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 <ssg.h>                // plib include
  30
  31 #include <Aircraft/aircraft.hxx>
  32 #include <Cockpit/panel.hxx>
  33 #include <Debug/logstream.hxx>
  34 #include <Include/fg_constants.h>
  35 #include <Math/point3d.hxx>
  36 #include <Math/polar3d.hxx>
  37 #include <Math/vector.hxx>
  38 #include <Scenery/scenery.hxx>
  39 #include <Time/fg_time.hxx>
  40
  41 #include "options.hxx"
  42 #include "views.hxx"
  43
  44
  45 // temporary (hopefully) hack
  46 static int panel_hist = 0;
  47
  48
  49 // This is a record containing current view parameters for the current
  50 // aircraft position
  51 FGView pilot_view;
  52
  53 // This is a record containing current view parameters for the current
  54 // view position
  55 FGView current_view;
  56
  57
  58 // Constructor
  59 FGView::FGView( void ) {
  60 }
  61
  62
  63 // Initialize a view structure
  64 void FGView::Init( void ) {
  65     FG_LOG( FG_VIEW, FG_INFO, "Initializing View parameters" );
  66
  67     view_offset = 0.0;
  68     goal_view_offset = 0.0;
  69     sgSetVec3( pilot_offset, 0.0, 0.0, 0.0 );
  70
  71     winWidth = current_options.get_xsize();
  72     winHeight = current_options.get_ysize();
  73
  74     if ( ! current_options.get_panel_status() ) {
  75         current_view.set_win_ratio( (GLfloat) winWidth / (GLfloat) winHeight );
  76     } else {
  77         current_view.set_win_ratio( (GLfloat) winWidth /
  78                                     ((GLfloat) (winHeight)*0.4232) );
  79     }
  80
  81     // This never changes -- NHV
  82     LARC_TO_SSG[0][0] = 0.0;
  83     LARC_TO_SSG[0][1] = 1.0;
  84     LARC_TO_SSG[0][2] = -0.0;
  85     LARC_TO_SSG[0][3] = 0.0;
  86
  87     LARC_TO_SSG[1][0] = 0.0;
  88     LARC_TO_SSG[1][1] = 0.0;
  89     LARC_TO_SSG[1][2] = 1.0;
  90     LARC_TO_SSG[1][3] = 0.0;
  91
  92     LARC_TO_SSG[2][0] = 1.0;
  93     LARC_TO_SSG[2][1] = -0.0;
  94     LARC_TO_SSG[2][2] = 0.0;
  95     LARC_TO_SSG[2][3] = 0.0;
  96
  97     LARC_TO_SSG[3][0] = 0.0;
  98     LARC_TO_SSG[3][1] = 0.0;
  99     LARC_TO_SSG[3][2] = 0.0;
 100     LARC_TO_SSG[3][3] = 1.0;
 101
 102     force_update_fov_math();
 103 }
 104
 105 // Update the view volume, position, and orientation
 106 void FGView::UpdateViewParams( const FGInterface& f ) {
 107     UpdateViewMath(f);
 108
 109     if ((current_options.get_panel_status() != panel_hist) &&                          (current_options.get_panel_status()))
 110     {
 111         FGPanel::OurPanel->ReInit( 0, 0, 1024, 768);
 112     }
 113
 114     if ( ! current_options.get_panel_status() ) {
 115         xglViewport(0, 0 , (GLint)(winWidth), (GLint)(winHeight) );
 116     } else {
 117         xglViewport(0, (GLint)((winHeight)*0.5768), (GLint)(winWidth),
 118                     (GLint)((winHeight)*0.4232) );
 119     }
 120
 121     panel_hist = current_options.get_panel_status();
 122 }
 123
 124
 125 // convert sgMat4 to MAT3 and print
 126 static void print_sgMat4( sgMat4 &in) {
 127     int i, j;
 128     for ( i = 0; i < 4; i++ ) {
 129         for ( j = 0; j < 4; j++ ) {
 130             printf("%10.4f ", in[i][j]);
 131         }
 132         cout << endl;
 133     }
 134 }
 135
 136
 137 // Update the view parameters
 138 void FGView::UpdateViewMath( const FGInterface& f ) {
 139     Point3D p;
 140     sgVec3 v0, minus_z, sgvec, forward;
 141     sgMat4 VIEWo, TMP;
 142
 143     if ( update_fov ) {
 144         ssgSetFOV( current_options.get_fov(),
 145                    current_options.get_fov() * win_ratio );
 146         update_fov = false;
 147     }
 148
 149     scenery.center = scenery.next_center;
 150
 151     // printf("scenery center = %.2f %.2f %.2f\n", scenery.center.x,
 152     //        scenery.center.y, scenery.center.z);
 153
 154     // calculate the cartesion coords of the current lat/lon/0 elev
 155     p = Point3D( f.get_Longitude(),
 156                  f.get_Lat_geocentric(),
 157                  f.get_Sea_level_radius() * FEET_TO_METER );
 158
 159     cur_zero_elev = fgPolarToCart3d(p) - scenery.center;
 160
 161     // calculate view position in current FG view coordinate system
 162     // p.lon & p.lat are already defined earlier, p.radius was set to
 163     // the sea level radius, so now we add in our altitude.
 164     if ( f.get_Altitude() * FEET_TO_METER >
 165          (scenery.cur_elev + 0.5 * METER_TO_FEET) ) {
 166         p.setz( p.radius() + f.get_Altitude() * FEET_TO_METER );
 167     } else {
 168         p.setz( p.radius() + scenery.cur_elev + 0.5 * METER_TO_FEET );
 169     }
 170
 171     abs_view_pos = fgPolarToCart3d(p);
 172
 173     view_pos = abs_view_pos - scenery.center;
 174
 175     FG_LOG( FG_VIEW, FG_DEBUG, "Polar view pos = " << p );
 176     FG_LOG( FG_VIEW, FG_DEBUG, "Absolute view pos = " << abs_view_pos );
 177     FG_LOG( FG_VIEW, FG_DEBUG, "Relative view pos = " << view_pos );
 178
 179     // code to calculate LOCAL matrix calculated from Phi, Theta, and
 180     // Psi (roll, pitch, yaw) in case we aren't running LaRCsim as our
 181     // flight model
 182
 183     sgVec3 rollvec;
 184     sgSetVec3( rollvec, 0.0, 0.0, 1.0 );
 185     sgMat4 PHI;         // roll
 186     sgMakeRotMat4( PHI, f.get_Phi() * RAD_TO_DEG, rollvec );
 187
 188     sgVec3 pitchvec;
 189     sgSetVec3( pitchvec, 0.0, 1.0, 0.0 );
 190     sgMat4 THETA;               // pitch
 191     sgMakeRotMat4( THETA, f.get_Theta() * RAD_TO_DEG, pitchvec );
 192
 193     sgMat4 ROT;
 194     sgMultMat4( ROT, PHI, 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     sgMultMat4( LOCAL, ROT, PSI );
 202     // cout << "LOCAL matrix" << endl;
 203     // print_sgMat4( LOCAL );
 204
 205     sgMakeRotMat4( UP,
 206                    f.get_Longitude() * RAD_TO_DEG,
 207                    0.0,
 208                    -f.get_Latitude() * RAD_TO_DEG );
 209
 210     sgSetVec3( local_up, 1.0, 0.0, 0.0 );
 211     sgXformVec3( local_up, UP );
 212     // cout << "Local Up = " << local_up[0] << "," << local_up[1] << ","
 213     //      << local_up[2] << endl;
 214
 215     // Alternative method to Derive local up vector based on
 216     // *geodetic* coordinates
 217     // alt_up = fgPolarToCart(FG_Longitude, FG_Latitude, 1.0);
 218     // printf( "    Alt Up = (%.4f, %.4f, %.4f)\n",
 219     //         alt_up.x, alt_up.y, alt_up.z);
 220
 221     sgMat4 TMP2;
 222     sgMultMat4( VIEWo, LOCAL, UP );
 223     // cout << "VIEWo matrix" << endl;
 224     // print_sgMat4( VIEWo );
 225
 226     // generate the sg view up vector
 227     sgVec3 vec1;
 228     sgSetVec3( vec1, 1.0, 0.0, 0.0 );
 229     sgXformVec3( view_up, vec1, VIEWo );
 230
 231     // generate the pilot offset vector in world coordinates
 232     sgVec3 pilot_offset_world;
 233     sgSetVec3( vec1,
 234                pilot_offset[2], pilot_offset[1], -pilot_offset[0] );
 235     sgXformVec3( pilot_offset_world, vec1, VIEWo );
 236
 237     // generate the view offset matrix
 238     sgMakeRotMat4( VIEW_OFFSET, view_offset * RAD_TO_DEG, view_up );
 239     // cout << "VIEW_OFFSET matrix" << endl;
 240     // print_sgMat4( VIEW_OFFSET );
 241
 242     sgMultMat4( TMP2, VIEWo, VIEW_OFFSET );
 243     sgMultMat4( VIEW_ROT, LARC_TO_SSG, TMP2 );
 244     // cout << "VIEW_ROT matrix" << endl;
 245     // print_sgMat4( VIEW_ROT );
 246
 247     sgMakeTransMat4( TRANS,
 248                      view_pos.x() + pilot_offset_world[0],
 249                      view_pos.y() + pilot_offset_world[1],
 250                      view_pos.z() + pilot_offset_world[2] );
 251
 252     sgMultMat4( VIEW, VIEW_ROT, TRANS );
 253
 254     sgSetVec3( sgvec, 0.0, 0.0, 1.0 );
 255     sgXformVec3( forward, sgvec, VIEWo );
 256     // cout << "forward = " << forward[0] << ","
 257     //      << forward[1] << "," << forward[2] << endl;
 258
 259     sgMakeRotMat4( TMP, view_offset * RAD_TO_DEG, view_up );
 260     sgXformVec3( view_forward, forward, TMP );
 261     // cout << "view_forward = " << view_forward[0] << ","
 262     //      << view_forward[1] << "," << view_forward[2] << endl;
 263
 264     // make a vector to the current view position
 265     sgSetVec3( v0, view_pos.x(), view_pos.y(), view_pos.z() );
 266
 267     // Given a vector pointing straight down (-Z), map into onto the
 268     // local plane representing "horizontal".  This should give us the
 269     // local direction for moving "south".
 270     sgSetVec3( minus_z, 0.0, 0.0, -1.0 );
 271
 272     sgmap_vec_onto_cur_surface_plane(local_up, v0, minus_z, surface_south);
 273     sgNormalizeVec3(surface_south);
 274     // cout << "Surface direction directly south " << surface_south[0] << ","
 275     //      << surface_south[1] << "," << surface_south[2] << endl;
 276
 277     // now calculate the surface east vector
 278     sgMakeRotMat4( TMP, FG_PI_2 * RAD_TO_DEG, view_up );
 279     // cout << "sgMat4 TMP" << endl;
 280     // print_sgMat4( TMP );
 281     sgXformVec3(surface_east, surface_south, TMP);
 282     // cout << "Surface direction directly east" << surface_east[0] << ","
 283     //      << surface_east[1] << "," << surface_east[2] << endl;
 284     // cout << "Should be close to zero = "
 285     //      << sgScalarProductVec3(surface_south, surface_east) << endl;
 286 }
 287
 288
 289 // Destructor
 290 FGView::~FGView( void ) {
 291 }