src/Main/CameraGroup.hxx

   1 // Copyright (C) 2008  Tim Moore
   2 //
   3 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   4 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
   5 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
   6 // License, or (at your option) any later version.
   7 //
   8 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
   9 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  11 // General Public License for more details.
  12 //
  13 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  14 // along with this program; if not, write to the Free Software
  15 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  16
  17 #ifndef CAMERAGROUP_HXX
  18 #define CAMERAGROUP_HXX 1
  19
  20 #include <map>
  21 #include <string>
  22 #include <vector>
  23
  24 #include <osg/Matrix>
  25 #include <osg/ref_ptr>
  26 #include <osg/Referenced>
  27 #include <osg/Node>
  28 #include <osg/TextureRectangle>
  29 #include <osg/Texture2D>
  30 #include <osgUtil/RenderBin>
  31
  32 // For osgUtil::LineSegmentIntersector::Intersections, which is a typedef.
  33 #include <osgUtil/LineSegmentIntersector>
  34 namespace osg
  35 {
  36 class Camera;
  37 }
  38
  39 namespace osgViewer
  40 {
  41 class Viewer;
  42 }
  43
  44 class SGPropertyNode;
  45
  46 namespace flightgear
  47 {
  48
  49 class GraphicsWindow;
  50
  51 struct RenderBufferInfo {
  52         enum Kind {
  53                 DEPTH_BUFFER,
  54                 NORMAL_BUFFER,
  55                 DIFFUSE_BUFFER,
  56                 SPEC_EMIS_BUFFER,
  57                 LIGHTING_BUFFER
  58         };
  59
  60         RenderBufferInfo(osg::Texture2D* t = 0, float s = 1.0 ) : texture(t), scaleFactor(s) {}
  61         osg::ref_ptr<osg::Texture2D> texture;
  62         float scaleFactor;
  63 };
  64 typedef std::map<RenderBufferInfo::Kind,RenderBufferInfo> RenderBufferMap;
  65 typedef std::map<osg::Camera::BufferComponent,size_t> AttachmentMap;
  66
  67 struct RenderStageInfo {
  68         RenderStageInfo(osg::Camera* camera_ = 0, int si = -1, bool fs = false)
  69                 : camera(camera_), slaveIndex(si), scaleFactor(1.0f), fullscreen(fs)
  70                 , resizable(true)
  71         {
  72         }
  73
  74         osg::ref_ptr<osg::Camera> camera;
  75         AttachmentMap buffers;
  76         int slaveIndex;
  77         float scaleFactor;
  78         bool fullscreen;
  79         bool resizable;
  80 };
  81
  82 enum CameraKind {
  83         MAIN_CAMERA,
  84         FAR_CAMERA,
  85         GEOMETRY_CAMERA,
  86         SHADOW_CAMERA,
  87         BLOOM_CAMERA_1,
  88         BLOOM_CAMERA_2,
  89         AO_CAMERA_1,
  90         AO_CAMERA_2,
  91         AO_CAMERA_3,
  92         LIGHTING_CAMERA,
  93         DISPLAY_CAMERA
  94 };
  95 typedef std::map<CameraKind,RenderStageInfo> CameraMap;
  96
  97 /** A wrapper around osg::Camera that contains some extra information.
  98  */
  99 struct CameraInfo : public osg::Referenced
 100 {
 101     CameraInfo(unsigned flags_)
 102         : flags(flags_),
 103           x(0.0), y(0.0), width(0.0), height(0.0),
 104           physicalWidth(0), physicalHeight(0), bezelHeightTop(0),
 105           bezelHeightBottom(0), bezelWidthLeft(0), bezelWidthRight(0),
 106           relativeCameraParent(~0u),
 107           bufferSize( new osg::Uniform("fg_BufferSize", osg::Vec2f() ) ),
 108           projInverse( new osg::Uniform( "fg_ProjectionMatrixInverse", osg::Matrixf() ) ),
 109           viewInverse( new osg::Uniform( "fg_ViewMatrixInverse",osg::Matrixf() ) ),
 110           view( new osg::Uniform( "fg_ViewMatrix",osg::Matrixf() ) ),
 111           du( new osg::Uniform( "fg_du",osg::Vec4() ) ),
 112           dv( new osg::Uniform( "fg_dv",osg::Vec4() ) )
 113     {
 114     }
 115
 116         /** Update and resize cameras
 117          */
 118         void updateCameras();
 119         void resized(double w, double h);
 120     /** The name as given in the config file.
 121      */
 122     std::string name;
 123     /** Properties of the camera. @see CameraGroup::Flags.
 124      */
 125     unsigned flags;
 126
 127     /** Viewport parameters.
 128      */
 129     double x;
 130     double y;
 131     double width;
 132     double height;
 133     /** Physical size parameters.
 134      */
 135     double physicalWidth;
 136     double physicalHeight;
 137     double bezelHeightTop;
 138     double bezelHeightBottom;
 139     double bezelWidthLeft;
 140     double bezelWidthRight;
 141     /** The parent camera for relative camera configurations.
 142      */
 143     unsigned relativeCameraParent;
 144
 145     /** the camera objects
 146      */
 147         CameraMap cameras;
 148         void addCamera( CameraKind k, osg::Camera* c, int si = -1, bool fs = false ) { cameras[k].camera = c; cameras[k].slaveIndex = si; cameras[k].fullscreen = fs; }
 149         void addCamera( CameraKind k, osg::Camera* c, bool fs ) { cameras[k].camera = c; cameras[k].fullscreen = fs; }
 150         osg::Camera* getCamera(CameraKind k) const;
 151         int getMainSlaveIndex() const;
 152         RenderStageInfo& getRenderStageInfo( CameraKind k ) { return cameras[k]; }
 153
 154         /** the buffer objects
 155          */
 156         RenderBufferMap buffers;
 157         void addBuffer(RenderBufferInfo::Kind k, osg::Texture2D* tex, float scale = 1.0 ) { buffers[k] = RenderBufferInfo(tex,scale); }
 158         osg::Texture2D* getBuffer(RenderBufferInfo::Kind k) { return buffers[k].texture.get(); }
 159
 160     osg::ref_ptr<osg::Uniform> bufferSize;
 161     //osg::ref_ptr<osg::Uniform> bloomOffset[2];
 162     osg::ref_ptr<osg::Uniform> projInverse;
 163     osg::ref_ptr<osg::Uniform> viewInverse;
 164     osg::ref_ptr<osg::Uniform> view;
 165     osg::ref_ptr<osg::Uniform> du;
 166     osg::ref_ptr<osg::Uniform> dv;
 167
 168         void setMatrices( osg::Camera* c );
 169
 170         osgUtil::RenderBin::RenderBinList savedTransparentBins;
 171     /** The reference points in the parents projection space.
 172      */
 173     osg::Vec2d parentReference[2];
 174     /** The reference points in the current projection space.
 175      */
 176     osg::Vec2d thisReference[2];
 177 };
 178
 179 /** Update the OSG cameras from the camera info.
 180  */
 181 void updateCameras(const CameraInfo* info);
 182
 183 class CameraGroup : public osg::Referenced
 184 {
 185 public:
 186     /** properties of a camera.
 187      */
 188     enum Flags
 189     {
 190         VIEW_ABSOLUTE = 0x1, /**< The camera view is absolute, not
 191                                 relative to the master camera. */
 192         PROJECTION_ABSOLUTE = 0x2, /**< The projection is absolute. */
 193         ORTHO = 0x4,               /**< The projection is orthographic */
 194         GUI = 0x8,                 /**< Camera draws the GUI. */
 195         DO_INTERSECTION_TEST = 0x10,/**< scene intersection tests this
 196                                        camera. */
 197         FIXED_NEAR_FAR = 0x20,     /**< take the near far values in the
 198                                       projection for real. */
 199         ENABLE_MASTER_ZOOM = 0x40  /**< Can apply the zoom algorithm. */
 200     };
 201     /** Create a camera group associated with an osgViewer::Viewer.
 202      * @param viewer the viewer
 203      */
 204     CameraGroup(osgViewer::Viewer* viewer);
 205     /** Get the camera group's Viewer.
 206      * @return the viewer
 207      */
 208     osgViewer::Viewer* getViewer() { return _viewer.get(); }
 209     /** Create an osg::Camera from a property node and add it to the
 210      * camera group.
 211      * @param cameraNode the property node.
 212      * @return a CameraInfo object for the camera.
 213      */
 214     CameraInfo* buildCamera(SGPropertyNode* cameraNode);
 215     /** Create a camera from properties that will draw the GUI and add
 216      * it to the camera group.
 217      * @param cameraNode the property node. This can be 0, in which
 218      * case a default GUI camera is created.
 219      * @param window the GraphicsWindow to use for the GUI camera. If
 220      * this is 0, the window is determined from the property node.
 221      * @return a CameraInfo object for the GUI camera.
 222      */
 223     CameraInfo* buildGUICamera(SGPropertyNode* cameraNode,
 224                                GraphicsWindow* window = 0);
 225     /** Update the view for the camera group.
 226      * @param position the world position of the view
 227      * @param orientation the world orientation of the view.
 228      */
 229     void update(const osg::Vec3d& position, const osg::Quat& orientation);
 230     /** Set the parameters of the viewer's master camera. This won't
 231      * affect cameras that have CameraFlags::PROJECTION_ABSOLUTE set.
 232      * XXX Should znear and zfar be settable?
 233      * @param vfov the vertical field of view angle
 234      * @param aspectRatio the master camera's aspect ratio. This
 235      * doesn't actually change the viewport, but should reflect the
 236      * current viewport.
 237      */
 238     void setCameraParameters(float vfov, float aspectRatio);
 239     /** Set the default CameraGroup, which is the only one that
 240      * matters at this time.
 241      * @param group the group to set.
 242      */
 243     static void setDefault(CameraGroup* group) { _defaultGroup = group; }
 244     /** Get the default CameraGroup.
 245      * @return the default camera group.
 246      */
 247     static CameraGroup* getDefault() { return _defaultGroup.get(); }
 248     typedef std::vector<osg::ref_ptr<CameraInfo> > CameraList;
 249     typedef CameraList::iterator CameraIterator;
 250     typedef CameraList::const_iterator ConstCameraIterator;
 251     /** Get iterator for camera vector. The iterator's value is a ref_ptr.
 252      */
 253     CameraIterator camerasBegin() { return _cameras.begin(); }
 254     /** Get iteator pointing to the end of the camera list.
 255      */
 256     CameraIterator camerasEnd() { return _cameras.end(); }
 257     ConstCameraIterator camerasBegin() const { return _cameras.begin(); }
 258     ConstCameraIterator camerasEnd() const { return _cameras.end(); }
 259     void addCamera(CameraInfo* info) { _cameras.push_back(info); }
 260     /** Build a complete CameraGroup from a property node.
 261      * @param viewer the viewer associated with this camera group.
 262      * @param the camera group property node.
 263      */
 264     static CameraGroup* buildCameraGroup(osgViewer::Viewer* viewer,
 265                                          SGPropertyNode* node);
 266     /** Set the cull mask on all non-GUI cameras
 267      */
 268     void setCameraCullMasks(osg::Node::NodeMask nm);
 269     /** Update camera properties after a resize event.
 270      */
 271     void resized();
 272
 273     void buildDistortionCamera(const SGPropertyNode* psNode,
 274                                osg::Camera* camera);
 275
 276     /**
 277      * get aspect ratio of master camera's viewport
 278      */
 279     double getMasterAspectRatio() const;
 280
 281     /**
 282      * find the GUI camera if one is defined
 283      */
 284     const CameraInfo* getGUICamera() const;
 285 protected:
 286     CameraList _cameras;
 287     osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> _viewer;
 288     static osg::ref_ptr<CameraGroup> _defaultGroup;
 289     // Near, far for the master camera if used.
 290     float _zNear;
 291     float _zFar;
 292     float _nearField;
 293     typedef std::map<std::string, osg::ref_ptr<osg::TextureRectangle> > TextureMap;
 294     TextureMap _textureTargets;
 295 };
 296
 297 }
 298
 299 namespace osgGA
 300 {
 301 class GUIEventAdapter;
 302 }
 303
 304 namespace flightgear
 305 {
 306 /** Get the osg::Camera that draws the GUI, if any, from a camera
 307  * group.
 308  * @param cgroup the camera group
 309  * @return the GUI camera or 0
 310  */
 311 osg::Camera* getGUICamera(CameraGroup* cgroup);
 312 /** Choose a camera using an event and do intersection testing on its
 313  * view of the scene. Only cameras with the DO_INTERSECTION_TEST flag
 314  * set are considered.
 315  * @param cgroup the CameraGroup
 316  * @param ea the event containing a window and mouse coordinates
 317  * @param intersections container for the result of intersection
 318  * testing.
 319  * @return true if any intersections are found
 320  */
 321 bool computeIntersections(const CameraGroup* cgroup,
 322                           const osgGA::GUIEventAdapter* ea,
 323                           osgUtil::LineSegmentIntersector::Intersections&
 324                           intersections);
 325 /** Warp the pointer to coordinates in the GUI camera of a camera group.
 326  * @param cgroup the camera group
 327  * @param x x window coordinate of pointer
 328  * @param y y window coordinate of pointer, in "y down" coordinates.
 329  */
 330 void warpGUIPointer(CameraGroup* cgroup, int x, int y);
 331 }
 332 #endif