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
 140     Point3D p;
 141     sgVec3 v0, minus_z, sgvec, forward;
 142     sgMat4 VIEWo, TMP;
 143
 144     if ( update_fov ) {
 145         ssgSetFOV( current_options.get_fov(),
 146                    current_options.get_fov() * win_ratio );
 147         update_fov = false;
 148     }
 149
 150     scenery.center = scenery.next_center;
 151
 152     // printf("scenery center = %.2f %.2f %.2f\n", scenery.center.x,
 153     //        scenery.center.y, scenery.center.z);
 154
 155     // calculate the cartesion coords of the current lat/lon/0 elev
 156     p = Point3D( f.get_Longitude(),
 157                  f.get_Lat_geocentric(),
 158                  f.get_Sea_level_radius() * FEET_TO_METER );
 159
 160     cur_zero_elev = fgPolarToCart3d(p) - scenery.center;
 161
 162     // calculate view position in current FG view coordinate system
 163     // p.lon & p.lat are already defined earlier, p.radius was set to
 164     // the sea level radius, so now we add in our altitude.
 165     if ( f.get_Altitude() * FEET_TO_METER >
 166          (scenery.cur_elev + 0.5 * METER_TO_FEET) ) {
 167         p.setz( p.radius() + f.get_Altitude() * FEET_TO_METER );
 168     } else {
 169         p.setz( p.radius() + scenery.cur_elev + 0.5 * METER_TO_FEET );
 170     }
 171
 172     abs_view_pos = fgPolarToCart3d(p);
 173
 174     view_pos = abs_view_pos - scenery.center;
 175
 176     FG_LOG( FG_VIEW, FG_DEBUG, "Polar view pos = " << p );
 177     FG_LOG( FG_VIEW, FG_DEBUG, "Absolute view pos = " << abs_view_pos );
 178     FG_LOG( FG_VIEW, FG_DEBUG, "Relative view pos = " << view_pos );
 179
 180     // code to calculate LOCAL matrix calculated from Phi, Theta, and
 181     // Psi (roll, pitch, yaw) in case we aren't running LaRCsim as our
 182     // flight model
 183
 184     sgVec3 rollvec;
 185     sgSetVec3( rollvec, 0.0, 0.0, 1.0 );
 186     sgMat4 PHI;         // roll
 187     sgMakeRotMat4( PHI, f.get_Phi() * RAD_TO_DEG, rollvec );
 188
 189     sgVec3 pitchvec;
 190     sgSetVec3( pitchvec, 0.0, 1.0, 0.0 );
 191     sgMat4 THETA;               // pitch
 192     sgMakeRotMat4( THETA, f.get_Theta() * RAD_TO_DEG, pitchvec );
 193
 194     sgMat4 ROT;
 195     sgMultMat4( ROT, PHI, THETA );
 196
 197     sgVec3 yawvec;
 198     sgSetVec3( yawvec, 1.0, 0.0, 0.0 );
 199     sgMat4 PSI;         // pitch
 200     sgMakeRotMat4( PSI, -f.get_Psi() * RAD_TO_DEG, yawvec );
 201
 202     sgMultMat4( LOCAL, ROT, PSI );
 203     // cout << "LOCAL matrix" << endl;
 204     // print_sgMat4( LOCAL );
 205
 206     sgMakeRotMat4( UP,
 207                    f.get_Longitude() * RAD_TO_DEG,
 208                    0.0,
 209                    -f.get_Latitude() * RAD_TO_DEG );
 210
 211     sgSetVec3( local_up, 1.0, 0.0, 0.0 );
 212     sgXformVec3( local_up, UP );
 213     // cout << "Local Up = " << local_up[0] << "," << local_up[1] << ","
 214     //      << local_up[2] << endl;
 215
 216     // Alternative method to Derive local up vector based on
 217     // *geodetic* coordinates
 218     // alt_up = fgPolarToCart(FG_Longitude, FG_Latitude, 1.0);
 219     // printf( "    Alt Up = (%.4f, %.4f, %.4f)\n",
 220     //         alt_up.x, alt_up.y, alt_up.z);
 221
 222     sgMat4 TMP2;
 223     sgMultMat4( VIEWo, LOCAL, UP );
 224     // cout << "VIEWo matrix" << endl;
 225     // print_sgMat4( VIEWo );
 226
 227     // generate the sg view up vector
 228     sgVec3 vec1;
 229     sgSetVec3( vec1, 1.0, 0.0, 0.0 );
 230     sgXformVec3( view_up, vec1, VIEWo );
 231
 232     // generate the pilot offset vector in world coordinates
 233     sgVec3 pilot_offset_world;
 234     sgSetVec3( vec1,
 235                pilot_offset[2], pilot_offset[1], -pilot_offset[0] );
 236     sgXformVec3( pilot_offset_world, vec1, VIEWo );
 237
 238     // generate the view offset matrix
 239     sgMakeRotMat4( VIEW_OFFSET, view_offset * RAD_TO_DEG, view_up );
 240     // cout << "VIEW_OFFSET matrix" << endl;
 241     // print_sgMat4( VIEW_OFFSET );
 242
 243     sgMultMat4( TMP2, VIEWo, VIEW_OFFSET );
 244     sgMultMat4( VIEW_ROT, LARC_TO_SSG, TMP2 );
 245     // cout << "VIEW_ROT matrix" << endl;
 246     // print_sgMat4( VIEW_ROT );
 247
 248     sgMakeTransMat4( TRANS,
 249                      view_pos.x() + pilot_offset_world[0],
 250                      view_pos.y() + pilot_offset_world[1],
 251                      view_pos.z() + pilot_offset_world[2] );
 252
 253     sgMultMat4( VIEW, VIEW_ROT, TRANS );
 254
 255 //!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
 256     // THIS IS THE EXPERIMENTAL VIEWING ANGLE SHIFTER
 257     // THE MAJORITY OF THE WORK IS DONE IN GUI.CXX
 258     // this in gui.cxx for now just testing
 259         extern float quat_mat[4][4];
 260         sgPreMultMat4( VIEW, quat_mat);
 261 // !!!!!!!!!! testing
 262
 263     sgSetVec3( sgvec, 0.0, 0.0, 1.0 );
 264     sgXformVec3( forward, sgvec, VIEWo );
 265     // cout << "forward = " << forward[0] << ","
 266     //      << forward[1] << "," << forward[2] << endl;
 267
 268     sgMakeRotMat4( TMP, view_offset * RAD_TO_DEG, view_up );
 269     sgXformVec3( view_forward, forward, TMP );
 270     // cout << "view_forward = " << view_forward[0] << ","
 271     //      << view_forward[1] << "," << view_forward[2] << endl;
 272
 273     // make a vector to the current view position
 274     sgSetVec3( v0, view_pos.x(), view_pos.y(), view_pos.z() );
 275
 276     // Given a vector pointing straight down (-Z), map into onto the
 277     // local plane representing "horizontal".  This should give us the
 278     // local direction for moving "south".
 279     sgSetVec3( minus_z, 0.0, 0.0, -1.0 );
 280
 281     sgmap_vec_onto_cur_surface_plane(local_up, v0, minus_z, surface_south);
 282     sgNormalizeVec3(surface_south);
 283     // cout << "Surface direction directly south " << surface_south[0] << ","
 284     //      << surface_south[1] << "," << surface_south[2] << endl;
 285
 286     // now calculate the surface east vector
 287     sgMakeRotMat4( TMP, FG_PI_2 * RAD_TO_DEG, view_up );
 288     // cout << "sgMat4 TMP" << endl;
 289     // print_sgMat4( TMP );
 290     sgXformVec3(surface_east, surface_south, TMP);
 291     // cout << "Surface direction directly east" << surface_east[0] << ","
 292     //      << surface_east[1] << "," << surface_east[2] << endl;
 293     // cout << "Should be close to zero = "
 294     //      << sgScalarProductVec3(surface_south, surface_east) << endl;
 295 }
 296
 297
 298 // Destructor
 299 FGView::~FGView( void ) {
 300 }