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/vector.hxx>
  38
  39 #include <Scenery/scenery.hxx>
  40
  41 #include "globals.hxx"
  42 #include "viewer_lookat.hxx"
  43
  44
  45 // Constructor
  46 FGViewerLookAt::FGViewerLookAt( void )
  47 {
  48 }
  49
  50
  51 void fgMakeLookAtMat4 ( sgMat4 dst, const sgVec3 eye, const sgVec3 center,
  52                         const sgVec3 up )
  53 {
  54   // Caveats:
  55   // 1) In order to compute the line of sight, the eye point must not be equal
  56   //    to the center point.
  57   // 2) The up vector must not be parallel to the line of sight from the eye
  58   //    to the center point.
  59
  60   /* Compute the direction vectors */
  61   sgVec3 x,y,z;
  62
  63   /* Y vector = center - eye */
  64   sgSubVec3 ( y, center, eye ) ;
  65
  66   /* Z vector = up */
  67   sgCopyVec3 ( z, up ) ;
  68
  69   /* X vector = Y cross Z */
  70   sgVectorProductVec3 ( x, y, z ) ;
  71
  72   /* Recompute Z = X cross Y */
  73   sgVectorProductVec3 ( z, x, y ) ;
  74
  75   /* Normalize everything */
  76   sgNormaliseVec3 ( x ) ;
  77   sgNormaliseVec3 ( y ) ;
  78   sgNormaliseVec3 ( z ) ;
  79
  80   /* Build the matrix */
  81 #define M(row,col)  dst[row][col]
  82   M(0,0) = x[0];    M(0,1) = x[1];    M(0,2) = x[2];    M(0,3) = 0.0;
  83   M(1,0) = y[0];    M(1,1) = y[1];    M(1,2) = y[2];    M(1,3) = 0.0;
  84   M(2,0) = z[0];    M(2,1) = z[1];    M(2,2) = z[2];    M(2,3) = 0.0;
  85   M(3,0) = eye[0];  M(3,1) = eye[1];  M(3,2) = eye[2];  M(3,3) = 1.0;
  86 #undef M
  87 }
  88
  89
  90 // convert sgMat4 to MAT3 and print
  91 static void print_sgMat4( sgMat4 &in) {
  92     int i, j;
  93     for ( i = 0; i < 4; i++ ) {
  94         for ( j = 0; j < 4; j++ ) {
  95             printf("%10.4f ", in[i][j]);
  96         }
  97         cout << endl;
  98     }
  99 }
 100
 101
 102 // Update the view parameters
 103 void FGViewerLookAt::update() {
 104     Point3D tmp;
 105     sgVec3 minus_z;
 106
 107     // calculate the cartesion coords of the current lat/lon/0 elev
 108     Point3D p = Point3D( geod_view_pos[0],
 109                          geod_view_pos[1],
 110                          sea_level_radius );
 111
 112     tmp = sgPolarToCart3d(p) - scenery.center;
 113     sgSetVec3( zero_elev, tmp[0], tmp[1], tmp[2] );
 114
 115     // calculate view position in current FG view coordinate system
 116     // p.lon & p.lat are already defined earlier, p.radius was set to
 117     // the sea level radius, so now we add in our altitude.
 118     if ( geod_view_pos[2] > (scenery.cur_elev + 0.5 * METER_TO_FEET) ) {
 119         p.setz( p.radius() + geod_view_pos[2] );
 120     } else {
 121         p.setz( p.radius() + scenery.cur_elev + 0.5 * METER_TO_FEET );
 122     }
 123
 124     tmp = sgPolarToCart3d(p);
 125     sgdSetVec3( abs_view_pos, tmp[0], tmp[1], tmp[2] );
 126
 127     // view_pos = abs_view_pos - scenery.center;
 128     sgdVec3 sc;
 129     sgdSetVec3( sc, scenery.center.x(), scenery.center.y(), scenery.center.z());
 130     sgdVec3 vp;
 131     sgdSubVec3( vp, abs_view_pos, sc );
 132     sgSetVec3( view_pos, vp );
 133     sgAddVec3( view_pos, pilot_offset );
 134
 135     FG_LOG( FG_VIEW, FG_DEBUG, "sea level radius = " << sea_level_radius );
 136     FG_LOG( FG_VIEW, FG_DEBUG, "Polar view pos = " << p );
 137     FG_LOG( FG_VIEW, FG_DEBUG, "Absolute view pos = "
 138             << abs_view_pos[0] << ","
 139             << abs_view_pos[1] << ","
 140             << abs_view_pos[2] );
 141     FG_LOG( FG_VIEW, FG_DEBUG, "Relative view pos = "
 142             << view_pos[0] << "," << view_pos[1] << "," << view_pos[2] );
 143     FG_LOG( FG_VIEW, FG_DEBUG, "pilot offset = "
 144             << pilot_offset[0] << "," << pilot_offset[1] << ","
 145             << pilot_offset[2] );
 146     FG_LOG( FG_VIEW, FG_DEBUG, "view forward = "
 147             << view_forward[0] << "," << view_forward[1] << ","
 148             << view_forward[2] );
 149     FG_LOG( FG_VIEW, FG_DEBUG, "view up = "
 150             << view_up[0] << "," << view_up[1] << ","
 151             << view_up[2] );
 152
 153     // Make the VIEW matrix.
 154     fgMakeLookAtMat4( VIEW, view_pos, view_forward, view_up );
 155     // cout << "VIEW matrix" << endl;
 156     // print_sgMat4( VIEW );
 157
 158     // the VIEW matrix includes both rotation and translation.  Let's
 159     // knock out the translation part to make the VIEW_ROT matrix
 160     sgCopyMat4( VIEW_ROT, VIEW );
 161     VIEW_ROT[3][0] = VIEW_ROT[3][1] = VIEW_ROT[3][2] = 0.0;
 162
 163     // Make the world up rotation matrix
 164     sgMakeRotMat4( UP,
 165                    geod_view_pos[0] * RAD_TO_DEG,
 166                    0.0,
 167                    -geod_view_pos[1] * RAD_TO_DEG );
 168
 169     // use a clever observation into the nature of our tranformation
 170     // matrix to grab the world_up vector
 171     sgSetVec3( world_up, UP[0][0], UP[0][1], UP[0][2] );
 172     // cout << "World Up = " << world_up[0] << "," << world_up[1] << ","
 173     //      << world_up[2] << endl;
 174
 175
 176     //!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
 177     // THIS IS THE EXPERIMENTAL VIEWING ANGLE SHIFTER
 178     // THE MAJORITY OF THE WORK IS DONE IN GUI.CXX
 179     // this in gui.cxx for now just testing
 180     extern float quat_mat[4][4];
 181     sgPreMultMat4( VIEW, quat_mat);
 182     // !!!!!!!!!! testing
 183
 184     // Given a vector pointing straight down (-Z), map into onto the
 185     // local plane representing "horizontal".  This should give us the
 186     // local direction for moving "south".
 187     sgSetVec3( minus_z, 0.0, 0.0, -1.0 );
 188
 189     sgmap_vec_onto_cur_surface_plane(world_up, view_pos, minus_z,
 190                                      surface_south);
 191     sgNormalizeVec3(surface_south);
 192     // cout << "Surface direction directly south " << surface_south[0] << ","
 193     //      << surface_south[1] << "," << surface_south[2] << endl;
 194
 195     // now calculate the surface east vector
 196 #define USE_FAST_SURFACE_EAST
 197 #ifdef USE_FAST_SURFACE_EAST
 198     sgVec3 world_down;
 199     sgNegateVec3(world_down, world_up);
 200     sgVectorProductVec3(surface_east, surface_south, world_down);
 201 #else
 202     sgMakeRotMat4( TMP, FG_PI_2 * RAD_TO_DEG, world_up );
 203     // cout << "sgMat4 TMP" << endl;
 204     // print_sgMat4( TMP );
 205     sgXformVec3(surface_east, surface_south, TMP);
 206 #endif //  USE_FAST_SURFACE_EAST
 207     // cout << "Surface direction directly east " << surface_east[0] << ","
 208     //      << surface_east[1] << "," << surface_east[2] << endl;
 209     // cout << "Should be close to zero = "
 210     //      << sgScalarProductVec3(surface_south, surface_east) << endl;
 211
 212     set_clean();
 213 }
 214
 215
 216 // Destructor
 217 FGViewerLookAt::~FGViewerLookAt( void ) {
 218 }