src/FDM/groundcache.cxx

   1 // groundcache.cxx -- carries a small subset of the scenegraph near the vehicle
   2 //
   3 // Written by Mathias Froehlich, started Nov 2004.
   4 //
   5 // Copyright (C) 2004  Mathias Froehlich - Mathias.Froehlich@web.de
   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 // $Id$
  22
  23 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  24 #  include "config.h"
  25 #endif
  26
  27 #include <float.h>
  28
  29 #include <plib/sg.h>
  30 #include <osg/CullFace>
  31 #include <osg/Drawable>
  32 #include <osg/Geode>
  33 #include <osg/Geometry>
  34 #include <osg/TriangleFunctor>
  35
  36 #include <simgear/sg_inlines.h>
  37 #include <simgear/constants.h>
  38 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  39 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  40 #include <simgear/scene/material/mat.hxx>
  41 #include <simgear/scene/material/matlib.hxx>
  42 #include <simgear/scene/util/SGNodeMasks.hxx>
  43
  44 #include <Main/globals.hxx>
  45 #include <Scenery/scenery.hxx>
  46 #include <Scenery/tilemgr.hxx>
  47 #include <AIModel/AICarrier.hxx>
  48
  49 #include "flight.hxx"
  50 #include "groundcache.hxx"
  51
  52 static inline bool
  53 fgdPointInTriangle( const SGVec3d& point, const SGVec3d tri[3] )
  54 {
  55     SGVec3d dif;
  56
  57     // Some tolerance in meters we accept a point to be outside of the triangle
  58     // and still return that it is inside.
  59     SGDfloat eps = 1e-2;
  60     SGDfloat min, max;
  61     // punt if outside bouding cube
  62     SG_MIN_MAX3 ( min, max, tri[0][0], tri[1][0], tri[2][0] );
  63     if( (point[0] < min - eps) || (point[0] > max + eps) )
  64         return false;
  65     dif[0] = max - min;
  66
  67     SG_MIN_MAX3 ( min, max, tri[0][1], tri[1][1], tri[2][1] );
  68     if( (point[1] < min - eps) || (point[1] > max + eps) )
  69         return false;
  70     dif[1] = max - min;
  71
  72     SG_MIN_MAX3 ( min, max, tri[0][2], tri[1][2], tri[2][2] );
  73     if( (point[2] < min - eps) || (point[2] > max + eps) )
  74         return false;
  75     dif[2] = max - min;
  76
  77     // drop the smallest dimension so we only have to work in 2d.
  78     SGDfloat min_dim = SG_MIN3 (dif[0], dif[1], dif[2]);
  79     SGDfloat x1, y1, x2, y2, x3, y3, rx, ry;
  80     if ( fabs(min_dim-dif[0]) <= DBL_EPSILON ) {
  81         // x is the smallest dimension
  82         x1 = point[1];
  83         y1 = point[2];
  84         x2 = tri[0][1];
  85         y2 = tri[0][2];
  86         x3 = tri[1][1];
  87         y3 = tri[1][2];
  88         rx = tri[2][1];
  89         ry = tri[2][2];
  90     } else if ( fabs(min_dim-dif[1]) <= DBL_EPSILON ) {
  91         // y is the smallest dimension
  92         x1 = point[0];
  93         y1 = point[2];
  94         x2 = tri[0][0];
  95         y2 = tri[0][2];
  96         x3 = tri[1][0];
  97         y3 = tri[1][2];
  98         rx = tri[2][0];
  99         ry = tri[2][2];
 100     } else if ( fabs(min_dim-dif[2]) <= DBL_EPSILON ) {
 101         // z is the smallest dimension
 102         x1 = point[0];
 103         y1 = point[1];
 104         x2 = tri[0][0];
 105         y2 = tri[0][1];
 106         x3 = tri[1][0];
 107         y3 = tri[1][1];
 108         rx = tri[2][0];
 109         ry = tri[2][1];
 110     } else {
 111         // all dimensions are really small so lets call it close
 112         // enough and return a successful match
 113         return true;
 114     }
 115
 116     // check if intersection point is on the same side of p1 <-> p2 as p3
 117     SGDfloat tmp = (y2 - y3);
 118     SGDfloat tmpn = (x2 - x3);
 119     int side1 = SG_SIGN (tmp * (rx - x3) + (y3 - ry) * tmpn);
 120     int side2 = SG_SIGN (tmp * (x1 - x3) + (y3 - y1) * tmpn
 121                          + side1 * eps * fabs(tmpn));
 122     if ( side1 != side2 ) {
 123         // printf("failed side 1 check\n");
 124         return false;
 125     }
 126
 127     // check if intersection point is on correct side of p2 <-> p3 as p1
 128     tmp = (y3 - ry);
 129     tmpn = (x3 - rx);
 130     side1 = SG_SIGN (tmp * (x2 - rx) + (ry - y2) * tmpn);
 131     side2 = SG_SIGN (tmp * (x1 - rx) + (ry - y1) * tmpn
 132                      + side1 * eps * fabs(tmpn));
 133     if ( side1 != side2 ) {
 134         // printf("failed side 2 check\n");
 135         return false;
 136     }
 137
 138     // check if intersection point is on correct side of p1 <-> p3 as p2
 139     tmp = (y2 - ry);
 140     tmpn = (x2 - rx);
 141     side1 = SG_SIGN (tmp * (x3 - rx) + (ry - y3) * tmpn);
 142     side2 = SG_SIGN (tmp * (x1 - rx) + (ry - y1) * tmpn
 143                      + side1 * eps * fabs(tmpn));
 144     if ( side1 != side2 ) {
 145         // printf("failed side 3  check\n");
 146         return false;
 147     }
 148
 149     return true;
 150 }
 151
 152 // Test if the line given by the point on the line pt_on_line and the
 153 // line direction dir intersects the sphere sp.
 154 // Adapted from plib.
 155 static inline bool
 156 fgdIsectSphereInfLine(const SGVec3d& sphereCenter, double radius,
 157                       const SGVec3d& pt_on_line, const SGVec3d& dir)
 158 {
 159   SGVec3d r = sphereCenter - pt_on_line;
 160   double projectedDistance = dot(r, dir);
 161   double dist = dot(r, r) - projectedDistance * projectedDistance;
 162   return dist < radius*radius;
 163 }
 164
 165 template<typename T>
 166 class SGExtendedTriangleFunctor : public osg::TriangleFunctor<T> {
 167 public:
 168   // Ok, to be complete we should also implement the indexed variants
 169   // For now this one appears to be enough ...
 170   void drawArrays(GLenum mode, GLint first, GLsizei count)
 171   {
 172     if (_vertexArrayPtr==0 || count==0) return;
 173
 174     const osg::Vec3* vlast;
 175     const osg::Vec3* vptr;
 176     switch(mode) {
 177     case(GL_LINES):
 178       vlast = &_vertexArrayPtr[first+count];
 179       for(vptr=&_vertexArrayPtr[first];vptr<vlast;vptr+=2)
 180         this->operator()(*(vptr),*(vptr+1),_treatVertexDataAsTemporary);
 181       break;
 182     case(GL_LINE_STRIP):
 183       vlast = &_vertexArrayPtr[first+count-1];
 184       for(vptr=&_vertexArrayPtr[first];vptr<vlast;++vptr)
 185         this->operator()(*(vptr),*(vptr+1),_treatVertexDataAsTemporary);
 186       break;
 187     case(GL_LINE_LOOP):
 188       vlast = &_vertexArrayPtr[first+count-1];
 189       for(vptr=&_vertexArrayPtr[first];vptr<vlast;++vptr)
 190         this->operator()(*(vptr),*(vptr+1),_treatVertexDataAsTemporary);
 191       this->operator()(_vertexArrayPtr[first+count-1],
 192                        _vertexArrayPtr[first],_treatVertexDataAsTemporary);
 193       break;
 194     default:
 195       osg::TriangleFunctor<T>::drawArrays(mode, first, count);
 196       break;
 197     }
 198   }
 199 protected:
 200   using osg::TriangleFunctor<T>::_vertexArrayPtr;
 201   using osg::TriangleFunctor<T>::_treatVertexDataAsTemporary;
 202 };
 203
 204 class GroundCacheFillVisitor : public osg::NodeVisitor {
 205 public:
 206
 207   /// class to just redirect triangles to the GroundCacheFillVisitor
 208   class GroundCacheFill {
 209   public:
 210     void setGroundCacheFillVisitor(GroundCacheFillVisitor* gcfv)
 211     { mGroundCacheFillVisitor = gcfv; }
 212
 213     void operator () (const osg::Vec3& v1, const osg::Vec3& v2,
 214                       const osg::Vec3& v3, bool)
 215     { mGroundCacheFillVisitor->addTriangle(v1, v2, v3); }
 216
 217     void operator () (const osg::Vec3& v1, const osg::Vec3& v2, bool)
 218     { mGroundCacheFillVisitor->addLine(v1, v2); }
 219
 220   private:
 221     GroundCacheFillVisitor* mGroundCacheFillVisitor;
 222   };
 223
 224
 225   GroundCacheFillVisitor(FGGroundCache* groundCache,
 226                          const SGVec3d& down,
 227                          const SGVec3d& cacheReference,
 228                          double cacheRadius,
 229                          double wireCacheRadius) :
 230     osg::NodeVisitor(osg::NodeVisitor::TRAVERSE_ACTIVE_CHILDREN),
 231     mGroundCache(groundCache)
 232   {
 233     setTraversalMask(SG_NODEMASK_TERRAIN_BIT);
 234     mDown = down;
 235     sphIsec = true;
 236     mBackfaceCulling = false;
 237     mCacheReference = cacheReference;
 238     mCacheRadius = cacheRadius;
 239     mWireCacheRadius = wireCacheRadius;
 240
 241     mTriangleFunctor.setGroundCacheFillVisitor(this);
 242
 243     mGroundProperty.wire_id = -1;
 244     mGroundProperty.vel = SGVec3d(0, 0, 0);
 245     mGroundProperty.rot = SGVec3d(0, 0, 0);
 246     mGroundProperty.pivot = SGVec3d(0, 0, 0);
 247   }
 248
 249   void updateCullMode(osg::StateSet* stateSet)
 250   {
 251     if (!stateSet)
 252       return;
 253
 254     osg::StateAttribute* stateAttribute;
 255     stateAttribute = stateSet->getAttribute(osg::StateAttribute::CULLFACE);
 256     if (!stateAttribute)
 257       return;
 258     osg::CullFace* cullFace = static_cast<osg::CullFace*>(stateAttribute);
 259     mBackfaceCulling = cullFace->getMode() == osg::CullFace::BACK;
 260   }
 261
 262   bool enterBoundingSphere(const osg::BoundingSphere& bs)
 263   {
 264     if (!bs.valid())
 265       return false;
 266
 267     SGVec3d cntr(osg::Vec3d(bs.center())*mLocalToGlobal);
 268     double rc = bs.radius() + mCacheRadius;
 269     // Ok, this node might intersect the cache. Visit it in depth.
 270     double centerDist2 = distSqr(mCacheReference, cntr);
 271     if (centerDist2 < rc*rc) {
 272       sphIsec = true;
 273     } else {
 274       // Check if the down direction touches the bounding sphere of the node
 275       // if so, do at least croase agl computations.
 276       // Ther other thing is that we must check if we are in range of
 277       // cats or wires
 278       double rw = bs.radius() + mWireCacheRadius;
 279       if (rw*rw < centerDist2 &&
 280           !fgdIsectSphereInfLine(cntr, bs.radius(), mCacheReference, mDown))
 281         return false;
 282       sphIsec = false;
 283     }
 284
 285     return true;
 286   }
 287
 288   bool enterNode(osg::Node& node)
 289   {
 290     if (!enterBoundingSphere(node.getBound()))
 291       return false;
 292
 293     updateCullMode(node.getStateSet());
 294
 295     FGGroundCache::GroundProperty& gp = mGroundProperty;
 296     // get some material information for use in the gear model
 297     gp.material = globals->get_matlib()->findMaterial(&node);
 298     if (gp.material) {
 299       gp.type = gp.material->get_solid() ? FGInterface::Solid : FGInterface::Water;
 300       return true;
 301     }
 302     osg::Referenced* base = node.getUserData();
 303     if (!base)
 304       return true;
 305     FGAICarrierHardware *ud =
 306       dynamic_cast<FGAICarrierHardware*>(base);
 307     if (!ud)
 308       return true;
 309
 310     switch (ud->type) {
 311     case FGAICarrierHardware::Wire:
 312       gp.type = FGInterface::Wire;
 313       gp.wire_id = ud->id;
 314       break;
 315     case FGAICarrierHardware::Catapult:
 316       gp.type = FGInterface::Catapult;
 317       break;
 318     default:
 319       gp.type = FGInterface::Solid;
 320       break;
 321     }
 322     // Copy the velocity from the carrier class.
 323     ud->carrier->getVelocityWrtEarth( gp.vel, gp.rot, gp.pivot );
 324
 325     return true;
 326   }
 327
 328   void fillWith(osg::Drawable* drawable)
 329   {
 330     bool oldSphIsec = sphIsec;
 331     if (!enterBoundingSphere(drawable->getBound()))
 332       return;
 333
 334     bool oldBackfaceCulling = mBackfaceCulling;
 335     updateCullMode(drawable->getStateSet());
 336
 337     drawable->accept(mTriangleFunctor);
 338
 339     mBackfaceCulling = oldBackfaceCulling;
 340     sphIsec = oldSphIsec;
 341   }
 342
 343   virtual void apply(osg::Geode& geode)
 344   {
 345     bool oldBackfaceCulling = mBackfaceCulling;
 346     bool oldSphIsec = sphIsec;
 347     FGGroundCache::GroundProperty oldGp = mGroundProperty;
 348     if (!enterNode(geode))
 349       return;
 350
 351     for(unsigned i = 0; i < geode.getNumDrawables(); ++i)
 352       fillWith(geode.getDrawable(i));
 353     sphIsec = oldSphIsec;
 354     mGroundProperty = oldGp;
 355     mBackfaceCulling = oldBackfaceCulling;
 356   }
 357
 358   virtual void apply(osg::Group& group)
 359   {
 360     bool oldBackfaceCulling = mBackfaceCulling;
 361     bool oldSphIsec = sphIsec;
 362     FGGroundCache::GroundProperty oldGp = mGroundProperty;
 363     if (!enterNode(group))
 364       return;
 365     traverse(group);
 366     sphIsec = oldSphIsec;
 367     mBackfaceCulling = oldBackfaceCulling;
 368     mGroundProperty = oldGp;
 369   }
 370
 371   virtual void apply(osg::Transform& transform)
 372   {
 373     if (!enterNode(transform))
 374       return;
 375     bool oldBackfaceCulling = mBackfaceCulling;
 376     bool oldSphIsec = sphIsec;
 377     FGGroundCache::GroundProperty oldGp = mGroundProperty;
 378     /// transform the caches center to local coords
 379     osg::Matrix oldLocalToGlobal = mLocalToGlobal;
 380     transform.computeLocalToWorldMatrix(mLocalToGlobal, this);
 381
 382     // walk the children
 383     traverse(transform);
 384
 385     // Restore that one
 386     mLocalToGlobal = oldLocalToGlobal;
 387     sphIsec = oldSphIsec;
 388     mBackfaceCulling = oldBackfaceCulling;
 389     mGroundProperty = oldGp;
 390   }
 391
 392   void addTriangle(const osg::Vec3& v1, const osg::Vec3& v2,
 393                    const osg::Vec3& v3)
 394   {
 395     FGGroundCache::Triangle t;
 396     osg::Vec3d gv1 = osg::Vec3d(v1)*mLocalToGlobal;
 397     osg::Vec3d gv2 = osg::Vec3d(v2)*mLocalToGlobal;
 398     osg::Vec3d gv3 = osg::Vec3d(v3)*mLocalToGlobal;
 399     for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
 400       t.vertices[0][i] = gv1[i];
 401       t.vertices[1][i] = gv2[i];
 402       t.vertices[2][i] = gv3[i];
 403     }
 404     // FIXME: can do better ...
 405     t.boundCenter = (1.0/3)*(t.vertices[0] + t.vertices[1] + t.vertices[2]);
 406     t.boundRadius = std::max(length(t.vertices[0] - t.boundCenter),
 407                              length(t.vertices[1] - t.boundCenter));
 408     t.boundRadius = std::max(t.boundRadius,
 409                              length(t.vertices[2] - t.boundCenter));
 410
 411     sgdMakePlane(t.plane.sg(), t.vertices[0].sg(), t.vertices[1].sg(),
 412                  t.vertices[2].sg());
 413     double d = sgdScalarProductVec3(mDown.sg(), t.plane.sg());
 414     if (d > 0) {
 415       if (mBackfaceCulling) {
 416         // Surface points downwards, ignore for altitude computations.
 417         return;
 418       } else
 419         t.plane = -t.plane;
 420     }
 421
 422     // Check if the sphere around the vehicle intersects the sphere
 423     // around that triangle. If so, put that triangle into the cache.
 424     if (sphIsec &&
 425         distSqr(t.boundCenter, mCacheReference)
 426         < (t.boundRadius + mCacheRadius)*(t.boundRadius + mCacheRadius) ) {
 427       t.velocity = mGroundProperty.vel;
 428       t.rotation = mGroundProperty.rot;
 429       t.rotation_pivot = mGroundProperty.pivot - mGroundCache->cache_center;
 430       t.type = mGroundProperty.type;
 431       mGroundCache->triangles.push_back(t);
 432     }
 433
 434     // In case the cache is empty, we still provide agl computations.
 435     // But then we use the old way of having a fixed elevation value for
 436     // the whole lifetime of this cache.
 437     if ( fgdIsectSphereInfLine(t.boundCenter, t.boundRadius,
 438                                mCacheReference, mDown) ) {
 439       SGVec3d isectpoint;
 440       if ( sgdIsectInfLinePlane( isectpoint.sg(), mCacheReference.sg(),
 441                                  mDown.sg(), t.plane.sg() ) &&
 442            fgdPointInTriangle( isectpoint, t.vertices ) ) {
 443         // Only accept the altitude if the intersection point is below the
 444         // ground cache midpoint
 445         if (0 < dot(isectpoint - mCacheReference, mDown)) {
 446           mGroundCache->found_ground = true;
 447           isectpoint += mGroundCache->cache_center;
 448           double this_radius = length(isectpoint);
 449           if (mGroundCache->ground_radius < this_radius)
 450             mGroundCache->ground_radius = this_radius;
 451         }
 452       }
 453     }
 454   }
 455
 456   void addLine(const osg::Vec3& v1, const osg::Vec3& v2)
 457   {
 458     SGVec3d gv1 = SGVec3d(osg::Vec3d(v1)*mLocalToGlobal);
 459     SGVec3d gv2 = SGVec3d(osg::Vec3d(v2)*mLocalToGlobal);
 460
 461     SGVec3d boundCenter = 0.5*(gv1 + gv2);
 462     double boundRadius = length(gv1 - boundCenter);
 463
 464     if (distSqr(boundCenter, mCacheReference)
 465         < (boundRadius + mWireCacheRadius)*(boundRadius + mWireCacheRadius) ) {
 466       if (mGroundProperty.type == FGInterface::Wire) {
 467         FGGroundCache::Wire wire;
 468         wire.ends[0] = gv1;
 469         wire.ends[1] = gv2;
 470         wire.velocity = mGroundProperty.vel;
 471         wire.rotation = mGroundProperty.rot;
 472         wire.rotation_pivot = mGroundProperty.pivot - mGroundCache->cache_center;
 473         wire.wire_id = mGroundProperty.wire_id;
 474
 475         mGroundCache->wires.push_back(wire);
 476       }
 477       if (mGroundProperty.type == FGInterface::Catapult) {
 478         FGGroundCache::Catapult cat;
 479         // Trick to get the ends in the right order.
 480         // Use the x axis in the original coordinate system. Choose the
 481         // most negative x-axis as the one pointing forward
 482         if (v1[0] < v2[0]) {
 483           cat.start = gv1;
 484           cat.end = gv2;
 485         } else {
 486           cat.start = gv2;
 487           cat.end = gv1;
 488         }
 489         cat.velocity = mGroundProperty.vel;
 490         cat.rotation = mGroundProperty.rot;
 491         cat.rotation_pivot = mGroundProperty.pivot - mGroundCache->cache_center;
 492
 493         mGroundCache->catapults.push_back(cat);
 494       }
 495     }
 496   }
 497
 498   SGExtendedTriangleFunctor<GroundCacheFill> mTriangleFunctor;
 499   FGGroundCache* mGroundCache;
 500   SGVec3d mCacheReference;
 501   double mCacheRadius;
 502   double mWireCacheRadius;
 503   osg::Matrix mLocalToGlobal;
 504   SGVec3d mDown;
 505   bool sphIsec;
 506   bool mBackfaceCulling;
 507   FGGroundCache::GroundProperty mGroundProperty;
 508 };
 509
 510 FGGroundCache::FGGroundCache()
 511 {
 512   cache_center = SGVec3d(0, 0, 0);
 513   ground_radius = 0.0;
 514   cache_ref_time = 0.0;
 515   wire_id = 0;
 516   reference_wgs84_point = SGVec3d(0, 0, 0);
 517   reference_vehicle_radius = 0.0;
 518   found_ground = false;
 519 }
 520
 521 FGGroundCache::~FGGroundCache()
 522 {
 523 }
 524
 525 inline void
 526 FGGroundCache::velocityTransformTriangle(double dt,
 527                                          FGGroundCache::Triangle& dst,
 528                                          const FGGroundCache::Triangle& src)
 529 {
 530   dst = src;
 531
 532   if (fabs(dt*dot(src.velocity, src.velocity)) < SGLimitsd::epsilon())
 533     return;
 534
 535   for (int i = 0; i < 3; ++i) {
 536     SGVec3d pivotoff = src.vertices[i] - src.rotation_pivot;
 537     dst.vertices[i] += dt*(src.velocity + cross(src.rotation, pivotoff));
 538   }
 539
 540   // Transform the plane equation
 541   SGVec3d pivotoff, vel;
 542   sgdSubVec3(pivotoff.sg(), dst.plane.sg(), src.rotation_pivot.sg());
 543   vel = src.velocity + cross(src.rotation, pivotoff);
 544   dst.plane[3] += dt*sgdScalarProductVec3(dst.plane.sg(), vel.sg());
 545
 546   dst.boundCenter += dt*src.velocity;
 547 }
 548
 549 bool
 550 FGGroundCache::prepare_ground_cache(double ref_time, const SGVec3d& pt,
 551                                     double rad)
 552 {
 553   // Empty cache.
 554   ground_radius = 0.0;
 555   found_ground = false;
 556   triangles.resize(0);
 557   catapults.resize(0);
 558   wires.resize(0);
 559
 560   // Store the parameters we used to build up that cache.
 561   reference_wgs84_point = pt;
 562   reference_vehicle_radius = rad;
 563   // Store the time reference used to compute movements of moving triangles.
 564   cache_ref_time = ref_time;
 565
 566   // Get a normalized down vector valid for the whole cache
 567   SGQuatd hlToEc = SGQuatd::fromLonLat(SGGeod::fromCart(pt));
 568   down = hlToEc.rotate(SGVec3d(0, 0, 1));
 569
 570   // Decide where we put the scenery center.
 571   SGVec3d old_cntr = globals->get_scenery()->get_center();
 572   SGVec3d cntr(pt);
 573   // Only move the cache center if it is unacceptable far away.
 574   if (40*40 < distSqr(old_cntr, cntr))
 575     globals->get_scenery()->set_center(cntr);
 576   else
 577     cntr = old_cntr;
 578
 579   // The center of the cache.
 580   cache_center = cntr;
 581
 582   // Prepare sphere around the aircraft.
 583   SGVec3d ptoff = pt - cache_center;
 584   double cacheRadius = rad;
 585
 586   // Prepare bigger sphere around the aircraft.
 587   // This one is required for reliably finding wires we have caught but
 588   // have already left the hopefully smaller sphere for the ground reactions.
 589   const double max_wire_dist = 300.0;
 590   double wireCacheRadius = max_wire_dist < rad ? rad : max_wire_dist;
 591
 592   // Walk the scene graph and extract solid ground triangles and carrier data.
 593   GroundCacheFillVisitor gcfv(this, down, ptoff, cacheRadius, wireCacheRadius);
 594   globals->get_scenery()->get_scene_graph()->accept(gcfv);
 595
 596   // some stats
 597   SG_LOG(SG_FLIGHT,SG_DEBUG, "prepare_ground_cache(): ac radius = " << rad
 598          << ", # triangles = " << triangles.size()
 599          << ", # wires = " << wires.size()
 600          << ", # catapults = " << catapults.size()
 601          << ", ground_radius = " << ground_radius );
 602
 603   // If the ground radius is still below 5e6 meters, then we do not yet have
 604   // any scenery.
 605   found_ground = found_ground && 5e6 < ground_radius;
 606   if (!found_ground)
 607     SG_LOG(SG_FLIGHT, SG_WARN, "prepare_ground_cache(): trying to build cache "
 608            "without any scenery below the aircraft" );
 609
 610   if (cntr != old_cntr)
 611     globals->get_scenery()->set_center(old_cntr);
 612
 613   return found_ground;
 614 }
 615
 616 bool
 617 FGGroundCache::is_valid(double& ref_time, SGVec3d& pt, double& rad)
 618 {
 619   pt = reference_wgs84_point;
 620   rad = reference_vehicle_radius;
 621   ref_time = cache_ref_time;
 622   return found_ground;
 623 }
 624
 625 double
 626 FGGroundCache::get_cat(double t, const SGVec3d& dpt,
 627                        SGVec3d end[2], SGVec3d vel[2])
 628 {
 629   // start with a distance of 1e10 meters...
 630   double dist = 1e10;
 631
 632   // Time difference to the reference time.
 633   t -= cache_ref_time;
 634
 635   size_t sz = catapults.size();
 636   for (size_t i = 0; i < sz; ++i) {
 637     SGVec3d pivotoff, rvel[2];
 638     pivotoff = catapults[i].start - catapults[i].rotation_pivot;
 639     rvel[0] = catapults[i].velocity + cross(catapults[i].rotation, pivotoff);
 640     pivotoff = catapults[i].end - catapults[i].rotation_pivot;
 641     rvel[1] = catapults[i].velocity + cross(catapults[i].rotation, pivotoff);
 642
 643     SGVec3d thisEnd[2];
 644     thisEnd[0] = cache_center + catapults[i].start + t*rvel[0];
 645     thisEnd[1] = cache_center + catapults[i].end + t*rvel[1];
 646
 647     sgdLineSegment3 ls;
 648     sgdCopyVec3(ls.a, thisEnd[0].sg());
 649     sgdCopyVec3(ls.b, thisEnd[1].sg());
 650     double this_dist = sgdDistSquaredToLineSegmentVec3( ls, dpt.sg() );
 651
 652     if (this_dist < dist) {
 653       SG_LOG(SG_FLIGHT,SG_INFO, "Found catapult "
 654              << this_dist << " meters away");
 655       dist = this_dist;
 656
 657       end[0] = thisEnd[0];
 658       end[1] = thisEnd[1];
 659       vel[0] = rvel[0];
 660       vel[1] = rvel[1];
 661     }
 662   }
 663
 664   // At the end take the root, we only computed squared distances ...
 665   return sqrt(dist);
 666 }
 667
 668 bool
 669 FGGroundCache::get_agl(double t, const SGVec3d& dpt, double max_altoff,
 670                        SGVec3d& contact, SGVec3d& normal, SGVec3d& vel,
 671                        int *type, const SGMaterial** material, double *agl)
 672 {
 673   bool ret = false;
 674
 675   *type = FGInterface::Unknown;
 676 //   *agl = 0.0;
 677   if (material)
 678     *material = 0;
 679   vel = SGVec3d(0, 0, 0);
 680   contact = SGVec3d(0, 0, 0);
 681   normal = SGVec3d(0, 0, 0);
 682
 683   // Time difference to th reference time.
 684   t -= cache_ref_time;
 685
 686   // The double valued point we start to search for intersection.
 687   SGVec3d pt = dpt - cache_center;
 688
 689   // Initialize to something sensible
 690   double current_radius = 0.0;
 691
 692   size_t sz = triangles.size();
 693   for (size_t i = 0; i < sz; ++i) {
 694     Triangle triangle;
 695     velocityTransformTriangle(t, triangle, triangles[i]);
 696     if (!fgdIsectSphereInfLine(triangle.boundCenter, triangle.boundRadius, pt, down))
 697       continue;
 698
 699     // Check for intersection.
 700     SGVec3d isecpoint;
 701     if ( sgdIsectInfLinePlane( isecpoint.sg(), pt.sg(), down.sg(), triangle.plane.sg() ) &&
 702          fgdPointInTriangle( isecpoint, triangle.vertices ) ) {
 703       // Compute the vector from pt to the intersection point ...
 704       SGVec3d off = isecpoint - pt;
 705       // ... and check if it is too high or not
 706       if (-max_altoff < dot(off, down)) {
 707         // Transform to the wgs system
 708         isecpoint += cache_center;
 709         // compute the radius, good enough approximation to take the geocentric radius
 710         double radius = dot(isecpoint, isecpoint);
 711         if (current_radius < radius) {
 712           current_radius = radius;
 713           ret = true;
 714           // Save the new potential intersection point.
 715           contact = isecpoint;
 716           // The first three values in the vector are the plane normal.
 717           sgdCopyVec3( normal.sg(), triangle.plane.sg() );
 718           // The velocity wrt earth.
 719           SGVec3d pivotoff = pt - triangle.rotation_pivot;
 720           vel = triangle.velocity + cross(triangle.rotation, pivotoff);
 721           // Save the ground type.
 722           *type = triangle.type;
 723           *agl = dot(down, contact - dpt);
 724           if (material)
 725             *material = triangle.material;
 726         }
 727       }
 728     }
 729   }
 730
 731   if (ret)
 732     return true;
 733
 734   // Whenever we did not have a ground triangle for the requested point,
 735   // take the ground level we found during the current cache build.
 736   // This is as good as what we had before for agl.
 737   double r = length(dpt);
 738   contact = dpt;
 739   contact *= ground_radius/r;
 740   normal = -down;
 741   vel = SGVec3d(0, 0, 0);
 742
 743   // The altitude is the distance of the requested point from the
 744   // contact point.
 745   *agl = dot(down, contact - dpt);
 746   *type = FGInterface::Unknown;
 747
 748   return ret;
 749 }
 750
 751 bool FGGroundCache::caught_wire(double t, const SGVec3d pt[4])
 752 {
 753   size_t sz = wires.size();
 754   if (sz == 0)
 755     return false;
 756
 757   // Time difference to the reference time.
 758   t -= cache_ref_time;
 759
 760   // Build the two triangles spanning the area where the hook has moved
 761   // during the past step.
 762   SGVec4d plane[2];
 763   SGVec3d tri[2][3];
 764   sgdMakePlane( plane[0].sg(), pt[0].sg(), pt[1].sg(), pt[2].sg() );
 765   tri[0][0] = pt[0];
 766   tri[0][1] = pt[1];
 767   tri[0][2] = pt[2];
 768   sgdMakePlane( plane[1].sg(), pt[0].sg(), pt[2].sg(), pt[3].sg() );
 769   tri[1][0] = pt[0];
 770   tri[1][1] = pt[2];
 771   tri[1][2] = pt[3];
 772
 773   // Intersect the wire lines with each of these triangles.
 774   // You have caught a wire if they intersect.
 775   for (size_t i = 0; i < sz; ++i) {
 776     SGVec3d le[2];
 777     for (int k = 0; k < 2; ++k) {
 778       le[k] = wires[i].ends[k];
 779       SGVec3d pivotoff = le[k] - wires[i].rotation_pivot;
 780       SGVec3d vel = wires[i].velocity + cross(wires[i].rotation, pivotoff);
 781       le[k] += t*vel + cache_center;
 782     }
 783
 784     for (int k=0; k<2; ++k) {
 785       SGVec3d isecpoint;
 786       double isecval = sgdIsectLinesegPlane(isecpoint.sg(), le[0].sg(),
 787                                             le[1].sg(), plane[k].sg());
 788       if ( 0.0 <= isecval && isecval <= 1.0 &&
 789            fgdPointInTriangle( isecpoint, tri[k] ) ) {
 790         SG_LOG(SG_FLIGHT,SG_INFO, "Caught wire");
 791         // Store the wire id.
 792         wire_id = wires[i].wire_id;
 793         return true;
 794       }
 795     }
 796   }
 797
 798   return false;
 799 }
 800
 801 bool FGGroundCache::get_wire_ends(double t, SGVec3d end[2], SGVec3d vel[2])
 802 {
 803   // Fast return if we do not have an active wire.
 804   if (wire_id < 0)
 805     return false;
 806
 807   // Time difference to the reference time.
 808   t -= cache_ref_time;
 809
 810   // Search for the wire with the matching wire id.
 811   size_t sz = wires.size();
 812   for (size_t i = 0; i < sz; ++i) {
 813     if (wires[i].wire_id == wire_id) {
 814       for (size_t k = 0; k < 2; ++k) {
 815         SGVec3d pivotoff = end[k] - wires[i].rotation_pivot;
 816         vel[k] = wires[i].velocity + cross(wires[i].rotation, pivotoff);
 817         end[k] = cache_center + wires[i].ends[k] + t*vel[k];
 818       }
 819       return true;
 820     }
 821   }
 822
 823   return false;
 824 }
 825
 826 void FGGroundCache::release_wire(void)
 827 {
 828   wire_id = -1;
 829 }