src/Scenery/tilemgr.cxx

   1 // tilemgr.cxx -- routines to handle dynamic management of scenery tiles
   2 //
   3 // Written by Curtis Olson, started January 1998.
   4 //
   5 // Copyright (C) 1997  Curtis L. Olson  - http://www.flightgear.org/~curt
   6 //
   7 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   8 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
   9 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  10 // License, or (at your option) any later version.
  11 //
  12 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  13 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15 // General Public License for more details.
  16 //
  17 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 // along with this program; if not, write to the Free Software
  19 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  20 //
  21 // $Id$
  22
  23
  24 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  25 #  include <config.h>
  26 #endif
  27
  28 #include <algorithm>
  29 #include <functional>
  30
  31 #include <osgViewer/Viewer>
  32
  33 #include <simgear/constants.h>
  34 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  35 #include <simgear/structure/exception.hxx>
  36 #include <simgear/scene/model/modellib.hxx>
  37 #include <simgear/scene/tgdb/SGReaderWriterBTGOptions.hxx>
  38 #include <simgear/scene/tsync/terrasync.hxx>
  39
  40 #include <Main/globals.hxx>
  41 #include <Main/fg_props.hxx>
  42 #include <Main/renderer.hxx>
  43 #include <Main/viewer.hxx>
  44 #include <Scripting/NasalSys.hxx>
  45
  46 #include "scenery.hxx"
  47 #include "SceneryPager.hxx"
  48 #include "tilemgr.hxx"
  49
  50 using std::for_each;
  51 using flightgear::SceneryPager;
  52 using simgear::SGModelLib;
  53 using simgear::TileEntry;
  54 using simgear::TileCache;
  55
  56
  57 // helper: listen to property changes affecting tile loading
  58 class LoaderPropertyWatcher : public SGPropertyChangeListener
  59 {
  60 public:
  61     LoaderPropertyWatcher(FGTileMgr* pTileMgr) :
  62         _pTileMgr(pTileMgr)
  63     {
  64     }
  65
  66     virtual void valueChanged(SGPropertyNode*)
  67     {
  68         _pTileMgr->configChanged();
  69     }
  70
  71 private:
  72     FGTileMgr* _pTileMgr;
  73 };
  74
  75
  76 FGTileMgr::FGTileMgr():
  77     state( Start ),
  78     vis( 16000 ),
  79     _terra_sync(NULL),
  80     _propListener(new LoaderPropertyWatcher(this))
  81 {
  82     _randomObjects = fgGetNode("/sim/rendering/random-objects", true);
  83     _randomVegetation = fgGetNode("/sim/rendering/random-vegetation", true);
  84     _maxTileRangeM = fgGetNode("/sim/rendering/static-lod/bare", true);
  85 }
  86
  87
  88 FGTileMgr::~FGTileMgr()
  89 {
  90     if (_terra_sync)
  91         _terra_sync->setTileCache(NULL);
  92
  93     // remove all nodes we might have left behind
  94     osg::Group* group = globals->get_scenery()->get_terrain_branch();
  95     group->removeChildren(0, group->getNumChildren());
  96     delete _propListener;
  97     _propListener = NULL;
  98     // clear OSG cache
  99     osgDB::Registry::instance()->clearObjectCache();
 100 }
 101
 102
 103 // Initialize the Tile Manager subsystem
 104 void FGTileMgr::init() {
 105     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "Initializing Tile Manager subsystem." );
 106
 107     _options = new SGReaderWriterBTGOptions;
 108     _options->setMatlib(globals->get_matlib());
 109
 110     _randomObjects.get()->addChangeListener(_propListener, false);
 111     _randomVegetation.get()->addChangeListener(_propListener, false);
 112     configChanged();
 113
 114     osgDB::FilePathList &fp = _options->getDatabasePathList();
 115     const string_list &sc = globals->get_fg_scenery();
 116     fp.clear();
 117     std::copy(sc.begin(), sc.end(), back_inserter(fp));
 118
 119     TileEntry::setModelLoadHelper(this);
 120
 121     _visibilityMeters = fgGetNode("/environment/visibility-m", true);
 122
 123     reinit();
 124 }
 125
 126
 127 void FGTileMgr::reinit()
 128 {
 129     // remove all old scenery nodes from scenegraph and clear cache
 130     osg::Group* group = globals->get_scenery()->get_terrain_branch();
 131     group->removeChildren(0, group->getNumChildren());
 132     tile_cache.init();
 133
 134     // clear OSG cache, except on initial start-up
 135     if (state != Start)
 136     {
 137         osgDB::Registry::instance()->clearObjectCache();
 138     }
 139
 140     state = Inited;
 141
 142     previous_bucket.make_bad();
 143     current_bucket.make_bad();
 144     longitude = latitude = -1000.0;
 145
 146     _terra_sync = (simgear::SGTerraSync*) globals->get_subsystem("terrasync");
 147     if (_terra_sync)
 148         _terra_sync->setTileCache(&tile_cache);
 149
 150     // force an update now
 151     update(0.0);
 152 }
 153
 154 void FGTileMgr::configChanged()
 155 {
 156     _options->setUseRandomObjects(_randomObjects.get()->getBoolValue());
 157     _options->setUseRandomVegetation(_randomVegetation.get()->getBoolValue());
 158 }
 159
 160 /* schedule a tile for loading, keep request for given amount of time.
 161  * Returns true if tile is already loaded. */
 162 bool FGTileMgr::sched_tile( const SGBucket& b, double priority, bool current_view, double duration)
 163 {
 164     // see if tile already exists in the cache
 165     TileEntry *t = tile_cache.get_tile( b );
 166     if (!t)
 167     {
 168         // create a new entry
 169         t = new TileEntry( b );
 170         // insert the tile into the cache, update will generate load request
 171         if ( tile_cache.insert_tile( t ) )
 172         {
 173             // Attach to scene graph
 174
 175             t->addToSceneGraph(globals->get_scenery()->get_terrain_branch());
 176         } else
 177         {
 178             // insert failed (cache full with no available entries to
 179             // delete.)  Try again later
 180             delete t;
 181             return false;
 182         }
 183
 184         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "  New tile cache size " << (int)tile_cache.get_size() );
 185     }
 186
 187     // update tile's properties
 188     tile_cache.request_tile(t,priority,current_view,duration);
 189
 190     return t->is_loaded();
 191 }
 192
 193 /* schedule needed buckets for the current view position for loading,
 194  * keep request for given amount of time */
 195 void FGTileMgr::schedule_needed(const SGBucket& curr_bucket, double vis)
 196 {
 197     // sanity check (unfortunately needed!)
 198     if ( longitude < -180.0 || longitude > 180.0
 199          || latitude < -90.0 || latitude > 90.0 )
 200     {
 201         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_ALERT,
 202                 "Attempting to schedule tiles for bogus lon and lat  = ("
 203                 << longitude << "," << latitude << ")" );
 204         return;
 205     }
 206
 207     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO,
 208             "scheduling needed tiles for " << longitude << " " << latitude );
 209
 210     double tile_width = curr_bucket.get_width_m();
 211     double tile_height = curr_bucket.get_height_m();
 212     // cout << "tile width = " << tile_width << "  tile_height = "
 213     //      << tile_height << endl;
 214
 215     double tileRangeM = min(vis,_maxTileRangeM->getDoubleValue());
 216     xrange = (int)(tileRangeM / tile_width) + 1;
 217     yrange = (int)(tileRangeM / tile_height) + 1;
 218     if ( xrange < 1 ) { xrange = 1; }
 219     if ( yrange < 1 ) { yrange = 1; }
 220
 221     // make the cache twice as large to avoid losing terrain when switching
 222     // between aircraft and tower views
 223     tile_cache.set_max_cache_size( (2*xrange + 2) * (2*yrange + 2) * 2 );
 224     // cout << "xrange = " << xrange << "  yrange = " << yrange << endl;
 225     // cout << "max cache size = " << tile_cache.get_max_cache_size()
 226     //      << " current cache size = " << tile_cache.get_size() << endl;
 227
 228     // clear flags of all tiles belonging to the previous view set
 229     tile_cache.clear_current_view();
 230
 231     // update timestamps, so all tiles scheduled now are *newer* than any tile previously loaded
 232     osg::FrameStamp* framestamp
 233             = globals->get_renderer()->getViewer()->getFrameStamp();
 234     tile_cache.set_current_time(framestamp->getReferenceTime());
 235
 236     SGBucket b;
 237
 238     int x, y;
 239
 240     /* schedule all tiles, use distance-based loading priority,
 241      * so tiles are loaded in innermost-to-outermost sequence. */
 242     for ( x = -xrange; x <= xrange; ++x )
 243     {
 244         for ( y = -yrange; y <= yrange; ++y )
 245         {
 246             SGBucket b = sgBucketOffset( longitude, latitude, x, y );
 247             float priority = (-1.0) * (x*x+y*y);
 248             sched_tile( b, priority, true, 0.0 );
 249         }
 250     }
 251 }
 252
 253 osg::Node*
 254 FGTileMgr::loadTileModel(const string& modelPath, bool cacheModel)
 255 {
 256     SGPath fullPath;
 257     if (fgGetBool("/sim/paths/use-custom-scenery-data") == true) {
 258         string_list sc = globals->get_fg_scenery();
 259
 260         for (string_list_iterator it = sc.begin(); it != sc.end(); ++it) {
 261             SGPath tmpPath(*it);
 262             tmpPath.append(modelPath);
 263             if (tmpPath.exists()) {
 264                 fullPath = tmpPath;
 265                 break;
 266             }
 267         }
 268     } else {
 269          fullPath.append(modelPath);
 270     }
 271     osg::Node* result = 0;
 272     try {
 273         if(cacheModel)
 274             result =
 275                 SGModelLib::loadModel(fullPath.str(), globals->get_props(),
 276                                       new FGNasalModelData);
 277         else
 278             result=
 279                 SGModelLib::loadPagedModel(modelPath, globals->get_props(),
 280                                            new FGNasalModelData);
 281     } catch (const sg_io_exception& exc) {
 282         string m(exc.getMessage());
 283         m += " ";
 284         m += exc.getLocation().asString();
 285         SG_LOG( SG_ALL, SG_ALERT, m );
 286     } catch (const sg_exception& exc) { // XXX may be redundant
 287         SG_LOG( SG_ALL, SG_ALERT, exc.getMessage());
 288     }
 289     return result;
 290 }
 291
 292 /**
 293  * Update the various queues maintained by the tilemagr (private
 294  * internal function, do not call directly.)
 295  */
 296 void FGTileMgr::update_queues()
 297 {
 298     SceneryPager* pager = FGScenery::getPagerSingleton();
 299     osg::FrameStamp* framestamp
 300         = globals->get_renderer()->getViewer()->getFrameStamp();
 301     double current_time = framestamp->getReferenceTime();
 302     double vis = _visibilityMeters->getDoubleValue();
 303     TileEntry *e;
 304     int loading=0;
 305     int sz=0;
 306
 307     tile_cache.set_current_time( current_time );
 308     tile_cache.reset_traversal();
 309
 310     while ( ! tile_cache.at_end() )
 311     {
 312         e = tile_cache.get_current();
 313         // cout << "processing a tile" << endl;
 314         if ( e )
 315         {
 316             // Prepare the ssg nodes corresponding to each tile.
 317             // Set the ssg transform and update it's range selector
 318             // based on current visibilty
 319             e->prep_ssg_node(vis);
 320
 321             if (( !e->is_loaded() )&&
 322                 ((!e->is_expired(current_time))||
 323                   e->is_current_view() ))
 324             {
 325                 // schedule tile for loading with osg pager
 326                 pager->queueRequest(e->tileFileName,
 327                                     e->getNode(),
 328                                     e->get_priority(),
 329                                     framestamp,
 330                                     e->getDatabaseRequest(),
 331                                     _options.get());
 332                 loading++;
 333             }
 334         } else
 335         {
 336             SG_LOG(SG_INPUT, SG_ALERT, "Warning: empty tile in cache!");
 337         }
 338         tile_cache.next();
 339         sz++;
 340     }
 341
 342     int drop_count = sz - tile_cache.get_max_cache_size();
 343     if (( drop_count > 0 )&&
 344          ((loading==0)||(drop_count > 10)))
 345     {
 346         long drop_index = tile_cache.get_drop_tile();
 347         while ( drop_index > -1 )
 348         {
 349             // schedule tile for deletion with osg pager
 350             TileEntry* old = tile_cache.get_tile(drop_index);
 351             tile_cache.clear_entry(drop_index);
 352
 353             osg::ref_ptr<osg::Object> subgraph = old->getNode();
 354             old->removeFromSceneGraph();
 355             delete old;
 356             // zeros out subgraph ref_ptr, so subgraph is owned by
 357             // the pager and will be deleted in the pager thread.
 358             pager->queueDeleteRequest(subgraph);
 359
 360             if (--drop_count > 0)
 361                 drop_index = tile_cache.get_drop_tile();
 362             else
 363                 drop_index = -1;
 364         }
 365     }
 366 }
 367
 368 // given the current lon/lat (in degrees), fill in the array of local
 369 // chunks.  If the chunk isn't already in the cache, then read it from
 370 // disk.
 371 void FGTileMgr::update(double)
 372 {
 373     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "FGTileMgr::update()" );
 374     SGVec3d viewPos = globals->get_current_view()->get_view_pos();
 375     double vis = _visibilityMeters->getDoubleValue();
 376     schedule_tiles_at(SGGeod::fromCart(viewPos), vis);
 377
 378     update_queues();
 379 }
 380
 381 // schedule tiles for the viewer bucket (FDM/AI/groundcache/... use
 382 // "schedule_scenery" instead
 383 int FGTileMgr::schedule_tiles_at(const SGGeod& location, double range_m)
 384 {
 385     longitude = location.getLongitudeDeg();
 386     latitude = location.getLatitudeDeg();
 387
 388     // SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "FGTileMgr::update() for "
 389     //         << longitude << " " << latatitude );
 390
 391     current_bucket.set_bucket( location );
 392
 393     // schedule more tiles when visibility increased considerably
 394     // TODO Calculate tile size - instead of using fixed value (5000m)
 395     if (range_m-scheduled_visibility > 5000.0)
 396         previous_bucket.make_bad();
 397
 398     // SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "Updating tile list for "
 399     //         << current_bucket );
 400     fgSetInt( "/environment/current-tile-id", current_bucket.gen_index() );
 401
 402     // do tile load scheduling.
 403     // Note that we need keep track of both viewer buckets and fdm buckets.
 404     if ( state == Running ) {
 405         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "State == Running" );
 406         if (current_bucket != previous_bucket) {
 407             // We've moved to a new bucket, we need to schedule any
 408             // needed tiles for loading.
 409             SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "FGTileMgr::update()" );
 410             scheduled_visibility = range_m;
 411             schedule_needed(current_bucket, range_m);
 412             if (_terra_sync)
 413                 _terra_sync->schedulePosition(latitude,longitude);
 414         }
 415         // save bucket
 416         previous_bucket = current_bucket;
 417     } else if ( state == Start || state == Inited ) {
 418         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "State == Start || Inited" );
 419         // do not update bucket yet (position not valid in initial loop)
 420         state = Running;
 421         previous_bucket.make_bad();
 422     }
 423
 424     return 1;
 425 }
 426
 427 /** Schedules scenery for given position. Load request remains valid for given duration
 428  * (duration=0.0 => nothing is loaded).
 429  * Used for FDM/AI/groundcache/... requests. Viewer uses "schedule_tiles_at" instead.
 430  * Returns true when all tiles for the given position are already loaded, false otherwise.
 431  */
 432 bool FGTileMgr::schedule_scenery(const SGGeod& position, double range_m, double duration)
 433 {
 434     const float priority = 0.0;
 435     double current_longitude = position.getLongitudeDeg();
 436     double current_latitude = position.getLatitudeDeg();
 437     bool available = true;
 438
 439     // sanity check (unfortunately needed!)
 440     if (current_longitude < -180 || current_longitude > 180 ||
 441         current_latitude < -90 || current_latitude > 90)
 442         return false;
 443
 444     SGBucket bucket(position);
 445     available = sched_tile( bucket, priority, false, duration );
 446
 447     if ((!available)&&(duration==0.0))
 448         return false;
 449
 450     SGVec3d cartPos = SGVec3d::fromGeod(position);
 451
 452     // Traverse all tiles required to be there for the given visibility.
 453     double tile_width = bucket.get_width_m();
 454     double tile_height = bucket.get_height_m();
 455     double tile_r = 0.5*sqrt(tile_width*tile_width + tile_height*tile_height);
 456     double max_dist = tile_r + range_m;
 457     double max_dist2 = max_dist*max_dist;
 458
 459     int xrange = (int)fabs(range_m / tile_width) + 1;
 460     int yrange = (int)fabs(range_m / tile_height) + 1;
 461
 462     for ( int x = -xrange; x <= xrange; ++x )
 463     {
 464         for ( int y = -yrange; y <= yrange; ++y )
 465         {
 466             // We have already checked for the center tile.
 467             if ( x != 0 || y != 0 )
 468             {
 469                 SGBucket b = sgBucketOffset( current_longitude,
 470                                              current_latitude, x, y );
 471                 double distance2 = distSqr(cartPos, SGVec3d::fromGeod(b.get_center()));
 472                 // Do not ask if it is just the next tile but way out of range.
 473                 if (distance2 <= max_dist2)
 474                 {
 475                     available &= sched_tile( b, priority, false, duration );
 476                     if ((!available)&&(duration==0.0))
 477                         return false;
 478                 }
 479             }
 480         }
 481     }
 482
 483     return available;
 484 }
 485
 486 // Returns true if tiles around current view position have been loaded
 487 bool FGTileMgr::isSceneryLoaded()
 488 {
 489     double range_m = 100.0;
 490     if (scheduled_visibility < range_m)
 491         range_m = scheduled_visibility;
 492
 493     return schedule_scenery(SGGeod::fromDeg(longitude, latitude), range_m, 0.0);
 494 }