simgear/sound/soundmgr_openal.cxx

   1 // soundmgr.cxx -- Sound effect management class
   2 //
   3 // Sound manager initially written by David Findlay
   4 // <david_j_findlay@yahoo.com.au> 2001
   5 //
   6 // C++-ified by Curtis Olson, started March 2001.
   7 //
   8 // Copyright (C) 2001  Curtis L. Olson - http://www.flightgear.org/~curt
   9 //
  10 // This program is free software; you can redistribute it and/or
  11 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
  12 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  13 // License, or (at your option) any later version.
  14 //
  15 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  16 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  18 // General Public License for more details.
  19 //
  20 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  21 // along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
  22 // Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  23 //
  24 // $Id$
  25
  26 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  27 #  include <simgear_config.h>
  28 #endif
  29
  30 #if defined( __APPLE__ )
  31 # include <OpenAL/alut.h>
  32 #else
  33 # include <AL/alut.h>
  34 #endif
  35
  36 #include <iostream>
  37
  38 #include "soundmgr_openal.hxx"
  39
  40 #include <simgear/structure/exception.hxx>
  41 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  42 #include <simgear/misc/sg_path.hxx>
  43 #include <simgear/math/SGMath.hxx>
  44
  45
  46 #define MAX_SOURCES     128
  47
  48 //
  49 // Sound Manager
  50 //
  51
  52 int SGSoundMgr::_alut_init = 0;
  53
  54 // constructor
  55 SGSoundMgr::SGSoundMgr() :
  56     _working(false),
  57     _changed(true),
  58     _volume(0.0),
  59     _device(NULL),
  60     _context(NULL),
  61     _listener_pos(SGVec3d::zeros().data()),
  62     _listener_vel(SGVec3f::zeros().data()),
  63     _devname(NULL)
  64 {
  65 #if defined(ALUT_API_MAJOR_VERSION) && ALUT_API_MAJOR_VERSION >= 1
  66     if (_alut_init == 0) {
  67         if ( !alutInitWithoutContext(NULL, NULL) ) {
  68             testForALUTError("alut initialization");
  69             return;
  70         }
  71         _alut_init++;
  72     }
  73     _alut_init++;
  74 #endif
  75 }
  76
  77 // destructor
  78
  79 SGSoundMgr::~SGSoundMgr() {
  80     stop();
  81 #if defined(ALUT_API_MAJOR_VERSION) && ALUT_API_MAJOR_VERSION >= 1
  82     _alut_init--;
  83     if (_alut_init == 0) {
  84         alutExit ();
  85     }
  86 #endif
  87 }
  88
  89 // initialize the sound manager
  90 void SGSoundMgr::init() {
  91
  92     SG_LOG( SG_GENERAL, SG_INFO, "Initializing OpenAL sound manager" );
  93
  94     ALCdevice *device = alcOpenDevice(_devname);
  95     if ( testForError(device, "No default audio device available.") ) {
  96         return;
  97     }
  98
  99     ALCcontext *context = alcCreateContext(device, NULL);
 100     if ( testForError(context, "Unable to create a valid context.") ) {
 101         return;
 102     }
 103
 104     if ( !alcMakeContextCurrent(context) ) {
 105         testForALCError("context initialization");
 106         return;
 107     }
 108
 109     _context = context;
 110     _working = true;
 111
 112     _listener_ori[0] = 0.0; _listener_ori[1] = 0.0; _listener_ori[2] = -1.0;
 113     _listener_ori[3] = 0.0; _listener_ori[4] = 1.0; _listener_ori[5] = 0.0;
 114
 115     alListenerf( AL_GAIN, 0.2f );
 116     alListenerfv( AL_POSITION, toVec3f(_listener_pos).data() );
 117     alListenerfv( AL_ORIENTATION, _listener_ori );
 118     alListenerfv( AL_VELOCITY, _listener_vel.data() );
 119
 120     alDopplerFactor(1.0);
 121     alDopplerVelocity(340.3);   // speed of sound in meters per second.
 122
 123     if ( alIsExtensionPresent((const ALchar*)"EXT_exponent_distance") ) {
 124         alDistanceModel(AL_EXPONENT_DISTANCE);
 125     } else {
 126         alDistanceModel(AL_INVERSE_DISTANCE);
 127     }
 128
 129     testForALError("listener initialization");
 130
 131     alGetError(); // clear any undetetced error, just to be sure
 132
 133     // get a free source one at a time
 134     // if an error is returned no more (hardware) sources are available
 135     for (unsigned int i=0; i<MAX_SOURCES; i++) {
 136         ALuint source;
 137         ALenum error;
 138
 139         alGetError();
 140         alGenSources(1, &source);
 141         error = alGetError();
 142         if ( error == AL_NO_ERROR ) {
 143             _free_sources.push_back( source );
 144         }
 145         else break;
 146     }
 147 }
 148
 149 // suspend the sound manager
 150 void SGSoundMgr::stop() {
 151     if (_working) {
 152         _working = false;
 153
 154         _context = alcGetCurrentContext();
 155         _device = alcGetContextsDevice(_context);
 156         alcMakeContextCurrent(NULL);
 157         alcDestroyContext(_context);
 158         alcCloseDevice(_device);
 159     }
 160 }
 161
 162 void SGSoundMgr::suspend() {
 163     if (_working) {
 164         sample_group_map_iterator sample_grp_current = _sample_groups.begin();
 165         sample_group_map_iterator sample_grp_end = _sample_groups.end();
 166         for ( ; sample_grp_current != sample_grp_end; ++sample_grp_current ) {
 167             SGSampleGroup *sgrp = sample_grp_current->second;
 168             sgrp->suspend();
 169         }
 170     }
 171 }
 172
 173
 174 void SGSoundMgr::bind ()
 175 {
 176     _free_sources.clear();
 177     _free_sources.reserve( MAX_SOURCES );
 178     _sources_in_use.clear();
 179     _sources_in_use.reserve( MAX_SOURCES );
 180 }
 181
 182
 183 void SGSoundMgr::unbind ()
 184 {
 185     _sample_groups.clear();
 186
 187     // delete free sources
 188     for (unsigned int i=0; i<_free_sources.size(); i++) {
 189         ALuint source = _free_sources.at( i );
 190         alDeleteSources( 1 , &source );
 191     }
 192
 193     _free_sources.clear();
 194     _sources_in_use.clear();
 195 }
 196
 197 void SGSoundMgr::update( double dt )
 198 {
 199     // nothing to do in the regular update,e verything is done on the following
 200     // function
 201 }
 202
 203
 204 // run the audio scheduler
 205 void SGSoundMgr::update_late( double dt ) {
 206     if (_working) {
 207         // alcSuspendContext(_context);
 208
 209         sample_group_map_iterator sample_grp_current = _sample_groups.begin();
 210         sample_group_map_iterator sample_grp_end = _sample_groups.end();
 211         for ( ; sample_grp_current != sample_grp_end; ++sample_grp_current ) {
 212             SGSampleGroup *sgrp = sample_grp_current->second;
 213             sgrp->update(dt);
 214         }
 215
 216         if (_changed) {
 217             alListenerf( AL_GAIN, _volume );
 218             alListenerfv( AL_VELOCITY, _listener_vel.data() );
 219             alListenerfv( AL_ORIENTATION, _listener_ori );
 220             alListenerfv( AL_POSITION, toVec3f(_listener_pos).data() );
 221             // alDopplerVelocity(340.3);        // TODO: altitude dependent
 222             testForALError("update");
 223             _changed = false;
 224         }
 225         // alcProcessContext(_context);
 226     }
 227 }
 228
 229
 230 void
 231 SGSoundMgr::resume ()
 232 {
 233     if (_working) {
 234         sample_group_map_iterator sample_grp_current = _sample_groups.begin();
 235         sample_group_map_iterator sample_grp_end = _sample_groups.end();
 236         for ( ; sample_grp_current != sample_grp_end; ++sample_grp_current ) {
 237             SGSampleGroup *sgrp = sample_grp_current->second;
 238             sgrp->resume();
 239         }
 240     }
 241 }
 242
 243
 244 // add a sampel group, return true if successful
 245 bool SGSoundMgr::add( SGSampleGroup *sgrp, const string& refname )
 246 {
 247     sample_group_map_iterator sample_grp_it = _sample_groups.find( refname );
 248     if ( sample_grp_it != _sample_groups.end() ) {
 249         // sample group already exists
 250         return false;
 251     }
 252
 253     _sample_groups[refname] = sgrp;
 254
 255     return true;
 256 }
 257
 258
 259 // remove a sound effect, return true if successful
 260 bool SGSoundMgr::remove( const string &refname )
 261 {
 262     sample_group_map_iterator sample_grp_it = _sample_groups.find( refname );
 263     if ( sample_grp_it == _sample_groups.end() ) {
 264         // sample group was not found.
 265         return false;
 266     }
 267
 268     _sample_groups.erase( refname );
 269
 270     return true;
 271 }
 272
 273
 274 // return true of the specified sound exists in the sound manager system
 275 bool SGSoundMgr::exists( const string &refname ) {
 276     sample_group_map_iterator sample_grp_it = _sample_groups.find( refname );
 277     if ( sample_grp_it == _sample_groups.end() ) {
 278         // sample group was not found.
 279         return false;
 280     }
 281
 282     return true;
 283 }
 284
 285
 286 // return a pointer to the SGSampleGroup if the specified sound exists
 287 // in the sound manager system, otherwise return NULL
 288 SGSampleGroup *SGSoundMgr::find( const string &refname, bool create ) {
 289     sample_group_map_iterator sample_grp_it = _sample_groups.find( refname );
 290     if ( sample_grp_it == _sample_groups.end() ) {
 291         // sample group was not found.
 292         if (create) {
 293             SGSampleGroup* sgrp = new SGSampleGroup(this, refname);
 294             return sgrp;
 295         }
 296         else
 297             return NULL;
 298     }
 299
 300     return sample_grp_it->second;
 301 }
 302
 303
 304 void SGSoundMgr::set_volume( float v )
 305 {
 306     _volume = v;
 307     if (_volume > 1.0) _volume = 1.0;
 308     if (_volume < 0.0) _volume = 0.0;
 309     _changed = true;
 310 }
 311
 312 // Get an unused source id
 313 //
 314 // The Sound Manager should keep track of the sources in use, the distance
 315 // of these sources to the listener and the volume (also based on audio cone
 316 // and hence orientation) of the sources.
 317 //
 318 // The Sound Manager is (and should be) the only one knowing about source
 319 // management. Sources further away should be suspendped to free resources for
 320 // newly added sounds close by.
 321 unsigned int SGSoundMgr::request_source()
 322 {
 323     unsigned int source = NO_SOURCE;
 324
 325     if (_free_sources.size() > 0) {
 326        source = _free_sources.back();
 327        _free_sources.pop_back();
 328
 329        _sources_in_use.push_back(source);
 330     }
 331
 332     return source;
 333 }
 334
 335 // Free up a source id for further use
 336 void SGSoundMgr::release_source( unsigned int source )
 337 {
 338     for (unsigned int i = 0; i<_sources_in_use.size(); i++) {
 339         if ( _sources_in_use[i] == source ) {
 340             ALint result;
 341
 342             alGetSourcei( source, AL_SOURCE_STATE, &result );
 343             if ( result == AL_PLAYING ) {
 344                 alSourceStop( source );
 345             }
 346             testForALError("release source");
 347
 348             _free_sources.push_back(source);
 349             _sources_in_use.erase(_sources_in_use.begin()+i,
 350                                   _sources_in_use.begin()+i+1);
 351             break;
 352         }
 353     }
 354 }
 355
 356 bool SGSoundMgr::load(string &samplepath, void **dbuf, int *fmt,
 357                                           unsigned int *sz, int *frq )
 358 {
 359     ALenum format = (ALenum)*fmt;
 360     ALsizei size = (ALsizei)*sz;
 361     ALsizei freq = (ALsizei)*frq;
 362     ALvoid *data;
 363
 364 #if defined(ALUT_API_MAJOR_VERSION) && ALUT_API_MAJOR_VERSION >= 1
 365     ALfloat freqf;
 366     data = alutLoadMemoryFromFile(samplepath.c_str(), &format, &size, &freqf );
 367     freq = (ALsizei)freqf;
 368     if (data == NULL) {
 369         int error = alutGetError();
 370         string msg = "Failed to load wav file: ";
 371         msg.append(alutGetErrorString(error));
 372         throw sg_io_exception(msg.c_str(), sg_location(samplepath));
 373         return false;
 374     }
 375
 376 #else
 377     ALbyte *fname = (ALbyte *)samplepath.c_str();
 378 # if defined (__APPLE__)
 379     alutLoadWAVFile( fname, &format, &data, &size, &freq );
 380 # else
 381     ALboolean loop;
 382     alutLoadWAVFile( fname, &format, &data, &size, &freq, &loop );
 383 # endif
 384     ALenum error =  alutGetError();
 385     if ( error != ALUT_ERROR_NO_ERROR ) {
 386         string msg = "Failed to load wav file: ";
 387         msg.append(alutGetErrorString(error));
 388         throw sg_io_exception(msg.c_str(), sg_location(samplepath));
 389         return false;
 390     }
 391 #endif
 392
 393     *dbuf = (void *)data;
 394     *fmt = (int)format;
 395     *sz = (unsigned int)size;
 396     *frq = (int)freq;
 397
 398     return true;
 399 }
 400
 401
 402 /**
 403  * set the orientation of the listener (in opengl coordinates)
 404  *
 405  * Description: ORIENTATION is a pair of 3-tuples representing the
 406  * 'at' direction vector and 'up' direction of the Object in
 407  * Cartesian space. AL expects two vectors that are orthogonal to
 408  * each other. These vectors are not expected to be normalized. If
 409  * one or more vectors have zero length, implementation behavior
 410  * is undefined. If the two vectors are linearly dependent,
 411  * behavior is undefined.
 412  */
 413 void SGSoundMgr::set_orientation( SGQuatd ori )
 414 {
 415     SGVec3d sgv_up = ori.rotate(SGVec3d::e3());
 416     SGVec3d sgv_at = ori.rotate(SGVec3d::e2());
 417     for (int i=0; i<3; i++) {
 418        _listener_ori[i] = sgv_at[i];
 419        _listener_ori[i+3] = sgv_up[i];
 420     }
 421     _changed = true;
 422 }
 423
 424
 425 bool SGSoundMgr::testForError(void *p, string s)
 426 {
 427    if (p == NULL) {
 428       SG_LOG( SG_GENERAL, SG_ALERT, "Error: " << s);
 429       return true;
 430    }
 431    return false;
 432 }
 433
 434
 435 bool SGSoundMgr::testForALError(string s)
 436 {
 437     ALenum error = alGetError();
 438     if (error != AL_NO_ERROR)  {
 439        SG_LOG( SG_GENERAL, SG_ALERT, "AL Error (sound manager): "
 440                                       << alGetString(error) << " at " << s);
 441        return true;
 442     }
 443     return false;
 444 }
 445
 446 bool SGSoundMgr::testForALCError(string s)
 447 {
 448     ALCenum error;
 449     error = alcGetError(_device);
 450     if (error != ALC_NO_ERROR) {
 451         SG_LOG( SG_GENERAL, SG_ALERT, "ALC Error (sound manager): "
 452                                        << alcGetString(_device, error) << " at "
 453                                        << s);
 454         return true;
 455     }
 456     return false;
 457 }
 458
 459 bool SGSoundMgr::testForALUTError(string s)
 460 {
 461     ALenum error;
 462     error =  alutGetError ();
 463     if (error != ALUT_ERROR_NO_ERROR) {
 464         SG_LOG( SG_GENERAL, SG_ALERT, "ALUT Error (sound manager): "
 465                                        << alutGetErrorString(error) << " at "
 466                                        << s);
 467         return true;
 468     }
 469     return false;
 470 }