                                      (AddModelLOD()));
 647       quadtree.buildQuadTree(models.begin(), models.end());
 648       randomObjects = quadtree.getRoot();
 649       randomObjects->setName("random objects");
 650     }
 651
 652     if (use_random_vegetation)
 653     {
 654       // Now add some random forest.
 655       tileGeometryBin.computeRandomForest(matlib);
 656
 657       if (tileGeometryBin.randomForest.getNumTrees() > 0) {
 658         randomForest = createForest(tileGeometryBin.randomForest, mAtt);
 659         randomForest->setName("random trees");
 660       }
 661     }
 662   }
 663
 664   if (calc_lights) {
 665     // FIXME: ugly, has a side effect
 666     tileGeometryBin.computeRandomSurfaceLights(matlib);
 667
 668     if (tileGeometryBin.tileLights.getNumLights() > 0
 669         || tileGeometryBin.randomTileLights.getNumLights() > 0) {
 670       osg::Group* groundLights0 = new osg::Group;
 671       groundLights0->setStateSet(lightManager->getGroundLightStateSet());
 672       groundLights0->setNodeMask(GROUNDLIGHTS0_BIT);
 673       osg::Geode* geode = new osg::Geode;
 674       geode->addDrawable(SGLightFactory::getLights(tileGeometryBin.tileLights));
 675       geode->addDrawable(SGLightFactory::getLights(tileGeometryBin.randomTileLights, 4, -0.3f));
 676       groundLights0->addChild(geode);
 677       lightGroup->addChild(groundLights0);
 678     }
 679     if (tileGeometryBin.randomTileLights.getNumLights() > 0) {
 680       osg::Group* groundLights1 = new osg::Group;
 681       groundLights1->setStateSet(lightManager->getGroundLightStateSet());
 682       groundLights1->setNodeMask(GROUNDLIGHTS1_BIT);
 683       osg::Group* groundLights2 = new osg::Group;
 684       groundLights2->setStateSet(lightManager->getGroundLightStateSet());
 685       groundLights2->setNodeMask(GROUNDLIGHTS2_BIT);
 686       osg::Geode* geode = new osg::Geode;
 687       geode->addDrawable(SGLightFactory::getLights(tileGeometryBin.randomTileLights, 2, -0.15f));
 688       groundLights1->addChild(geode);
 689       lightGroup->addChild(groundLights1);
 690       geode = new osg::Geode;
 691       geode->addDrawable(SGLightFactory::getLights(tileGeometryBin.randomTileLights));
 692       groundLights2->addChild(geode);
 693       lightGroup->addChild(groundLights2);
 694     }
 695   }
 696
 697   if (!tileGeometryBin.vasiLights.empty()) {
 698     SGVec4f red(1, 0, 0, 1);
 699     SGMaterial* mat = matlib->find("RWY_RED_LIGHTS");
 700     if (mat)
 701       red = mat->get_light_color();
 702     SGVec4f white(1, 1, 1, 1);
 703     mat = matlib->find("RWY_WHITE_LIGHTS");
 704     if (mat)
 705       white = mat->get_light_color();
 706
 707     osg::Geode* geode = new osg::Geode;
 708     SGDirectionalLightListBin::const_iterator i;
 709     for (i = tileGeometryBin.vasiLights.begin();
 710          i != tileGeometryBin.vasiLights.end(); ++i) {
 711       geode->addDrawable(SGLightFactory::getVasi(up, *i, red, white));
 712     }
 713     osg::Group* vasiLights = new osg::Group;
 714     vasiLights->setCullCallback(new SGPointSpriteLightCullCallback(osg::Vec3(1, 0.0001, 0.000001), 6));
 715     vasiLights->setStateSet(lightManager->getRunwayLightStateSet());
 716     vasiLights->addChild(geode);
 717     lightGroup->addChild(vasiLights);
 718   }
 719
 720   if (tileGeometryBin.runwayLights.getNumLights() > 0
 721       || !tileGeometryBin.rabitLights.empty()
 722       || !tileGeometryBin.reilLights.empty()
 723       || !tileGeometryBin.odalLights.empty()) {
 724     osg::Group* rwyLights = new osg::Group;
 725     rwyLights->setCullCallback(new SGPointSpriteLightCullCallback);
 726     rwyLights->setStateSet(lightManager->getRunwayLightStateSet());
 727     rwyLights->setNodeMask(RUNWAYLIGHTS_BIT);
 728     if (tileGeometryBin.runwayLights.getNumLights() != 0) {
 729       osg::Geode* geode = new osg::Geode;
 730       geode->addDrawable(SGLightFactory::getLights(tileGeometryBin
 731                                                    .runwayLights));
 732       rwyLights->addChild(geode);
 733     }
 734     SGDirectionalLightListBin::const_iterator i;
 735     for (i = tileGeometryBin.rabitLights.begin();
 736          i != tileGeometryBin.rabitLights.end(); ++i) {
 737       rwyLights->addChild(SGLightFactory::getSequenced(*i));
 738     }
 739     for (i = tileGeometryBin.reilLights.begin();
 740          i != tileGeometryBin.reilLights.end(); ++i) {
 741       rwyLights->addChild(SGLightFactory::getSequenced(*i));
 742     }
 743     SGLightListBin::const_iterator j;
 744     for (j = tileGeometryBin.odalLights.begin();
 745          j != tileGeometryBin.odalLights.end(); ++j) {
 746       rwyLights->addChild(SGLightFactory::getOdal(*j));
 747     }
 748     lightGroup->addChild(rwyLights);
 749   }
 750
 751   if (tileGeometryBin.taxiLights.getNumLights() > 0) {
 752     osg::Group* taxiLights = new osg::Group;
 753     taxiLights->setCullCallback(new SGPointSpriteLightCullCallback);
 754     taxiLights->setStateSet(lightManager->getTaxiLightStateSet());
 755     taxiLights->setNodeMask(RUNWAYLIGHTS_BIT);
 756     osg::Geode* geode = new osg::Geode;
 757     geode->addDrawable(SGLightFactory::getLights(tileGeometryBin.taxiLights));
 758     taxiLights->addChild(geode);
 759     lightGroup->addChild(taxiLights);
 760   }
 761
 762   // The toplevel transform for that tile.
 763   osg::MatrixTransform* transform = new osg::MatrixTransform;
 764   transform->setName(path);
 765   transform->setMatrix(osg::Matrix::translate(center.osg()));
 766   transform->addChild(terrainGroup);
 767   if (lightGroup->getNumChildren() > 0) {
 768     osg::LOD* lightLOD = new osg::LOD;
 769     lightLOD->addChild(lightGroup.get(), 0, 30000);
 770     unsigned nodeMask = ~0u;
 771     nodeMask &= ~SG_NODEMASK_CASTSHADOW_BIT;
 772     nodeMask &= ~SG_NODEMASK_RECIEVESHADOW_BIT;
 773     nodeMask &= ~SG_NODEMASK_PICK_BIT;
 774     nodeMask &= ~SG_NODEMASK_TERRAIN_BIT;
 775     lightLOD->setNodeMask(nodeMask);
 776     transform->addChild(lightLOD);
 777   }
 778
 779   if (randomObjects.valid() || randomForest.valid()) {
 780
 781     // Add a LoD node, so we don't try to display anything when the tile center
 782     // is more than 20km away.
 783     osg::LOD* objectLOD = new osg::LOD;
 784
 785     if (randomObjects.valid()) objectLOD->addChild(randomObjects.get(), 0, 20000);
 786     if (randomForest.valid())  objectLOD->addChild(randomForest.get(), 0, 20000);
 787
 788     unsigned nodeMask = SG_NODEMASK_CASTSHADOW_BIT | SG_NODEMASK_RECIEVESHADOW_BIT;
 789     objectLOD->setNodeMask(nodeMask);
 790     transform->addChild(objectLOD);
 791   }
 792
 793   return transform;
 794 }