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 <boost/foreach.hpp>
  44
  45 #include <algorithm>
  46
  47 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  48 #include <simgear/io/sg_binobj.hxx>
  49 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  50 #include <simgear/math/sg_random.h>
  51 #include <simgear/scene/material/Effect.hxx>
  52 #include <simgear/scene/material/EffectGeode.hxx>
  53 #include <simgear/scene/material/mat.hxx>
  54 #include <simgear/scene/material/matlib.hxx>
  55 #include <simgear/scene/model/SGOffsetTransform.hxx>
  56 #include <simgear/scene/util/SGUpdateVisitor.hxx>
  57 #include <simgear/scene/util/SGNodeMasks.hxx>
  58 #include <simgear/scene/util/QuadTreeBuilder.hxx>
  59
  60 #include "SGTexturedTriangleBin.hxx"
  61 #include "SGLightBin.hxx"
  62 #include "SGModelBin.hxx"
  63 #include "TreeBin.hxx"
  64 #include "SGDirectionalLightBin.hxx"
  65 #include "GroundLightManager.hxx"
  66
  67
  68 #include "pt_lights.hxx"
  69
  70 using namespace simgear;
  71
  72 typedef std::map<std::string,SGTexturedTriangleBin> SGMaterialTriangleMap;
  73 typedef std::list<SGLightBin> SGLightListBin;
  74 typedef std::list<SGDirectionalLightBin> SGDirectionalLightListBin;
  75
  76 struct SGTileGeometryBin {
  77   SGMaterialTriangleMap materialTriangleMap;
  78   SGLightBin tileLights;
  79   SGLightBin randomTileLights;
  80   SGTreeBinList randomForest;
  81   SGDirectionalLightBin runwayLights;
  82   SGDirectionalLightBin taxiLights;
  83   SGDirectionalLightListBin vasiLights;
  84   SGDirectionalLightListBin rabitLights;
  85   SGLightListBin odalLights;
  86   SGDirectionalLightListBin reilLights;
  87   SGMatModelBin randomModels;
  88
  89   static SGVec4f
  90   getMaterialLightColor(const SGMaterial* material)
  91   {
  92     if (!material)
  93       return SGVec4f(1, 1, 1, 0.8);
  94     return material->get_light_color();
  95   }
  96
  97   static void
  98   addPointGeometry(SGLightBin& lights,
  99                    const std::vector<SGVec3d>& vertices,
 100                    const SGVec4f& color,
 101                    const int_list& pts_v)
 102   {
 103     for (unsigned i = 0; i < pts_v.size(); ++i)
 104       lights.insert(toVec3f(vertices[pts_v[i]]), color);
 105   }
 106
 107   static void
 108   addPointGeometry(SGDirectionalLightBin& lights,
 109                    const std::vector<SGVec3d>& vertices,
 110                    const std::vector<SGVec3f>& normals,
 111                    const SGVec4f& color,
 112                    const int_list& pts_v,
 113                    const int_list& pts_n)
 114   {
 115     // If the normal indices match the vertex indices, use seperate
 116     // normal indices. Else reuse the vertex indices for the normals.
 117     if (pts_v.size() == pts_n.size()) {
 118       for (unsigned i = 0; i < pts_v.size(); ++i)
 119         lights.insert(toVec3f(vertices[pts_v[i]]), normals[pts_n[i]], color);
 120     } else {
 121       for (unsigned i = 0; i < pts_v.size(); ++i)
 122         lights.insert(toVec3f(vertices[pts_v[i]]), normals[pts_v[i]], color);
 123     }
 124   }
 125
 126   bool
 127   insertPtGeometry(const SGBinObject& obj, SGMaterialLib* matlib)
 128   {
 129     if (obj.get_pts_v().size() != obj.get_pts_n().size()) {
 130       SG_LOG(SG_TERRAIN, SG_ALERT,
 131              "Group list sizes for points do not match!");
 132       return false;
 133     }
 134
 135     for (unsigned grp = 0; grp < obj.get_pts_v().size(); ++grp) {
 136       std::string materialName = obj.get_pt_materials()[grp];
 137       SGMaterial* material = 0;
 138       if (matlib)
 139           material = matlib->find(materialName);
 140       SGVec4f color = getMaterialLightColor(material);
 141
 142       if (3 <= materialName.size() && materialName.substr(0, 3) != "RWY") {
 143         // Just plain lights. Not something for the runway.
 144         addPointGeometry(tileLights, obj.get_wgs84_nodes(), color,
 145                          obj.get_pts_v()[grp]);
 146       } else if (materialName == "RWY_BLUE_TAXIWAY_LIGHTS"
 147                  || materialName == "RWY_GREEN_TAXIWAY_LIGHTS") {
 148         addPointGeometry(taxiLights, obj.get_wgs84_nodes(), obj.get_normals(),
 149                          color, obj.get_pts_v()[grp], obj.get_pts_n()[grp]);
 150       } else if (materialName == "RWY_VASI_LIGHTS") {
 151         vasiLights.push_back(SGDirectionalLightBin());
 152         addPointGeometry(vasiLights.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_SEQUENCED_LIGHTS") {
 156         rabitLights.push_back(SGDirectionalLightBin());
 157         addPointGeometry(rabitLights.back(), obj.get_wgs84_nodes(),
 158                          obj.get_normals(), color, obj.get_pts_v()[grp],
 159                          obj.get_pts_n()[grp]);
 160       } else if (materialName == "RWY_ODALS_LIGHTS") {
 161         odalLights.push_back(SGLightBin());
 162         addPointGeometry(odalLights.back(), obj.get_wgs84_nodes(),
 163                          color, obj.get_pts_v()[grp]);
 164       } else if (materialName == "RWY_REIL_LIGHTS") {
 165         reilLights.push_back(SGDirectionalLightBin());
 166         addPointGeometry(reilLights.back(), obj.get_wgs84_nodes(),
 167                          obj.get_normals(), color, obj.get_pts_v()[grp],
 168                          obj.get_pts_n()[grp]);
 169       } else {
 170         // what is left must be runway lights
 171         addPointGeometry(runwayLights, obj.get_wgs84_nodes(),
 172                          obj.get_normals(), color, obj.get_pts_v()[grp],
 173                          obj.get_pts_n()[grp]);
 174       }
 175     }
 176
 177     return true;
 178   }
 179
 180
 181   static SGVec2f
 182   getTexCoord(const std::vector<SGVec2f>& texCoords, const int_list& tc,
 183               const SGVec2f& tcScale, unsigned i)
 184   {
 185     if (tc.empty())
 186       return tcScale;
 187     else if (tc.size() == 1)
 188       return mult(texCoords[tc[0]], tcScale);
 189     else
 190       return mult(texCoords[tc[i]], tcScale);
 191   }
 192
 193   static void
 194   addTriangleGeometry(SGTexturedTriangleBin& triangles,
 195                       const std::vector<SGVec3d>& vertices,
 196                       const std::vector<SGVec3f>& normals,
 197                       const std::vector<SGVec2f>& texCoords,
 198                       const int_list& tris_v,
 199                       const int_list& tris_n,
 200                       const int_list& tris_tc,
 201                       const SGVec2f& tcScale)
 202   {
 203     if (tris_v.size() != tris_n.size()) {
 204       // If the normal indices do not match, they should be inmplicitly
 205       // the same than the vertex indices. So just call ourselves again
 206       // with the matching index vector.
 207       addTriangleGeometry(triangles, vertices, normals, texCoords,
 208                           tris_v, tris_v, tris_tc, tcScale);
 209       return;
 210     }
 211
 212     for (unsigned i = 2; i < tris_v.size(); i += 3) {
 213       SGVertNormTex v0;
 214       v0.vertex = toVec3f(vertices[tris_v[i-2]]);
 215       v0.normal = normals[tris_n[i-2]];
 216       v0.texCoord = getTexCoord(texCoords, tris_tc, tcScale, i-2);
 217       SGVertNormTex v1;
 218       v1.vertex = toVec3f(vertices[tris_v[i-1]]);
 219       v1.normal = normals[tris_n[i-1]];
 220       v1.texCoord = getTexCoord(texCoords, tris_tc, tcScale, i-1);
 221       SGVertNormTex v2;
 222       v2.vertex = toVec3f(vertices[tris_v[i]]);
 223       v2.normal = normals[tris_n[i]];
 224       v2.texCoord = getTexCoord(texCoords, tris_tc, tcScale, i);
 225       triangles.insert(v0, v1, v2);
 226     }
 227   }
 228
 229   static void
 230   addStripGeometry(SGTexturedTriangleBin& triangles,
 231                    const std::vector<SGVec3d>& vertices,
 232                    const std::vector<SGVec3f>& normals,
 233                    const std::vector<SGVec2f>& texCoords,
 234                    const int_list& strips_v,
 235                    const int_list& strips_n,
 236                    const int_list& strips_tc,
 237                    const SGVec2f& tcScale)
 238   {
 239     if (strips_v.size() != strips_n.size()) {
 240       // If the normal indices do not match, they should be inmplicitly
 241       // the same than the vertex indices. So just call ourselves again
 242       // with the matching index vector.
 243       addStripGeometry(triangles, vertices, normals, texCoords,
 244                        strips_v, strips_v, strips_tc, tcScale);
 245       return;
 246     }
 247
 248     for (unsigned i = 2; i < strips_v.size(); ++i) {
 249       SGVertNormTex v0;
 250       v0.vertex = toVec3f(vertices[strips_v[i-2]]);
 251       v0.normal = normals[strips_n[i-2]];
 252       v0.texCoord = getTexCoord(texCoords, strips_tc, tcScale, i-2);
 253       SGVertNormTex v1;
 254       v1.vertex = toVec3f(vertices[strips_v[i-1]]);
 255       v1.normal = normals[strips_n[i-1]];
 256       v1.texCoord = getTexCoord(texCoords, strips_tc, tcScale, i-1);
 257       SGVertNormTex v2;
 258       v2.vertex = toVec3f(vertices[strips_v[i]]);
 259       v2.normal = normals[strips_n[i]];
 260       v2.texCoord = getTexCoord(texCoords, strips_tc, tcScale, i);
 261       if (i%2)
 262         triangles.insert(v1, v0, v2);
 263       else
 264         triangles.insert(v0, v1, v2);
 265     }
 266   }
 267
 268   static void
 269   addFanGeometry(SGTexturedTriangleBin& triangles,
 270                  const std::vector<SGVec3d>& vertices,
 271                  const std::vector<SGVec3f>& normals,
 272                  const std::vector<SGVec2f>& texCoords,
 273                  const int_list& fans_v,
 274                  const int_list& fans_n,
 275                  const int_list& fans_tc,
 276                  const SGVec2f& tcScale)
 277   {
 278     if (fans_v.size() != fans_n.size()) {
 279       // If the normal indices do not match, they should be implicitly
 280       // the same than the vertex indices. So just call ourselves again
 281       // with the matching index vector.
 282       addFanGeometry(triangles, vertices, normals, texCoords,
 283                      fans_v, fans_v, fans_tc, tcScale);
 284       return;
 285     }
 286
 287     SGVertNormTex v0;
 288     v0.vertex = toVec3f(vertices[fans_v[0]]);
 289     v0.normal = normals[fans_n[0]];
 290     v0.texCoord = getTexCoord(texCoords, fans_tc, tcScale, 0);
 291     SGVertNormTex v1;
 292     v1.vertex = toVec3f(vertices[fans_v[1]]);
 293     v1.normal = normals[fans_n[1]];
 294     v1.texCoord = getTexCoord(texCoords, fans_tc, tcScale, 1);
 295     for (unsigned i = 2; i < fans_v.size(); ++i) {
 296       SGVertNormTex v2;
 297       v2.vertex = toVec3f(vertices[fans_v[i]]);
 298       v2.normal = normals[fans_n[i]];
 299       v2.texCoord = getTexCoord(texCoords, fans_tc, tcScale, i);
 300       triangles.insert(v0, v1, v2);
 301       v1 = v2;
 302     }
 303   }
 304
 305   SGVec2f getTexCoordScale(const std::string& name, SGMaterialLib* matlib)
 306   {
 307     if (!matlib)
 308       return SGVec2f(1, 1);
 309     SGMaterial* material = matlib->find(name);
 310     if (!material)
 311       return SGVec2f(1, 1);
 312
 313     return material->get_tex_coord_scale();
 314   }
 315
 316   bool
 317   insertSurfaceGeometry(const SGBinObject& obj, SGMaterialLib* matlib)
 318   {
 319     if (obj.get_tris_n().size() < obj.get_tris_v().size() ||
 320         obj.get_tris_tc().size() < obj.get_tris_v().size()) {
 321       SG_LOG(SG_TERRAIN, SG_ALERT,
 322              "Group list sizes for triangles do not match!");
 323       return false;
 324     }
 325
 326     for (unsigned grp = 0; grp < obj.get_tris_v().size(); ++grp) {
 327       std::string materialName = obj.get_tri_materials()[grp];
 328       SGVec2f tcScale = getTexCoordScale(materialName, matlib);
 329       addTriangleGeometry(materialTriangleMap[materialName],
 330                           obj.get_wgs84_nodes(), obj.get_normals(),
 331                           obj.get_texcoords(), obj.get_tris_v()[grp],
 332                           obj.get_tris_n()[grp], obj.get_tris_tc()[grp],
 333                           tcScale);
 334     }
 335
 336     if (obj.get_strips_n().size() < obj.get_strips_v().size() ||
 337         obj.get_strips_tc().size() < obj.get_strips_v().size()) {
 338       SG_LOG(SG_TERRAIN, SG_ALERT,
 339              "Group list sizes for strips do not match!");
 340       return false;
 341     }
 342     for (unsigned grp = 0; grp < obj.get_strips_v().size(); ++grp) {
 343       std::string materialName = obj.get_strip_materials()[grp];
 344       SGVec2f tcScale = getTexCoordScale(materialName, matlib);
 345       addStripGeometry(materialTriangleMap[materialName],
 346                        obj.get_wgs84_nodes(), obj.get_normals(),
 347                        obj.get_texcoords(), obj.get_strips_v()[grp],
 348                        obj.get_strips_n()[grp], obj.get_strips_tc()[grp],
 349                        tcScale);
 350     }
 351
 352     if (obj.get_fans_n().size() < obj.get_fans_v().size() ||
 353         obj.get_fans_tc().size() < obj.get_fans_v().size()) {
 354       SG_LOG(SG_TERRAIN, SG_ALERT,
 355              "Group list sizes for fans do not match!");
 356       return false;
 357     }
 358     for (unsigned grp = 0; grp < obj.get_fans_v().size(); ++grp) {
 359       std::string materialName = obj.get_fan_materials()[grp];
 360       SGVec2f tcScale = getTexCoordScale(materialName, matlib);
 361       addFanGeometry(materialTriangleMap[materialName],
 362                      obj.get_wgs84_nodes(), obj.get_normals(),
 363                      obj.get_texcoords(), obj.get_fans_v()[grp],
 364                      obj.get_fans_n()[grp], obj.get_fans_tc()[grp],
 365                      tcScale);
 366     }
 367     return true;
 368   }
 369
 370   osg::Node* getSurfaceGeometry(SGMaterialLib* matlib) const
 371   {
 372     if (materialTriangleMap.empty())
 373       return 0;
 374
 375     EffectGeode* eg = 0;
 376     osg::Group* group = (materialTriangleMap.size() > 1 ? new osg::Group : 0);
 377     //osg::Geode* geode = new osg::Geode;
 378     SGMaterialTriangleMap::const_iterator i;
 379     for (i = materialTriangleMap.begin(); i != materialTriangleMap.end(); ++i) {
 380       osg::Geometry* geometry = i->second.buildGeometry();
 381       SGMaterial *mat = 0;
 382       if (matlib)
 383         mat = matlib->find(i->first);
 384       eg = new EffectGeode;
 385       if (mat)
 386         eg->setEffect(mat->get_effect(i->second));
 387       eg->addDrawable(geometry);
 388       eg->runGenerators(geometry);  // Generate extra data needed by effect
 389       if (group)
 390         group->addChild(eg);
 391     }
 392     if (group)
 393         return group;
 394     else
 395         return eg;
 396   }
 397
 398   void computeRandomSurfaceLights(SGMaterialLib* matlib)
 399   {
 400     SGMaterialTriangleMap::iterator i;
 401
 402     // generate a repeatable random seed
 403     mt seed;
 404     mt_init(&seed, unsigned(123));
 405
 406     for (i = materialTriangleMap.begin(); i != materialTriangleMap.end(); ++i) {
 407       SGMaterial *mat = matlib->find(i->first);
 408       if (!mat)
 409         continue;
 410
 411       float coverage = mat->get_light_coverage();
 412       if (coverage <= 0)
 413         continue;
 414       if (coverage < 10000.0) {
 415         SG_LOG(SG_INPUT, SG_ALERT, "Light coverage is "
 416                << coverage << ", pushing up to 10000");
 417         coverage = 10000;
 418       }
 419
 420       std::vector<SGVec3f> randomPoints;
 421       i->second.addRandomSurfacePoints(coverage, 3, mat->get_object_mask(i->second), randomPoints);
 422       std::vector<SGVec3f>::iterator j;
 423       for (j = randomPoints.begin(); j != randomPoints.end(); ++j) {
 424         float zombie = mt_rand(&seed);
 425         // factor = sg_random() ^ 2, range = 0 .. 1 concentrated towards 0
 426         float factor = mt_rand(&seed);
 427         factor *= factor;
 428
 429         float bright = 1;
 430         SGVec4f color;
 431         if ( zombie > 0.5 ) {
 432           // 50% chance of yellowish
 433           color = SGVec4f(0.9f, 0.9f, 0.3f, bright - factor * 0.2f);
 434         } else if (zombie > 0.15f) {
 435           // 35% chance of whitish
 436           color = SGVec4f(0.9, 0.9f, 0.8f, bright - factor * 0.2f);
 437         } else if (zombie > 0.05f) {
 438           // 10% chance of orangish
 439           color = SGVec4f(0.9f, 0.6f, 0.2f, bright - factor * 0.2f);
 440         } else {
 441           // 5% chance of redish
 442           color = SGVec4f(0.9f, 0.2f, 0.2f, bright - factor * 0.2f);
 443         }
 444         randomTileLights.insert(*j, color);
 445       }
 446     }
 447   }
 448
 449   void computeRandomForest(SGMaterialLib* matlib, float vegetation_density)
 450   {
 451     SGMaterialTriangleMap::iterator i;
 452
 453     // generate a repeatable random seed
 454     mt seed;
 455     mt_init(&seed, unsigned(586));
 456
 457     for (i = materialTriangleMap.begin(); i != materialTriangleMap.end(); ++i) {
 458       SGMaterial *mat = matlib->find(i->first);
 459       if (!mat)
 460         continue;
 461
 462       float wood_coverage = mat->get_wood_coverage();
 463       if (wood_coverage <= 0)
 464         continue;
 465
 466       // Attributes that don't vary by tree but do vary by material
 467       bool found = false;
 468       TreeBin* bin = NULL;
 469
 470       BOOST_FOREACH(bin, randomForest)
 471       {
 472         if ((bin->texture           == mat->get_tree_texture()  ) &&
 473             (bin->texture_varieties == mat->get_tree_varieties()) &&
 474             (bin->range             == mat->get_tree_range()    ) &&
 475             (bin->width             == mat->get_tree_width()    ) &&
 476             (bin->height            == mat->get_tree_height()   )   ) {
 477             found = true;
 478             break;
 479         }
 480       }
 481
 482       if (!found) {
 483         bin = new TreeBin();
 484         bin->texture = mat->get_tree_texture();
 485           SG_LOG(SG_INPUT, SG_DEBUG, "Tree texture " << bin->texture);
 486         bin->range   = mat->get_tree_range();
 487         bin->width   = mat->get_tree_width();
 488         bin->height  = mat->get_tree_height();
 489         bin->texture_varieties = mat->get_tree_varieties();
 490         randomForest.push_back(bin);
 491       }
 492
 493       std::vector<SGVec3f> randomPoints;
 494       i->second.addRandomTreePoints(wood_coverage,
 495                                     mat->get_object_mask(i->second),
 496                                     vegetation_density,
 497                                     randomPoints);
 498
 499       std::vector<SGVec3f>::iterator k;
 500       for (k = randomPoints.begin(); k != randomPoints.end(); ++k) {
 501         bin->insert(*k);
 502       }
 503     }
 504   }
 505
 506   void computeRandomObjects(SGMaterialLib* matlib)
 507   {
 508     SGMaterialTriangleMap::iterator i;
 509
 510     // generate a repeatable random seed
 511     mt seed;
 512     mt_init(&seed, unsigned(123));
 513
 514     for (i = materialTriangleMap.begin(); i != materialTriangleMap.end(); ++i) {
 515       SGMaterial *mat = matlib->find(i->first);
 516       if (!mat)
 517         continue;
 518
 519       int group_count = mat->get_object_group_count();
 520
 521       if (group_count > 0)
 522       {
 523         for (int j = 0; j < group_count; j++)
 524         {
 525           SGMatModelGroup *object_group =  mat->get_object_group(j);
 526           int nObjects = object_group->get_object_count();
 527
 528           if (nObjects > 0)
 529           {
 530             // For each of the random models in the group, determine an appropriate
 531             // number of random placements and insert them.
 532             for (int k = 0; k < nObjects; k++) {
 533               SGMatModel * object = object_group->get_object(k);
 534
 535               std::vector<std::pair<SGVec3f, float> > randomPoints;
 536
 537               i->second.addRandomPoints(object->get_coverage_m2(),
 538                                         object->get_spacing_m(),
 539                                         mat->get_object_mask(i->second),
 540                                         randomPoints);
 541               std::vector<std::pair<SGVec3f, float> >::iterator l;
 542               for (l = randomPoints.begin(); l != randomPoints.end(); ++l) {
 543
 544                 // Only add the model if it is sufficiently far from the
 545                 // other models
 546                 bool close = false;
 547
 548                 for (unsigned i = 0; i < randomModels.getNumModels(); i++) {
 549                   float spacing = randomModels.getMatModel(i).model->get_spacing_m() + object->get_spacing_m();
 550                   spacing = spacing * spacing;
 551
 552                   if (distSqr(randomModels.getMatModel(i).position, l->first) < spacing) {
 553                     close = true;
 554                   }
 555                 }
 556                 if (!close) {
 557                   randomModels.insert(l->first, object, (int)object->get_randomized_range_m(&seed), l->second);
 558                 }
 559               }
 560             }
 561           }
 562         }
 563       }
 564     }
 565   }
 566
 567
 568   bool insertBinObj(const SGBinObject& obj, SGMaterialLib* matlib)
 569   {
 570     if (!insertPtGeometry(obj, matlib))
 571       return false;
 572     if (!insertSurfaceGeometry(obj, matlib))
 573       return false;
 574     return true;
 575   }
 576 };
 577
 578 typedef std::pair<osg::Node*, int> ModelLOD;
 579 struct MakeQuadLeaf {
 580     osg::LOD* operator() () const { return new osg::LOD; }
 581 };
 582 struct AddModelLOD {
 583     void operator() (osg::LOD* leaf, ModelLOD& mlod) const
 584     {
 585         leaf->addChild(mlod.first, 0, mlod.second);
 586     }
 587 };
 588 struct GetModelLODCoord {
 589     GetModelLODCoord() {}
 590     GetModelLODCoord(const GetModelLODCoord& rhs)
 591     {}
 592     osg::Vec3 operator() (const ModelLOD& mlod) const
 593     {
 594         return mlod.first->getBound().center();
 595     }
 596 };
 597
 598 typedef QuadTreeBuilder<osg::LOD*, ModelLOD, MakeQuadLeaf, AddModelLOD,
 599                         GetModelLODCoord>  RandomObjectsQuadtree;
 600
 601 osg::Node*
 602 SGLoadBTG(const std::string& path, const simgear::SGReaderWriterOptions* options)
 603 {
 604   SGBinObject tile;
 605   if (!tile.read_bin(path))
 606     return NULL;
 607
 608   SGMaterialLib* matlib = 0;
 609   bool use_random_objects = false;
 610   bool use_random_vegetation = false;
 611   float vegetation_density = 1.0f;
 612   if (options) {
 613     matlib = options->getMaterialLib();
 614     SGPropertyNode* propertyNode = options->getPropertyNode().get();
 615     if (propertyNode) {
 616         use_random_objects
 617             = propertyNode->getBoolValue("/sim/rendering/random-objects",
 618                                          use_random_objects);
 619         use_random_vegetation
 620             = propertyNode->getBoolValue("/sim/rendering/random-vegetation",
 621                                          use_random_vegetation);
 622         vegetation_density
 623             = propertyNode->getFloatValue("/sim/rendering/vegetation-density",
 624                                           vegetation_density);
 625     }
 626   }
 627
 628   SGVec3d center = tile.get_gbs_center();
 629   SGGeod geodPos = SGGeod::fromCart(center);
 630   SGQuatd hlOr = SGQuatd::fromLonLat(geodPos)*SGQuatd::fromEulerDeg(0, 0, 180);
 631
 632   // rotate the tiles so that the bounding boxes get nearly axis aligned.
 633   // this will help the collision tree's bounding boxes a bit ...
 634   std::vector<SGVec3d> nodes = tile.get_wgs84_nodes();
 635   for (unsigned i = 0; i < nodes.size(); ++i)
 636     nodes[i] = hlOr.transform(nodes[i]);
 637   tile.set_wgs84_nodes(nodes);
 638
 639   SGQuatf hlOrf(hlOr[0], hlOr[1], hlOr[2], hlOr[3]);
 640   std::vector<SGVec3f> normals = tile.get_normals();
 641   for (unsigned i = 0; i < normals.size(); ++i)
 642     normals[i] = hlOrf.transform(normals[i]);
 643   tile.set_normals(normals);
 644
 645   SGTileGeometryBin tileGeometryBin;
 646   if (!tileGeometryBin.insertBinObj(tile, matlib))
 647     return NULL;
 648
 649   SGVec3f up(0, 0, 1);
 650   GroundLightManager* lightManager = GroundLightManager::instance();
 651
 652   osg::ref_ptr<osg::Group> lightGroup = new SGOffsetTransform(0.94);
 653   osg::ref_ptr<osg::Group> randomObjects;
 654   osg::ref_ptr<osg::Group> forestNode;
 655   osg::Group* terrainGroup = new osg::Group;
 656
 657   osg::Node* node = tileGeometryBin.getSurfaceGeometry(matlib);
 658   if (node)
 659     terrainGroup->addChild(node);
 660
 661   if (use_random_objects || use_random_vegetation) {
 662     if (use_random_objects) {
 663       if (matlib)
 664         tileGeometryBin.computeRandomObjects(matlib);
 665
 666       if (tileGeometryBin.randomModels.getNumModels() > 0) {
 667         // Generate a repeatable random seed
 668         mt seed;
 669         mt_init(&seed, unsigned(123));
 670
 671         std::vector<ModelLOD> models;
 672         for (unsigned int i = 0;
 673              i < tileGeometryBin.randomModels.getNumModels(); i++) {
 674           SGMatModelBin::MatModel obj
 675             = tileGeometryBin.randomModels.getMatModel(i);
 676
 677           SGPropertyNode* root = options->getPropertyNode()->getRootNode();
 678           osg::Node* node = obj.model->get_random_model(root, &seed);
 679
 680           // Create a matrix to place the object in the correct
 681           // location, and then apply the rotation matrix created
 682           // above, with an additional random (or taken from
 683           // the object mask) heading rotation if appropriate.
 684           osg::Matrix transformMat;
 685           transformMat = osg::Matrix::translate(toOsg(obj.position));
 686           if (obj.model->get_heading_type() == SGMatModel::HEADING_RANDOM) {
 687             // Rotate the object around the z axis.
 688             double hdg = mt_rand(&seed) * M_PI * 2;
 689             transformMat.preMult(osg::Matrix::rotate(hdg,
 690                                                      osg::Vec3d(0.0, 0.0, 1.0)));
 691           }
 692
 693           if (obj.model->get_heading_type() == SGMatModel::HEADING_MASK) {
 694             // Rotate the object around the z axis.
 695             double hdg =  - obj.rotation * M_PI * 2;
 696             transformMat.preMult(osg::Matrix::rotate(hdg,
 697                                                      osg::Vec3d(0.0, 0.0, 1.0)));
 698           }
 699
 700           osg::MatrixTransform* position =
 701             new osg::MatrixTransform(transformMat);
 702           position->addChild(node);
 703           models.push_back(ModelLOD(position, obj.lod));
 704         }
 705         RandomObjectsQuadtree quadtree((GetModelLODCoord()), (AddModelLOD()));
 706         quadtree.buildQuadTree(models.begin(), models.end());
 707         randomObjects = quadtree.getRoot();
 708         randomObjects->setName("random objects");
 709       }
 710     }
 711
 712     if (use_random_vegetation && matlib) {
 713       // Now add some random forest.
 714       tileGeometryBin.computeRandomForest(matlib, vegetation_density);
 715
 716       if (tileGeometryBin.randomForest.size() > 0) {
 717         forestNode = createForest(tileGeometryBin.randomForest, osg::Matrix::identity(),
 718                                   options);
 719         forestNode->setName("Random trees");
 720       }
 721     }
 722   }
 723
 724   // FIXME: ugly, has a side effect
 725   if (matlib)
 726     tileGeometryBin.computeRandomSurfaceLights(matlib);
 727
 728   if (tileGeometryBin.tileLights.getNumLights() > 0
 729       || tileGeometryBin.randomTileLights.getNumLights() > 0) {
 730     osg::Group* groundLights0 = new osg::Group;
 731     groundLights0->setStateSet(lightManager->getGroundLightStateSet());
 732     groundLights0->setNodeMask(GROUNDLIGHTS0_BIT);
 733     osg::Geode* geode = new osg::Geode;
 734     geode->addDrawable(SGLightFactory::getLights(tileGeometryBin.tileLights));
 735     geode->addDrawable(SGLightFactory::getLights(tileGeometryBin.randomTileLights, 4, -0.3f));
 736     groundLights0->addChild(geode);
 737     lightGroup->addChild(groundLights0);
 738   }
 739   if (tileGeometryBin.randomTileLights.getNumLights() > 0) {
 740     osg::Group* groundLights1 = new osg::Group;
 741     groundLights1->setStateSet(lightManager->getGroundLightStateSet());
 742     groundLights1->setNodeMask(GROUNDLIGHTS1_BIT);
 743     osg::Group* groundLights2 = new osg::Group;
 744     groundLights2->setStateSet(lightManager->getGroundLightStateSet());
 745     groundLights2->setNodeMask(GROUNDLIGHTS2_BIT);
 746     osg::Geode* geode = new osg::Geode;
 747     geode->addDrawable(SGLightFactory::getLights(tileGeometryBin.randomTileLights, 2, -0.15f));
 748     groundLights1->addChild(geode);
 749     lightGroup->addChild(groundLights1);
 750     geode = new osg::Geode;
 751     geode->addDrawable(SGLightFactory::getLights(tileGeometryBin.randomTileLights));
 752     groundLights2->addChild(geode);
 753     lightGroup->addChild(groundLights2);
 754   }
 755
 756   if (!tileGeometryBin.vasiLights.empty()) {
 757     EffectGeode* vasiGeode = new EffectGeode;
 758     Effect* vasiEffect
 759         = getLightEffect(6, osg::Vec3(1, 0.0001, 0.000001), 1, 6, true);
 760     vasiGeode->setEffect(vasiEffect);
 761     SGVec4f red(1, 0, 0, 1);
 762     SGMaterial* mat = 0;
 763     if (matlib)
 764       mat = matlib->find("RWY_RED_LIGHTS");
 765     if (mat)
 766       red = mat->get_light_color();
 767     SGVec4f white(1, 1, 1, 1);
 768     mat = 0;
 769     if (matlib)
 770       mat = matlib->find("RWY_WHITE_LIGHTS");
 771     if (mat)
 772       white = mat->get_light_color();
 773     SGDirectionalLightListBin::const_iterator i;
 774     for (i = tileGeometryBin.vasiLights.begin();
 775          i != tileGeometryBin.vasiLights.end(); ++i) {
 776       vasiGeode->addDrawable(SGLightFactory::getVasi(up, *i, red, white));
 777     }
 778     vasiGeode->setStateSet(lightManager->getRunwayLightStateSet());
 779     lightGroup->addChild(vasiGeode);
 780   }
 781   Effect* runwayEffect = 0;
 782   if (tileGeometryBin.runwayLights.getNumLights() > 0
 783       || !tileGeometryBin.rabitLights.empty()
 784       || !tileGeometryBin.reilLights.empty()
 785       || !tileGeometryBin.odalLights.empty()
 786       || tileGeometryBin.taxiLights.getNumLights() > 0)
 787       runwayEffect = getLightEffect(4, osg::Vec3(1, 0.001, 0.0002), 1, 4, true);
 788   if (tileGeometryBin.runwayLights.getNumLights() > 0
 789       || !tileGeometryBin.rabitLights.empty()
 790       || !tileGeometryBin.reilLights.empty()
 791       || !tileGeometryBin.odalLights.empty()) {
 792     osg::Group* rwyLights = new osg::Group;
 793     rwyLights->setStateSet(lightManager->getRunwayLightStateSet());
 794     rwyLights->setNodeMask(RUNWAYLIGHTS_BIT);
 795     if (tileGeometryBin.runwayLights.getNumLights() != 0) {
 796       EffectGeode* geode = new EffectGeode;
 797       geode->setEffect(runwayEffect);
 798       geode->addDrawable(SGLightFactory::getLights(tileGeometryBin
 799                                                    .runwayLights));
 800       rwyLights->addChild(geode);
 801     }
 802     SGDirectionalLightListBin::const_iterator i;
 803     for (i = tileGeometryBin.rabitLights.begin();
 804          i != tileGeometryBin.rabitLights.end(); ++i) {
 805       rwyLights->addChild(SGLightFactory::getSequenced(*i));
 806     }
 807     for (i = tileGeometryBin.reilLights.begin();
 808          i != tileGeometryBin.reilLights.end(); ++i) {
 809       rwyLights->addChild(SGLightFactory::getSequenced(*i));
 810     }
 811     SGLightListBin::const_iterator j;
 812     for (j = tileGeometryBin.odalLights.begin();
 813          j != tileGeometryBin.odalLights.end(); ++j) {
 814       rwyLights->addChild(SGLightFactory::getOdal(*j));
 815     }
 816     lightGroup->addChild(rwyLights);
 817   }
 818
 819   if (tileGeometryBin.taxiLights.getNumLights() > 0) {
 820     osg::Group* taxiLights = new osg::Group;
 821     taxiLights->setStateSet(lightManager->getTaxiLightStateSet());
 822     taxiLights->setNodeMask(RUNWAYLIGHTS_BIT);
 823     EffectGeode* geode = new EffectGeode;
 824     geode->setEffect(runwayEffect);
 825     geode->addDrawable(SGLightFactory::getLights(tileGeometryBin.taxiLights));
 826     taxiLights->addChild(geode);
 827     lightGroup->addChild(taxiLights);
 828   }
 829
 830   // The toplevel transform for that tile.
 831   osg::MatrixTransform* transform = new osg::MatrixTransform;
 832   transform->setName(path);
 833   transform->setMatrix(osg::Matrix::rotate(toOsg(hlOr))*
 834                        osg::Matrix::translate(toOsg(center)));
 835   transform->addChild(terrainGroup);
 836   if (lightGroup->getNumChildren() > 0) {
 837     osg::LOD* lightLOD = new osg::LOD;
 838     lightLOD->addChild(lightGroup.get(), 0, 30000);
 839     // VASI is always on, so doesn't use light bits.
 840     lightLOD->setNodeMask(LIGHTS_BITS | MODEL_BIT);
 841     transform->addChild(lightLOD);
 842   }
 843
 844   if (randomObjects.valid() || forestNode.valid()) {
 845
 846     // Add a LoD node, so we don't try to display anything when the tile center
 847     // is more than 20km away.
 848     osg::LOD* objectLOD = new osg::LOD;
 849
 850     if (randomObjects.valid()) objectLOD->addChild(randomObjects.get(), 0, 20000);
 851     if (forestNode.valid())  objectLOD->addChild(forestNode.get(), 0, 20000);
 852
 853     unsigned nodeMask = SG_NODEMASK_CASTSHADOW_BIT | SG_NODEMASK_RECIEVESHADOW_BIT | SG_NODEMASK_TERRAIN_BIT;
 854     objectLOD->setNodeMask(nodeMask);
 855     transform->addChild(objectLOD);
 856   }
 857
 858   return transform;
 859 }