src/Main/location.cxx

   1 // location.cxx -- class for determining model location in the flightgear world.
   2 //
   3 // Written by Jim Wilson, David Megginson, started April 2002.
   4 // Based largely on code by Curtis Olson and Norman Vine.
   5 //
   6 // Copyright (C) 2002  Curtis L. Olson - curt@flightgear.org
   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., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  21 //
  22 // $Id$
  23
  24
  25 #include <simgear/compiler.h>
  26
  27 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  28 #  include <config.h>
  29 #endif
  30
  31 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  32 #include <simgear/constants.h>
  33 #include <simgear/math/point3d.hxx>
  34 #include <simgear/math/polar3d.hxx>
  35 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  36 #include <simgear/math/vector.hxx>
  37
  38 #include <Scenery/scenery.hxx>
  39
  40 #include "globals.hxx"
  41
  42 #include "location.hxx"
  43
  44
  45 /**
  46  * make model transformation Matrix - based on optimizations by NHV
  47  */
  48 static void MakeTRANS( sgMat4 dst, const double Theta,
  49                         const double Phi, const double Psi,
  50                         const sgMat4 UP)
  51 {
  52     SGfloat cosTheta = (SGfloat) cos(Theta);
  53     SGfloat sinTheta = (SGfloat) sin(Theta);
  54     SGfloat cosPhi   = (SGfloat) cos(Phi);
  55     SGfloat sinPhi   = (SGfloat) sin(Phi);
  56     SGfloat sinPsi   = (SGfloat) sin(Psi) ;
  57     SGfloat cosPsi   = (SGfloat) cos(Psi) ;
  58
  59     sgMat4 tmp;
  60
  61     tmp[0][0] = cosPhi * cosTheta;
  62     tmp[0][1] = sinPhi * cosPsi + cosPhi * -sinTheta * -sinPsi;
  63     tmp[0][2] = sinPhi * sinPsi + cosPhi * -sinTheta * cosPsi;
  64
  65     tmp[1][0] = -sinPhi * cosTheta;
  66     tmp[1][1] = cosPhi * cosPsi + -sinPhi * -sinTheta * -sinPsi;
  67     tmp[1][2] = cosPhi * sinPsi + -sinPhi * -sinTheta * cosPsi;
  68
  69     tmp[2][0] = sinTheta;
  70     tmp[2][1] = cosTheta * -sinPsi;
  71     tmp[2][2] = cosTheta * cosPsi;
  72
  73     float a = UP[0][0];
  74     float b = UP[1][0];
  75     float c = UP[2][0];
  76     dst[2][0] = a*tmp[0][0] + b*tmp[0][1] + c*tmp[0][2] ;
  77     dst[1][0] = a*tmp[1][0] + b*tmp[1][1] + c*tmp[1][2] ;
  78     dst[0][0] = -(a*tmp[2][0] + b*tmp[2][1] + c*tmp[2][2]) ;
  79     dst[3][0] = SG_ZERO ;
  80
  81     a = UP[0][1];
  82     b = UP[1][1];
  83     c = UP[2][1];
  84     dst[2][1] = a*tmp[0][0] + b*tmp[0][1] + c*tmp[0][2] ;
  85     dst[1][1] = a*tmp[1][0] + b*tmp[1][1] + c*tmp[1][2] ;
  86     dst[0][1] = -(a*tmp[2][0] + b*tmp[2][1] + c*tmp[2][2]) ;
  87     dst[3][1] = SG_ZERO ;
  88
  89     a = UP[0][2];
  90     c = UP[2][2];
  91     dst[2][2] = a*tmp[0][0] + c*tmp[0][2] ;
  92     dst[1][2] = a*tmp[1][0] + c*tmp[1][2] ;
  93     dst[0][2] = -(a*tmp[2][0] + c*tmp[2][2]) ;
  94     dst[3][2] = SG_ZERO ;
  95
  96     dst[2][3] = SG_ZERO ;
  97     dst[1][3] = SG_ZERO ;
  98     dst[0][3] = SG_ZERO ;
  99     dst[3][3] = SG_ONE ;
 100
 101 }
 102
 103
 104 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 105 // Implementation of FGLocation.
 106 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 107
 108 // Constructor
 109 FGLocation::FGLocation( void ):
 110     _dirty(true),
 111     _lon_deg(0),
 112     _lat_deg(0),
 113     _alt_ft(0),
 114     _roll_deg(0),
 115     _pitch_deg(0),
 116     _heading_deg(0),
 117     _cur_elev_m(0),
 118     _tile_center(0)
 119 {
 120     sgdZeroVec3(_absolute_view_pos);
 121     sgZeroVec3(_relative_view_pos);
 122     sgZeroVec3(_zero_elev_view_pos);
 123     sgMakeRotMat4( UP, 0.0, 0.0, 0.0 );
 124     sgMakeRotMat4( TRANS, 0.0, 0.0, 0.0 );
 125 }
 126
 127
 128 // Destructor
 129 FGLocation::~FGLocation( void ) {
 130 }
 131
 132 void
 133 FGLocation::init ()
 134 {
 135 }
 136
 137 void
 138 FGLocation::bind ()
 139 {
 140 }
 141
 142 void
 143 FGLocation::unbind ()
 144 {
 145 }
 146
 147 void
 148 FGLocation::setPosition (double lon_deg, double lat_deg, double alt_ft)
 149 {
 150   _dirty = true;
 151   _lon_deg = lon_deg;
 152   _lat_deg = lat_deg;
 153   _alt_ft = alt_ft;
 154 }
 155
 156 void
 157 FGLocation::setOrientation (double roll_deg, double pitch_deg, double heading_deg)
 158 {
 159   _dirty = true;
 160   _roll_deg = roll_deg;
 161   _pitch_deg = pitch_deg;
 162   _heading_deg = heading_deg;
 163 }
 164
 165 double *
 166 FGLocation::get_absolute_view_pos ()
 167 {
 168   if (_dirty)
 169     recalc();
 170   return _absolute_view_pos;
 171 }
 172
 173 float *
 174 FGLocation::getRelativeViewPos ()
 175 {
 176   if (_dirty)
 177     recalc();
 178   return _relative_view_pos;
 179 }
 180
 181 float *
 182 FGLocation::getZeroElevViewPos ()
 183 {
 184   if (_dirty)
 185     recalc();
 186   return _zero_elev_view_pos;
 187 }
 188
 189
 190 // recalc() is done every time one of the setters is called (making the
 191 // cached data "dirty") on the next "get".  It calculates all the outputs
 192 // for viewer.
 193 void
 194 FGLocation::recalc ()
 195 {
 196
 197   recalcPosition( _lon_deg, _lat_deg, _alt_ft );
 198
 199   // Make the world up rotation matrix for eye positioin...
 200   sgMakeRotMat4( UP, _lon_deg, 0.0, -_lat_deg );
 201
 202
 203   // get the world up radial vector from planet center for output
 204   sgSetVec3( _world_up, UP[0][0], UP[0][1], UP[0][2] );
 205
 206   // Creat local matrix with current geodetic position.  Converting
 207   // the orientation (pitch/roll/heading) to vectors.
 208   MakeTRANS( TRANS, _pitch_deg * SG_DEGREES_TO_RADIANS,
 209                       _roll_deg * SG_DEGREES_TO_RADIANS,
 210                       -_heading_deg * SG_DEGREES_TO_RADIANS,
 211                       UP);
 212
 213   // Given a vector pointing straight down (-Z), map into onto the
 214   // local plane representing "horizontal".  This should give us the
 215   // local direction for moving "south".
 216   sgVec3 minus_z;
 217   sgSetVec3( minus_z, 0.0, 0.0, -1.0 );
 218
 219   sgmap_vec_onto_cur_surface_plane(_world_up, _relative_view_pos, minus_z,
 220                                      _surface_south);
 221   sgNormalizeVec3(_surface_south);
 222
 223   // now calculate the surface east vector
 224   sgVec3 world_down;
 225   sgNegateVec3(world_down, _world_up);
 226   sgVectorProductVec3(_surface_east, _surface_south, world_down);
 227
 228   set_clean();
 229 }
 230
 231 void
 232 FGLocation::recalcPosition (double lon_deg, double lat_deg, double alt_ft) const
 233 {
 234   double sea_level_radius_m;
 235   double lat_geoc_rad;
 236
 237
 238                                 // Convert from geodetic to geocentric
 239                                 // coordinates.
 240   sgGeodToGeoc(lat_deg * SGD_DEGREES_TO_RADIANS,
 241                alt_ft * SG_FEET_TO_METER,
 242                &sea_level_radius_m,
 243                &lat_geoc_rad);
 244
 245                                 // Calculate the cartesian coordinates
 246                                 // of point directly below at sea level.
 247                                 // aka Zero Elevation Position
 248   Point3D p = Point3D(lon_deg * SG_DEGREES_TO_RADIANS,
 249                       lat_geoc_rad,
 250                       sea_level_radius_m);
 251   Point3D tmp = sgPolarToCart3d(p) - _tile_center;
 252   sgSetVec3(_zero_elev_view_pos, tmp[0], tmp[1], tmp[2]);
 253
 254                                 // Calculate the absolute view position
 255                                 // in fgfs coordinates.
 256                                 // aka Absolute View Position
 257   p.setz(p.radius() + alt_ft * SG_FEET_TO_METER);
 258   tmp = sgPolarToCart3d(p);
 259   sgdSetVec3(_absolute_view_pos, tmp[0], tmp[1], tmp[2]);
 260
 261                                 // Calculate the relative view position
 262                                 // from the scenery center.
 263                                 // aka Relative View Position
 264
 265   // FIXME: view position should ONLY be calculated in the viewer...
 266   // Anything else should calculate their own positions relative to the
 267   // viewer's tile_center.
 268   sgdVec3 scenery_center;
 269   sgdSetVec3(scenery_center,
 270         globals->get_scenery()->get_center().x(),
 271         globals->get_scenery()->get_center().y(),
 272         globals->get_scenery()->get_center().z());
 273   sgdVec3 view_pos;
 274   sgdSubVec3(view_pos, _absolute_view_pos, scenery_center);
 275   sgSetVec3(_relative_view_pos, view_pos);
 276
 277 }
 278
 279 void
 280 FGLocation::update (int dt)
 281 {
 282 }