src/Main/views.cxx

   1 // views.cxx -- data structures and routines for managing and view
   2 //               parameters.
   3 //
   4 // Written by Curtis Olson, started August 1997.
   5 //
   6 // Copyright (C) 1997  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 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  26 #  include <config.h>
  27 #endif
  28
  29 #include <plib/ssg.h>           // plib include
  30
  31 #include <simgear/constants.h>
  32 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  33 #include <simgear/math/point3d.hxx>
  34 #include <simgear/math/polar3d.hxx>
  35 #include <simgear/math/vector.hxx>
  36
  37 #include <Aircraft/aircraft.hxx>
  38 #include <Cockpit/panel.hxx>
  39 #include <Scenery/scenery.hxx>
  40 #include <Time/fg_time.hxx>
  41
  42 #include "options.hxx"
  43 #include "views.hxx"
  44
  45
  46 // temporary (hopefully) hack
  47 static int panel_hist = 0;
  48
  49
  50 // This is a record containing current view parameters for the current
  51 // aircraft position
  52 FGView pilot_view;
  53
  54 // This is a record containing current view parameters for the current
  55 // view position
  56 FGView current_view;
  57
  58
  59 // Constructor
  60 FGView::FGView( void ) {
  61 }
  62
  63
  64 // Initialize a view structure
  65 void FGView::Init( void ) {
  66     FG_LOG( FG_VIEW, FG_INFO, "Initializing View parameters" );
  67
  68     view_offset = 0.0;
  69     goal_view_offset = 0.0;
  70     sgSetVec3( pilot_offset, 0.0, 0.0, 0.0 );
  71
  72     winWidth = current_options.get_xsize();
  73     winHeight = current_options.get_ysize();
  74
  75     if ( ! current_options.get_panel_status() ) {
  76         current_view.set_win_ratio( (GLfloat) winWidth / (GLfloat) winHeight );
  77     } else {
  78         current_view.set_win_ratio( (GLfloat) winWidth /
  79                                     ((GLfloat) (winHeight)*0.4232) );
  80     }
  81
  82     // This never changes -- NHV
  83     LARC_TO_SSG[0][0] = 0.0;
  84     LARC_TO_SSG[0][1] = 1.0;
  85     LARC_TO_SSG[0][2] = -0.0;
  86     LARC_TO_SSG[0][3] = 0.0;
  87
  88     LARC_TO_SSG[1][0] = 0.0;
  89     LARC_TO_SSG[1][1] = 0.0;
  90     LARC_TO_SSG[1][2] = 1.0;
  91     LARC_TO_SSG[1][3] = 0.0;
  92
  93     LARC_TO_SSG[2][0] = 1.0;
  94     LARC_TO_SSG[2][1] = -0.0;
  95     LARC_TO_SSG[2][2] = 0.0;
  96     LARC_TO_SSG[2][3] = 0.0;
  97
  98     LARC_TO_SSG[3][0] = 0.0;
  99     LARC_TO_SSG[3][1] = 0.0;
 100     LARC_TO_SSG[3][2] = 0.0;
 101     LARC_TO_SSG[3][3] = 1.0;
 102
 103     force_update_fov_math();
 104 }
 105
 106 // Update the view volume, position, and orientation
 107 void FGView::UpdateViewParams( const FGInterface& f ) {
 108     UpdateViewMath(f);
 109
 110     if ( ! current_options.get_panel_status() ) {
 111         xglViewport(0, 0 , (GLint)(winWidth), (GLint)(winHeight) );
 112     } else {
 113         xglViewport(0, (GLint)((winHeight)*0.5768), (GLint)(winWidth),
 114                     (GLint)((winHeight)*0.4232) );
 115     }
 116
 117     panel_hist = current_options.get_panel_status();
 118 }
 119
 120
 121 // convert sgMat4 to MAT3 and print
 122 static void print_sgMat4( sgMat4 &in) {
 123     int i, j;
 124     for ( i = 0; i < 4; i++ ) {
 125         for ( j = 0; j < 4; j++ ) {
 126             printf("%10.4f ", in[i][j]);
 127         }
 128         cout << endl;
 129     }
 130 }
 131
 132
 133 // Update the view parameters
 134 void FGView::UpdateViewMath( const FGInterface& f ) {
 135
 136     Point3D p;
 137     sgVec3 v0, minus_z, sgvec, forward;
 138     sgMat4 VIEWo, TMP;
 139
 140     if ( update_fov ) {
 141         ssgSetFOV( current_options.get_fov(),
 142                    current_options.get_fov() * win_ratio );
 143         update_fov = false;
 144     }
 145
 146     scenery.center = scenery.next_center;
 147
 148     // printf("scenery center = %.2f %.2f %.2f\n", scenery.center.x,
 149     //        scenery.center.y, scenery.center.z);
 150
 151     // calculate the cartesion coords of the current lat/lon/0 elev
 152     p = Point3D( f.get_Longitude(),
 153                  f.get_Lat_geocentric(),
 154                  f.get_Sea_level_radius() * FEET_TO_METER );
 155
 156     cur_zero_elev = fgPolarToCart3d(p) - scenery.center;
 157
 158     // calculate view position in current FG view coordinate system
 159     // p.lon & p.lat are already defined earlier, p.radius was set to
 160     // the sea level radius, so now we add in our altitude.
 161     if ( f.get_Altitude() * FEET_TO_METER >
 162          (scenery.cur_elev + 0.5 * METER_TO_FEET) ) {
 163         p.setz( p.radius() + f.get_Altitude() * FEET_TO_METER );
 164     } else {
 165         p.setz( p.radius() + scenery.cur_elev + 0.5 * METER_TO_FEET );
 166     }
 167
 168     abs_view_pos = fgPolarToCart3d(p);
 169
 170     view_pos = abs_view_pos - scenery.center;
 171
 172     FG_LOG( FG_VIEW, FG_DEBUG, "Polar view pos = " << p );
 173     FG_LOG( FG_VIEW, FG_DEBUG, "Absolute view pos = " << abs_view_pos );
 174     FG_LOG( FG_VIEW, FG_DEBUG, "Relative view pos = " << view_pos );
 175
 176     // code to calculate LOCAL matrix calculated from Phi, Theta, and
 177     // Psi (roll, pitch, yaw) in case we aren't running LaRCsim as our
 178     // flight model
 179
 180     sgVec3 rollvec;
 181     sgSetVec3( rollvec, 0.0, 0.0, 1.0 );
 182     sgMat4 PHI;         // roll
 183     sgMakeRotMat4( PHI, f.get_Phi() * RAD_TO_DEG, rollvec );
 184
 185     sgVec3 pitchvec;
 186     sgSetVec3( pitchvec, 0.0, 1.0, 0.0 );
 187     sgMat4 THETA;               // pitch
 188     sgMakeRotMat4( THETA, f.get_Theta() * RAD_TO_DEG, pitchvec );
 189
 190     // ROT = PHI * THETA
 191     sgMat4 ROT;
 192     // sgMultMat4( ROT, PHI, THETA );
 193     sgCopyMat4( ROT, PHI );
 194     sgPostMultMat4( ROT, THETA );
 195
 196     sgVec3 yawvec;
 197     sgSetVec3( yawvec, 1.0, 0.0, 0.0 );
 198     sgMat4 PSI;         // pitch
 199     sgMakeRotMat4( PSI, -f.get_Psi() * RAD_TO_DEG, yawvec );
 200
 201     // LOCAL = ROT * PSI
 202     // sgMultMat4( LOCAL, ROT, PSI );
 203     sgCopyMat4( LOCAL, ROT );
 204     sgPostMultMat4( LOCAL, PSI );
 205     // cout << "LOCAL matrix" << endl;
 206     // print_sgMat4( LOCAL );
 207
 208     sgMakeRotMat4( UP,
 209                    f.get_Longitude() * RAD_TO_DEG,
 210                    0.0,
 211                    -f.get_Latitude() * RAD_TO_DEG );
 212
 213     sgSetVec3( local_up, 1.0, 0.0, 0.0 );
 214     sgXformVec3( local_up, UP );
 215     // cout << "Local Up = " << local_up[0] << "," << local_up[1] << ","
 216     //      << local_up[2] << endl;
 217
 218     // Alternative method to Derive local up vector based on
 219     // *geodetic* coordinates
 220     // alt_up = fgPolarToCart(FG_Longitude, FG_Latitude, 1.0);
 221     // printf( "    Alt Up = (%.4f, %.4f, %.4f)\n",
 222     //         alt_up.x, alt_up.y, alt_up.z);
 223
 224     // VIEWo = LOCAL * UP
 225     // sgMultMat4( VIEWo, LOCAL, UP );
 226     sgCopyMat4( VIEWo, LOCAL );
 227     sgPostMultMat4( VIEWo, UP );
 228     // cout << "VIEWo matrix" << endl;
 229     // print_sgMat4( VIEWo );
 230
 231     // generate the sg view up vector
 232     sgVec3 vec1;
 233     sgSetVec3( vec1, 1.0, 0.0, 0.0 );
 234     sgXformVec3( view_up, vec1, VIEWo );
 235
 236     // generate the pilot offset vector in world coordinates
 237     sgVec3 pilot_offset_world;
 238     sgSetVec3( vec1,
 239                pilot_offset[2], pilot_offset[1], -pilot_offset[0] );
 240     sgXformVec3( pilot_offset_world, vec1, VIEWo );
 241
 242     // generate the view offset matrix
 243     sgMakeRotMat4( VIEW_OFFSET, view_offset * RAD_TO_DEG, view_up );
 244     // cout << "VIEW_OFFSET matrix" << endl;
 245     // print_sgMat4( VIEW_OFFSET );
 246
 247     // VIEW_ROT = LARC_TO_SSG * ( VIEWo * VIEW_OFFSET )
 248     sgMat4 TMP2;
 249     // sgMultMat4( TMP2, VIEWo, VIEW_OFFSET );
 250     // sgMultMat4( VIEW_ROT, LARC_TO_SSG, TMP2 );
 251     sgCopyMat4( VIEW_ROT, VIEWo );
 252     sgPostMultMat4( VIEW_ROT, VIEW_OFFSET );
 253     sgPreMultMat4( VIEW_ROT, LARC_TO_SSG );
 254     // cout << "VIEW_ROT matrix" << endl;
 255     // print_sgMat4( VIEW_ROT );
 256
 257     sgMakeTransMat4( TRANS,
 258                      view_pos.x() + pilot_offset_world[0],
 259                      view_pos.y() + pilot_offset_world[1],
 260                      view_pos.z() + pilot_offset_world[2] );
 261
 262     // VIEW = VIEW_ROT * TRANS
 263     // sgMultMat4( VIEW, VIEW_ROT, TRANS );
 264     sgCopyMat4( VIEW, VIEW_ROT );
 265     sgPostMultMat4( VIEW, TRANS );
 266
 267 //!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
 268     // THIS IS THE EXPERIMENTAL VIEWING ANGLE SHIFTER
 269     // THE MAJORITY OF THE WORK IS DONE IN GUI.CXX
 270     // this in gui.cxx for now just testing
 271         extern float quat_mat[4][4];
 272         sgPreMultMat4( VIEW, quat_mat);
 273 // !!!!!!!!!! testing
 274
 275     sgSetVec3( sgvec, 0.0, 0.0, 1.0 );
 276     sgXformVec3( forward, sgvec, VIEWo );
 277     // cout << "forward = " << forward[0] << ","
 278     //      << forward[1] << "," << forward[2] << endl;
 279
 280     sgMakeRotMat4( TMP, view_offset * RAD_TO_DEG, view_up );
 281     sgXformVec3( view_forward, forward, TMP );
 282     // cout << "view_forward = " << view_forward[0] << ","
 283     //      << view_forward[1] << "," << view_forward[2] << endl;
 284
 285     // make a vector to the current view position
 286     sgSetVec3( v0, view_pos.x(), view_pos.y(), view_pos.z() );
 287
 288     // Given a vector pointing straight down (-Z), map into onto the
 289     // local plane representing "horizontal".  This should give us the
 290     // local direction for moving "south".
 291     sgSetVec3( minus_z, 0.0, 0.0, -1.0 );
 292
 293     sgmap_vec_onto_cur_surface_plane(local_up, v0, minus_z, surface_south);
 294     sgNormalizeVec3(surface_south);
 295     // cout << "Surface direction directly south " << surface_south[0] << ","
 296     //      << surface_south[1] << "," << surface_south[2] << endl;
 297
 298     // now calculate the surface east vector
 299     sgMakeRotMat4( TMP, FG_PI_2 * RAD_TO_DEG, view_up );
 300     // cout << "sgMat4 TMP" << endl;
 301     // print_sgMat4( TMP );
 302     sgXformVec3(surface_east, surface_south, TMP);
 303     // cout << "Surface direction directly east" << surface_east[0] << ","
 304     //      << surface_east[1] << "," << surface_east[2] << endl;
 305     // cout << "Should be close to zero = "
 306     //      << sgScalarProductVec3(surface_south, surface_east) << endl;
 307 }
 308
 309
 310 // Destructor
 311 FGView::~FGView( void ) {
 312 }