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  - curt@infoplane.com
   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., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  20 //
  21 // $Id$
  22
  23
  24 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  25 #  include <config.h>
  26 #endif
  27
  28 #ifdef HAVE_WINDOWS_H
  29 #  include <windows.h>
  30 #endif
  31
  32 #include <GL/glut.h>
  33
  34 #include <plib/ssg.h>
  35
  36 #include <simgear/constants.h>
  37 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  38 #include <simgear/math/point3d.hxx>
  39 #include <simgear/math/polar3d.hxx>
  40 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  41 #include <simgear/math/vector.hxx>
  42
  43 #include <Main/globals.hxx>
  44 #include <Objects/obj.hxx>
  45
  46 #ifndef FG_OLD_WEATHER
  47 #  include <WeatherCM/FGLocalWeatherDatabase.h>
  48 #else
  49 #  include <Weather/weather.hxx>
  50 #endif
  51
  52 #include "newcache.hxx"
  53 #include "scenery.hxx"
  54 #include "tilemgr.hxx"
  55
  56 #define TEST_LAST_HIT_CACHE
  57
  58 extern ssgRoot *scene;
  59 extern ssgBranch *terrain;
  60
  61 // the tile manager
  62 FGTileMgr global_tile_mgr;
  63
  64
  65 // a temporary hack until we get everything rewritten with sgdVec3
  66 static inline Point3D operator + (const Point3D& a, const sgdVec3 b)
  67 {
  68     return Point3D(a.x()+b[0], a.y()+b[1], a.z()+b[2]);
  69 }
  70
  71
  72 // Constructor
  73 FGTileMgr::FGTileMgr():
  74     state( Start ),
  75     vis( 16000 )
  76 {
  77 }
  78
  79
  80 // Destructor
  81 FGTileMgr::~FGTileMgr() {
  82 }
  83
  84
  85 // Initialize the Tile Manager subsystem
  86 int FGTileMgr::init() {
  87     FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_INFO, "Initializing Tile Manager subsystem." );
  88
  89     if ( state != Start ) {
  90         FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_INFO,
  91                 "... Reinitializing." );
  92         destroy_queue();
  93     } else {
  94         FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_INFO,
  95                 "... First time through." );
  96         global_tile_cache.init();
  97     }
  98
  99     hit_list.clear();
 100
 101     state = Inited;
 102
 103     previous_bucket.make_bad();
 104     current_bucket.make_bad();
 105
 106     longitude = latitude = -1000.0;
 107     last_longitude = last_latitude = -1000.0;
 108
 109     return 1;
 110 }
 111
 112
 113 // schedule a tile for loading
 114 void FGTileMgr::sched_tile( const SGBucket& b ) {
 115     // see if tile already exists in the cache
 116     FGTileEntry *t = global_tile_cache.get_tile( b );
 117
 118     if ( t == NULL ) {
 119         // register a load request
 120         load_queue.push_back( b );
 121     }
 122 }
 123
 124
 125 // load a tile
 126 void FGTileMgr::load_tile( const SGBucket& b ) {
 127     // see if tile already exists in the cache
 128     FGTileEntry *t = global_tile_cache.get_tile( b );
 129
 130     if ( t == NULL ) {
 131         FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "Loading tile " << b );
 132         global_tile_cache.fill_in( b );
 133         t = global_tile_cache.get_tile( b );
 134         t->prep_ssg_node( scenery.center, vis);
 135     } else {
 136         FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "Tile already in cache " << b );
 137     }
 138 }
 139
 140
 141 static void CurrentNormalInLocalPlane(sgVec3 dst, sgVec3 src) {
 142     sgVec3 tmp;
 143     sgSetVec3(tmp, src[0], src[1], src[2] );
 144     sgMat4 TMP;
 145     sgTransposeNegateMat4 ( TMP, globals->get_current_view()->get_UP() ) ;
 146     sgXformVec3(tmp, tmp, TMP);
 147     sgSetVec3(dst, tmp[2], tmp[1], tmp[0] );
 148 }
 149
 150
 151 // Determine scenery altitude via ssg.  Normally this just happens
 152 // when we render the scene, but we'd also like to be able to do this
 153 // explicitely.  lat & lon are in radians.  view_pos in current world
 154 // coordinate translated near (0,0,0) (in meters.)  Returns result in
 155 // meters.
 156 bool FGTileMgr::current_elev_ssg( sgdVec3 abs_view_pos, double *terrain_elev ) {
 157     sgdVec3 view_pos;
 158     sgdVec3 sc;
 159     sgdSetVec3( sc, scenery.center.x(), scenery.center.y(), scenery.center.z());
 160     sgdSubVec3( view_pos, abs_view_pos, sc );
 161
 162     sgdVec3 orig, dir;
 163     sgdCopyVec3(orig, view_pos );
 164     sgdCopyVec3(dir, abs_view_pos );
 165
 166     hit_list.Intersect( terrain, orig, dir );
 167
 168     int this_hit=0;
 169     Point3D geoc;
 170     double result = -9999;
 171
 172     int hitcount = hit_list.num_hits();
 173     for ( int i = 0; i < hitcount; ++i ) {
 174         geoc = sgCartToPolar3d( scenery.center + hit_list.get_point(i) );
 175         double lat_geod, alt, sea_level_r;
 176         sgGeocToGeod(geoc.lat(), geoc.radius(), &lat_geod,
 177                      &alt, &sea_level_r);
 178         if ( alt > result && alt < 10000 ) {
 179             result = alt;
 180             this_hit = i;
 181         }
 182     }
 183
 184     if ( result > -9000 ) {
 185         *terrain_elev = result;
 186         scenery.cur_radius = geoc.radius();
 187         sgVec3 tmp;
 188         sgSetVec3(tmp, hit_list.get_normal(this_hit));
 189         ssgState *IntersectedLeafState =
 190             ((ssgLeaf*)hit_list.get_entity(this_hit))->getState();
 191         CurrentNormalInLocalPlane(tmp, tmp);
 192         sgdSetVec3( scenery.cur_normal, tmp );
 193         // cout << "NED: " << tmp[0] << " " << tmp[1] << " " << tmp[2] << endl;
 194         return true;
 195     } else {
 196         FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_INFO, "no terrain intersection" );
 197         *terrain_elev = 0.0;
 198         float *up = globals->get_current_view()->get_world_up();
 199         sgdSetVec3(scenery.cur_normal, up[0], up[1], up[2]);
 200         return false;
 201     }
 202 }
 203
 204
 205 // schedule a needed buckets for loading
 206 void FGTileMgr::schedule_needed() {
 207 #ifndef FG_OLD_WEATHER
 208     if ( WeatherDatabase != NULL ) {
 209         vis = WeatherDatabase->getWeatherVisibility();
 210     } else {
 211         vis = 16000;
 212     }
 213 #else
 214     vis = current_weather.get_visibility();
 215 #endif
 216     cout << "visibility = " << vis << endl;
 217
 218     double tile_width = current_bucket.get_width_m();
 219     double tile_height = current_bucket.get_height_m();
 220     cout << "tile width = " << tile_width << "  tile_height = " << tile_height
 221          << endl;
 222
 223     xrange = (int)(vis / tile_width) + 1;
 224     yrange = (int)(vis / tile_height) + 1;
 225     if ( xrange < 1 ) { xrange = 1; }
 226     if ( yrange < 1 ) { yrange = 1; }
 227     cout << "xrange = " << xrange << "  yrange = " << yrange << endl;
 228
 229     global_tile_cache.set_max_cache_size( (2*xrange + 2) * (2*yrange + 2) );
 230
 231     SGBucket b;
 232
 233     // schedule center tile first so it can be loaded first
 234     b = sgBucketOffset( longitude, latitude, 0, 0 );
 235     sched_tile( b );
 236
 237     // schedule next ring of 8 tiles
 238     for ( int x = -1; x <= 1; ++x ) {
 239         for ( int y = -1; y <= 1; ++y ) {
 240             if ( x != 0 || y != 0 ) {
 241                 b = sgBucketOffset( longitude, latitude, x, y );
 242                 if ( ! global_tile_cache.exists( b ) ) {
 243                     sched_tile( b );
 244                 }
 245             }
 246         }
 247     }
 248
 249     // schedule remaining tiles
 250     for ( int x = -xrange; x <= xrange; ++x ) {
 251         for ( int y = -yrange; y <= yrange; ++y ) {
 252             if ( x < -1 || x > 1 || y < -1 || y > 1 ) {
 253                 SGBucket b = sgBucketOffset( longitude, latitude, x, y );
 254                 if ( ! global_tile_cache.exists( b ) ) {
 255                     sched_tile( b );
 256                 }
 257             }
 258         }
 259     }
 260 }
 261
 262
 263 void FGTileMgr::initialize_queue()
 264 {
 265     // First time through or we have teleported, initialize the
 266     // system and load all relavant tiles
 267
 268     FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_INFO, "Updating Tile list for " << current_bucket );
 269     cout << "tile cache size = " << global_tile_cache.get_size() << endl;
 270
 271     int i;
 272
 273     // wipe/initialize tile cache
 274     // global_tile_cache.init();
 275     previous_bucket.make_bad();
 276
 277     // build the local area list and schedule tiles for loading
 278
 279     // start with the center tile and work out in concentric
 280     // "rings"
 281
 282     schedule_needed();
 283
 284     // Now force a load of the center tile and inner ring so we
 285     // have something to see in our first frame.
 286     for ( i = 0; i < 9; ++i ) {
 287         if ( load_queue.size() ) {
 288             FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG,
 289                     "Load queue not empty, loading a tile" );
 290
 291             SGBucket pending = load_queue.front();
 292             load_queue.pop_front();
 293             load_tile( pending );
 294         }
 295     }
 296 }
 297
 298
 299 // forced emptying of the queue
 300 // This is necessay to keep bookeeping straight for the
 301 // tile_cache   -- which actually handles all the
 302 // (de)allocations
 303 void FGTileMgr::destroy_queue() {
 304     load_queue.clear();
 305 }
 306
 307
 308 // given the current lon/lat (in degrees), fill in the array of local
 309 // chunks.  If the chunk isn't already in the cache, then read it from
 310 // disk.
 311 int FGTileMgr::update( double lon, double lat ) {
 312     FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "FGTileMgr::update()" );
 313
 314     // FGInterface *f = current_aircraft.fdm_state;
 315
 316     // lonlat for this update
 317     // longitude = f->get_Longitude() * RAD_TO_DEG;
 318     // latitude = f->get_Latitude() * RAD_TO_DEG;
 319     longitude = lon;
 320     latitude = lat;
 321     // FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "lon "<< lonlat[LON] <<
 322     //      " lat " << lonlat[LAT] );
 323
 324     current_bucket.set_bucket( longitude, latitude );
 325     // FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_DEBUG, "Updating Tile list for " << current_bucket );
 326
 327     if ( global_tile_cache.exists( current_bucket ) ) {
 328         current_tile = global_tile_cache.get_tile( current_bucket );
 329         scenery.next_center = current_tile->center;
 330     } else {
 331         FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_WARN, "Tile not found (Ok if initializing)" );
 332     }
 333
 334     if ( state == Running ) {
 335         if ( !(current_bucket == previous_bucket) ) {
 336             // We've moved to a new bucket, we need to schedule any
 337             // needed tiles for loading.
 338             schedule_needed();
 339         }
 340     } else if ( state == Start || state == Inited ) {
 341         initialize_queue();
 342         state = Running;
 343     }
 344
 345     if ( load_queue.size() ) {
 346         FG_LOG( FG_TERRAIN, FG_INFO, "Load queue size = " << load_queue.size()
 347                 << " loading a tile" );
 348
 349         SGBucket pending = load_queue.front();
 350         load_queue.pop_front();
 351         load_tile( pending );
 352     }
 353
 354     if ( scenery.center == Point3D(0.0) ) {
 355         // initializing
 356         cout << "initializing scenery current elevation  ... " << endl;
 357         sgdVec3 tmp_abs_view_pos;
 358         sgVec3 tmp_view_pos;
 359
 360         Point3D geod_pos = Point3D( longitude * DEG_TO_RAD,
 361                                     latitude * DEG_TO_RAD,
 362                                     0.0);
 363         Point3D tmp = sgGeodToCart( geod_pos );
 364         scenery.center = tmp;
 365         sgdSetVec3( tmp_abs_view_pos, tmp.x(), tmp.y(), tmp.z() );
 366
 367         // cout << "abs_view_pos = " << tmp_abs_view_pos << endl;
 368         prep_ssg_nodes();
 369         sgSetVec3( tmp_view_pos, 0.0, 0.0, 0.0 );
 370         double tmp_elev;
 371         if ( current_elev_ssg(tmp_abs_view_pos, &tmp_elev) ) {
 372             scenery.cur_elev = tmp_elev;
 373         } else {
 374             scenery.cur_elev = 0.0;
 375         }
 376         cout << "result = " << scenery.cur_elev << endl;
 377     } else {
 378         // cout << "abs view pos = " << current_view.abs_view_pos
 379         //      << " view pos = " << current_view.view_pos << endl;
 380         double tmp_elev;
 381         if ( current_elev_ssg(globals->get_current_view()->get_abs_view_pos(),
 382                               &tmp_elev) )
 383         {
 384             scenery.cur_elev = tmp_elev;
 385         } else {
 386             scenery.cur_elev = 0.0;
 387         }
 388     }
 389
 390     // cout << "current elevation (ssg) == " << scenery.cur_elev << endl;
 391
 392     previous_bucket = current_bucket;
 393     last_longitude = longitude;
 394     last_latitude  = latitude;
 395
 396     return 1;
 397 }
 398
 399
 400 void FGTileMgr::prep_ssg_nodes() {
 401     float vis = 0.0;
 402
 403 #ifndef FG_OLD_WEATHER
 404     if ( WeatherDatabase ) {
 405         vis = WeatherDatabase->getWeatherVisibility();
 406     } else {
 407         vis = 16000;
 408     }
 409 #else
 410     vis = current_weather.get_visibility();
 411 #endif
 412     // cout << "visibility = " << vis << endl;
 413
 414     // traverse the potentially viewable tile list and update range
 415     // selector and transform
 416
 417     FGTileEntry *e;
 418     global_tile_cache.reset_traversal();
 419
 420     while ( ! global_tile_cache.at_end() ) {
 421         // cout << "processing a tile" << endl;
 422         if ( (e = global_tile_cache.get_current()) ) {
 423             e->prep_ssg_node( scenery.center, vis);
 424         } else {
 425             cout << "warning ... empty tile in cache" << endl;
 426         }
 427         global_tile_cache.next();
 428    }
 429 }