src/Main/viewer_rph.cxx

   1 // viewer_rph.cxx -- class for managing a Roll/Pitch/Heading viewer in
   2 //                   the flightgear world.
   3 //
   4 // Written by Curtis Olson, started August 1997.
   5 //                          overhaul started October 2000.
   6 //
   7 // Copyright (C) 1997 - 2000  Curtis L. Olson  - curt@flightgear.org
   8 //
   9 // This program is free software; you can redistribute it and/or
  10 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
  11 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  12 // License, or (at your option) any later version.
  13 //
  14 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  15 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17 // General Public License for more details.
  18 //
  19 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  20 // along with this program; if not, write to the Free Software
  21 // Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  22 //
  23 // $Id$
  24
  25
  26 #include <simgear/compiler.h>
  27
  28 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  29 #  include <config.h>
  30 #endif
  31
  32 #include <plib/ssg.h>           // plib include
  33
  34 #include <simgear/constants.h>
  35 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  36 #include <simgear/math/point3d.hxx>
  37 #include <simgear/math/polar3d.hxx>
  38 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  39 #include <simgear/math/vector.hxx>
  40
  41 #include <Scenery/scenery.hxx>
  42
  43 #include "globals.hxx"
  44 #include "viewer_rph.hxx"
  45
  46
  47 // Constructor
  48 FGViewerRPH::FGViewerRPH( void )
  49 {
  50     set_reverse_view_offset(false);
  51 }
  52
  53
  54 // VIEW_ROT = LARC_TO_SSG * ( VIEWo * VIEW_OFFSET )
  55 // This takes advantage of the fact that VIEWo and VIEW_OFFSET
  56 // only have entries in the upper 3x3 block
  57 // and that LARC_TO_SSG is just a shift of rows   NHV
  58 inline static void fgMakeViewRot( sgMat4 dst, const sgMat4 m1, const sgMat4 m2 )
  59 {
  60     for ( int j = 0 ; j < 3 ; j++ ) {
  61         dst[2][j] = m2[0][0] * m1[0][j] +
  62             m2[0][1] * m1[1][j] +
  63             m2[0][2] * m1[2][j];
  64
  65         dst[0][j] = m2[1][0] * m1[0][j] +
  66             m2[1][1] * m1[1][j] +
  67             m2[1][2] * m1[2][j];
  68
  69         dst[1][j] = m2[2][0] * m1[0][j] +
  70             m2[2][1] * m1[1][j] +
  71             m2[2][2] * m1[2][j];
  72     }
  73     dst[0][3] =
  74         dst[1][3] =
  75         dst[2][3] =
  76         dst[3][0] =
  77         dst[3][1] =
  78         dst[3][2] = SG_ZERO;
  79     dst[3][3] = SG_ONE;
  80 }
  81
  82
  83 inline static void fgMakeLOCAL( sgMat4 dst, const double Theta,
  84                                 const double Phi, const double Psi)
  85 {
  86     SGfloat cosTheta = (SGfloat) cos(Theta);
  87     SGfloat sinTheta = (SGfloat) sin(Theta);
  88     SGfloat cosPhi   = (SGfloat) cos(Phi);
  89     SGfloat sinPhi   = (SGfloat) sin(Phi);
  90     SGfloat sinPsi   = (SGfloat) sin(Psi) ;
  91     SGfloat cosPsi   = (SGfloat) cos(Psi) ;
  92
  93     dst[0][0] = cosPhi * cosTheta;
  94     dst[0][1] = sinPhi * cosPsi + cosPhi * -sinTheta * -sinPsi;
  95     dst[0][2] = sinPhi * sinPsi + cosPhi * -sinTheta * cosPsi;
  96     dst[0][3] = SG_ZERO;
  97
  98     dst[1][0] = -sinPhi * cosTheta;
  99     dst[1][1] = cosPhi * cosPsi + -sinPhi * -sinTheta * -sinPsi;
 100     dst[1][2] = cosPhi * sinPsi + -sinPhi * -sinTheta * cosPsi;
 101     dst[1][3] = SG_ZERO ;
 102
 103     dst[2][0] = sinTheta;
 104     dst[2][1] = cosTheta * -sinPsi;
 105     dst[2][2] = cosTheta * cosPsi;
 106     dst[2][3] = SG_ZERO;
 107
 108     dst[3][0] = SG_ZERO;
 109     dst[3][1] = SG_ZERO;
 110     dst[3][2] = SG_ZERO;
 111     dst[3][3] = SG_ONE ;
 112 }
 113
 114
 115 // Update the view parameters
 116 void FGViewerRPH::update() {
 117     sgVec3 minus_z, right, forward, tilt;
 118     sgMat4 VIEWo;
 119
 120     view_point.setPosition(geod_view_pos[0] * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 121                            geod_view_pos[1] * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 122                            geod_view_pos[2] * SG_METER_TO_FEET);
 123     sgCopyVec3(zero_elev, view_point.getZeroElevViewPos());
 124     sgdCopyVec3(abs_view_pos, view_point.getAbsoluteViewPos());
 125     sgCopyVec3(view_pos, view_point.getRelativeViewPos());
 126
 127     // code to calculate LOCAL matrix calculated from Phi, Theta, and
 128     // Psi (roll, pitch, yaw) in case we aren't running LaRCsim as our
 129     // flight model
 130
 131     fgMakeLOCAL( LOCAL, rph[1], rph[0], -rph[2] );
 132
 133     sgMakeRotMat4( UP,
 134                    geod_view_pos[0] * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 135                    0.0,
 136                    -geod_view_pos[1] * SGD_RADIANS_TO_DEGREES );
 137
 138     sgSetVec3( world_up, UP[0][0], UP[0][1], UP[0][2] );
 139     sgCopyMat4( VIEWo, LOCAL );
 140     sgPostMultMat4( VIEWo, UP );
 141
 142     // generate the sg view up and forward vectors
 143     sgSetVec3( view_up, VIEWo[0][0], VIEWo[0][1], VIEWo[0][2] );
 144     sgSetVec3( right, VIEWo[1][0], VIEWo[1][1], VIEWo[1][2] );
 145     sgSetVec3( forward, VIEWo[2][0], VIEWo[2][1], VIEWo[2][2] );
 146
 147     // generate the pilot offset vector in world coordinates
 148     sgVec3 pilot_offset_world;
 149     sgSetVec3( pilot_offset_world,
 150                pilot_offset[2], pilot_offset[1], -pilot_offset[0] );
 151     sgXformVec3( pilot_offset_world, pilot_offset_world, VIEWo );
 152
 153     // generate the view offset matrix
 154     sgMakeRotMat4( VIEW_OFFSET, view_offset * SGD_RADIANS_TO_DEGREES, view_up );
 155
 156     sgMat4 VIEW_TILT;
 157     sgMakeRotMat4( VIEW_TILT, view_tilt * SGD_RADIANS_TO_DEGREES, right );
 158     sgPreMultMat4(VIEW_OFFSET, VIEW_TILT);
 159     // cout << "VIEW_OFFSET matrix" << endl;
 160     // print_sgMat4( VIEW_OFFSET );
 161     sgXformVec3( view_forward, forward, VIEW_OFFSET );
 162     SG_LOG( SG_VIEW, SG_DEBUG, "(RPH) view forward = "
 163             << view_forward[0] << "," << view_forward[1] << ","
 164             << view_forward[2] );
 165
 166     // VIEW_ROT = LARC_TO_SSG * ( VIEWo * VIEW_OFFSET )
 167     fgMakeViewRot( VIEW_ROT, VIEW_OFFSET, VIEWo );
 168
 169     sgVec3 trans_vec;
 170     sgAddVec3( trans_vec, view_pos, pilot_offset_world );
 171
 172     // VIEW = VIEW_ROT * TRANS
 173     sgCopyMat4( VIEW, VIEW_ROT );
 174     sgPostMultMat4ByTransMat4( VIEW, trans_vec );
 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 GuiQuat_mat[4][4];
 181     sgPreMultMat4( VIEW, GuiQuat_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     sgVec3 world_down;
 197     sgNegateVec3(world_down, world_up);
 198     sgVectorProductVec3(surface_east, surface_south, world_down);
 199
 200     set_clean();
 201 }
 202
 203
 204 // Destructor
 205 FGViewerRPH::~FGViewerRPH( void ) {
 206 }