src/Main/viewer_lookat.cxx

   1 // viewer_lookat.hxx -- class for managing a "look at" viewer in
   2 //                      the flightgear world.
   3 //
   4 // Written by Curtis Olson, started October 2000.
   5 //
   6 // Copyright (C) 2000  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 <plib/ssg.h>           // plib include
  32
  33 #include <simgear/constants.h>
  34 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  35 #include <simgear/math/point3d.hxx>
  36 #include <simgear/math/polar3d.hxx>
  37 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  38 #include <simgear/math/vector.hxx>
  39
  40 #include <Scenery/scenery.hxx>
  41
  42 #include "globals.hxx"
  43 #include "viewer_lookat.hxx"
  44
  45
  46 // Constructor
  47 FGViewerLookAt::FGViewerLookAt( void )
  48 {
  49     set_reverse_view_offset(true);
  50 }
  51
  52
  53 void fgMakeLookAtMat4 ( sgMat4 dst, const sgVec3 eye, const sgVec3 center,
  54                         const sgVec3 up )
  55 {
  56   // Caveats:
  57   // 1) In order to compute the line of sight, the eye point must not be equal
  58   //    to the center point.
  59   // 2) The up vector must not be parallel to the line of sight from the eye
  60   //    to the center point.
  61
  62   /* Compute the direction vectors */
  63   sgVec3 x,y,z;
  64
  65   /* Y vector = center - eye */
  66   sgSubVec3 ( y, center, eye ) ;
  67
  68   /* Z vector = up */
  69   sgCopyVec3 ( z, up ) ;
  70
  71   /* X vector = Y cross Z */
  72   sgVectorProductVec3 ( x, y, z ) ;
  73
  74   /* Recompute Z = X cross Y */
  75   sgVectorProductVec3 ( z, x, y ) ;
  76
  77   /* Normalize everything */
  78   sgNormaliseVec3 ( x ) ;
  79   sgNormaliseVec3 ( y ) ;
  80   sgNormaliseVec3 ( z ) ;
  81
  82   /* Build the matrix */
  83 #define M(row,col)  dst[row][col]
  84   M(0,0) = x[0];    M(0,1) = x[1];    M(0,2) = x[2];    M(0,3) = 0.0;
  85   M(1,0) = y[0];    M(1,1) = y[1];    M(1,2) = y[2];    M(1,3) = 0.0;
  86   M(2,0) = z[0];    M(2,1) = z[1];    M(2,2) = z[2];    M(2,3) = 0.0;
  87   M(3,0) = eye[0];  M(3,1) = eye[1];  M(3,2) = eye[2];  M(3,3) = 1.0;
  88 #undef M
  89 }
  90
  91
  92 #if 0
  93 // convert sgMat4 to MAT3 and print
  94 static void print_sgMat4( sgMat4 &in) {
  95     int i, j;
  96     for ( i = 0; i < 4; i++ ) {
  97         for ( j = 0; j < 4; j++ ) {
  98             printf("%10.4f ", in[i][j]);
  99         }
 100         cout << endl;
 101     }
 102 }
 103 #endif
 104
 105
 106 // Update the view parameters
 107 void FGViewerLookAt::update() {
 108     Point3D tmp;
 109     sgVec3 minus_z;
 110
 111     // convert to geocentric coordinates
 112     double geoc_lat;
 113     sgGeodToGeoc( geod_view_pos[1], geod_view_pos[2],
 114                   &sea_level_radius, &geoc_lat );
 115
 116     // calculate the cartesion coords of the current lat/lon/0 elev
 117     Point3D p = Point3D( geod_view_pos[0], geoc_lat, sea_level_radius );
 118
 119     tmp = sgPolarToCart3d(p) - scenery.get_center();
 120     sgSetVec3( zero_elev, tmp[0], tmp[1], tmp[2] );
 121
 122     // calculate view position in current FG view coordinate system
 123     // p.lon & p.lat are already defined earlier, p.radius was set to
 124     // the sea level radius, so now we add in our altitude.
 125     if ( geod_view_pos[2] > (scenery.get_cur_elev() + 0.5 * SG_METER_TO_FEET) ) {
 126         p.setz( p.radius() + geod_view_pos[2] );
 127     } else {
 128         p.setz( p.radius() + scenery.get_cur_elev() + 0.5 * SG_METER_TO_FEET );
 129     }
 130
 131     tmp = sgPolarToCart3d(p);
 132     sgdSetVec3( abs_view_pos, tmp[0], tmp[1], tmp[2] );
 133
 134     // view_pos = abs_view_pos - scenery.center;
 135     sgdVec3 sc;
 136     sgdSetVec3( sc,
 137                 scenery.get_center().x(),
 138                 scenery.get_center().y(),
 139                 scenery.get_center().z() );
 140     sgdVec3 vp;
 141     sgdSubVec3( vp, abs_view_pos, sc );
 142     sgSetVec3( view_pos, vp );
 143
 144     sgVec3 tmp_offset;
 145     sgCopyVec3( tmp_offset, pilot_offset );
 146     SG_LOG( SG_VIEW, SG_DEBUG, "tmp offset = "
 147             << tmp_offset[0] << "," << tmp_offset[1] << ","
 148             << tmp_offset[2] );
 149
 150     //!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
 151     // THIS IS THE EXPERIMENTAL VIEWING ANGLE SHIFTER
 152     // THE MAJORITY OF THE WORK IS DONE IN GUI.CXX
 153     extern float GuiQuat_mat[4][4];
 154     sgXformPnt3( tmp_offset, tmp_offset, GuiQuat_mat );
 155     SG_LOG( SG_VIEW, SG_DEBUG, "tmp_offset = "
 156             << tmp_offset[0] << "," << tmp_offset[1] << ","
 157             << tmp_offset[2] );
 158
 159     sgAddVec3( view_pos, tmp_offset );
 160     // !!!!!!!!!! testing
 161
 162     // sgAddVec3( view_pos, pilot_offset );
 163
 164     SG_LOG( SG_VIEW, SG_DEBUG, "sea level radius = " << sea_level_radius );
 165     SG_LOG( SG_VIEW, SG_DEBUG, "Polar view pos = " << p );
 166     SG_LOG( SG_VIEW, SG_DEBUG, "Absolute view pos = "
 167             << abs_view_pos[0] << ","
 168             << abs_view_pos[1] << ","
 169             << abs_view_pos[2] );
 170     SG_LOG( SG_VIEW, SG_DEBUG, "Relative view pos = "
 171             << view_pos[0] << "," << view_pos[1] << "," << view_pos[2] );
 172     SG_LOG( SG_VIEW, SG_DEBUG, "pilot offset = "
 173             << pilot_offset[0] << "," << pilot_offset[1] << ","
 174             << pilot_offset[2] );
 175     SG_LOG( SG_VIEW, SG_DEBUG, "view forward = "
 176             << view_forward[0] << "," << view_forward[1] << ","
 177             << view_forward[2] );
 178     SG_LOG( SG_VIEW, SG_DEBUG, "view up = "
 179             << view_up[0] << "," << view_up[1] << ","
 180             << view_up[2] );
 181
 182     // Make the VIEW matrix.
 183     fgMakeLookAtMat4( VIEW, view_pos, view_forward, view_up );
 184     // cout << "VIEW matrix" << endl;
 185     // print_sgMat4( VIEW );
 186
 187     // the VIEW matrix includes both rotation and translation.  Let's
 188     // knock out the translation part to make the VIEW_ROT matrix
 189     sgCopyMat4( VIEW_ROT, VIEW );
 190     VIEW_ROT[3][0] = VIEW_ROT[3][1] = VIEW_ROT[3][2] = 0.0;
 191
 192     // Make the world up rotation matrix
 193     sgMakeRotMat4( UP,
 194                    geod_view_pos[0] * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 195                    0.0,
 196                    -geod_view_pos[1] * SGD_RADIANS_TO_DEGREES );
 197
 198     // use a clever observation into the nature of our tranformation
 199     // matrix to grab the world_up vector
 200     sgSetVec3( world_up, UP[0][0], UP[0][1], UP[0][2] );
 201     // cout << "World Up = " << world_up[0] << "," << world_up[1] << ","
 202     //      << world_up[2] << endl;
 203
 204
 205     // Given a vector pointing straight down (-Z), map into onto the
 206     // local plane representing "horizontal".  This should give us the
 207     // local direction for moving "south".
 208     sgSetVec3( minus_z, 0.0, 0.0, -1.0 );
 209
 210     sgmap_vec_onto_cur_surface_plane(world_up, view_pos, minus_z,
 211                                      surface_south);
 212     sgNormalizeVec3(surface_south);
 213     // cout << "Surface direction directly south " << surface_south[0] << ","
 214     //      << surface_south[1] << "," << surface_south[2] << endl;
 215
 216     // now calculate the surface east vector
 217 #define USE_FAST_SURFACE_EAST
 218 #ifdef USE_FAST_SURFACE_EAST
 219     sgVec3 world_down;
 220     sgNegateVec3(world_down, world_up);
 221     sgVectorProductVec3(surface_east, surface_south, world_down);
 222 #else
 223     sgMakeRotMat4( TMP, SGD_PI_2 * SGD_RADIANS_TO_DEGREES, world_up );
 224     // cout << "sgMat4 TMP" << endl;
 225     // print_sgMat4( TMP );
 226     sgXformVec3(surface_east, surface_south, TMP);
 227 #endif //  USE_FAST_SURFACE_EAST
 228     // cout << "Surface direction directly east " << surface_east[0] << ","
 229     //      << surface_east[1] << "," << surface_east[2] << endl;
 230     // cout << "Should be close to zero = "
 231     //      << sgScalarProductVec3(surface_south, surface_east) << endl;
 232
 233     set_clean();
 234 }
 235
 236
 237 // Destructor
 238 FGViewerLookAt::~FGViewerLookAt( void ) {
 239 }