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