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 #include <osgDB/Registry>
  33
  34 #include <simgear/constants.h>
  35 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  36 #include <simgear/structure/exception.hxx>
  37 #include <simgear/scene/model/modellib.hxx>
  38 #include <simgear/scene/util/SGReaderWriterOptions.hxx>
  39 #include <simgear/scene/tsync/terrasync.hxx>
  40
  41 #include <Main/globals.hxx>
  42 #include <Main/fg_props.hxx>
  43 #include <Viewer/renderer.hxx>
  44 #include <Viewer/viewer.hxx>
  45 #include <Scripting/NasalSys.hxx>
  46
  47 #include "scenery.hxx"
  48 #include "SceneryPager.hxx"
  49 #include "tilemgr.hxx"
  50
  51 using flightgear::SceneryPager;
  52
  53
  54 FGTileMgr::FGTileMgr():
  55     state( Start ),
  56     last_state( Running ),
  57     longitude(-1000.0),
  58     latitude(-1000.0),
  59     scheduled_visibility(100.0),
  60     _terra_sync(NULL),
  61     _visibilityMeters(fgGetNode("/environment/visibility-m", true)),
  62     _maxTileRangeM(fgGetNode("/sim/rendering/static-lod/bare", true)),
  63     _disableNasalHooks(fgGetNode("/sim/temp/disable-scenery-nasal", true)),
  64     _pager(FGScenery::getPagerSingleton())
  65 {
  66 }
  67
  68
  69 FGTileMgr::~FGTileMgr()
  70 {
  71     // remove all nodes we might have left behind
  72     osg::Group* group = globals->get_scenery()->get_terrain_branch();
  73     group->removeChildren(0, group->getNumChildren());
  74     // clear OSG cache
  75     osgDB::Registry::instance()->clearObjectCache();
  76 }
  77
  78
  79 // Initialize the Tile Manager subsystem
  80 void FGTileMgr::init() {
  81     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "Initializing Tile Manager subsystem." );
  82
  83     _options = new simgear::SGReaderWriterOptions;
  84     _options->setMaterialLib(globals->get_matlib());
  85     _options->setPropertyNode(globals->get_props());
  86
  87     osgDB::FilePathList &fp = _options->getDatabasePathList();
  88     const string_list &sc = globals->get_fg_scenery();
  89     fp.clear();
  90     std::copy(sc.begin(), sc.end(), back_inserter(fp));
  91     _options->setPluginStringData("SimGear::FG_ROOT", globals->get_fg_root());
  92     if (!_disableNasalHooks->getBoolValue())
  93         _options->setModelData(new FGNasalModelDataProxy);
  94
  95     reinit();
  96 }
  97
  98 void FGTileMgr::refresh_tile(void* tileMgr, long tileIndex)
  99 {
 100     ((FGTileMgr*) tileMgr)->tile_cache.refresh_tile(tileIndex);
 101 }
 102
 103 void FGTileMgr::reinit()
 104 {
 105     // protect against multiple scenery reloads and properly reset flags,
 106     // otherwise aircraft fall through the ground while reloading scenery
 107     if (!fgGetBool("/sim/sceneryloaded",true))
 108         return;
 109     fgSetBool("/sim/sceneryloaded",false);
 110     fgSetDouble("/sim/startup/splash-alpha", 1.0);
 111
 112     // remove all old scenery nodes from scenegraph and clear cache
 113     osg::Group* group = globals->get_scenery()->get_terrain_branch();
 114     group->removeChildren(0, group->getNumChildren());
 115     tile_cache.init();
 116
 117     // clear OSG cache, except on initial start-up
 118     if (state != Start)
 119     {
 120         osgDB::Registry::instance()->clearObjectCache();
 121     }
 122
 123     state = Inited;
 124
 125     previous_bucket.make_bad();
 126     current_bucket.make_bad();
 127     longitude = latitude = -1000.0;
 128     scheduled_visibility = 100.0;
 129
 130     _terra_sync = (simgear::SGTerraSync*) globals->get_subsystem("terrasync");
 131     if (_terra_sync)
 132         _terra_sync->setTileRefreshCb(&refresh_tile, this);
 133
 134     // force an update now
 135     update(0.0);
 136 }
 137
 138 /* schedule a tile for loading, keep request for given amount of time.
 139  * Returns true if tile is already loaded. */
 140 bool FGTileMgr::sched_tile( const SGBucket& b, double priority, bool current_view, double duration)
 141 {
 142     // see if tile already exists in the cache
 143     TileEntry *t = tile_cache.get_tile( b );
 144     if (!t)
 145     {
 146         // create a new entry
 147         t = new TileEntry( b );
 148         // insert the tile into the cache, update will generate load request
 149         if ( tile_cache.insert_tile( t ) )
 150         {
 151             // Attach to scene graph
 152
 153             t->addToSceneGraph(globals->get_scenery()->get_terrain_branch());
 154         } else
 155         {
 156             // insert failed (cache full with no available entries to
 157             // delete.)  Try again later
 158             delete t;
 159             return false;
 160         }
 161
 162         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "  New tile cache size " << (int)tile_cache.get_size() );
 163     }
 164
 165     // update tile's properties
 166     tile_cache.request_tile(t,priority,current_view,duration);
 167
 168     return t->is_loaded();
 169 }
 170
 171 /* schedule needed buckets for the current view position for loading,
 172  * keep request for given amount of time */
 173 void FGTileMgr::schedule_needed(const SGBucket& curr_bucket, double vis)
 174 {
 175     // sanity check (unfortunately needed!)
 176     if ( longitude < -180.0 || longitude > 180.0
 177          || latitude < -90.0 || latitude > 90.0 )
 178     {
 179         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_ALERT,
 180                 "Attempting to schedule tiles for bogus lon and lat  = ("
 181                 << longitude << "," << latitude << ")" );
 182         return;
 183     }
 184
 185     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO,
 186             "scheduling needed tiles for " << longitude << " " << latitude );
 187
 188     double tile_width = curr_bucket.get_width_m();
 189     double tile_height = curr_bucket.get_height_m();
 190     // cout << "tile width = " << tile_width << "  tile_height = "
 191     //      << tile_height << endl;
 192
 193     double tileRangeM = std::min(vis,_maxTileRangeM->getDoubleValue());
 194     int xrange = (int)(tileRangeM / tile_width) + 1;
 195     int yrange = (int)(tileRangeM / tile_height) + 1;
 196     if ( xrange < 1 ) { xrange = 1; }
 197     if ( yrange < 1 ) { yrange = 1; }
 198
 199     // make the cache twice as large to avoid losing terrain when switching
 200     // between aircraft and tower views
 201     tile_cache.set_max_cache_size( (2*xrange + 2) * (2*yrange + 2) * 2 );
 202     // cout << "xrange = " << xrange << "  yrange = " << yrange << endl;
 203     // cout << "max cache size = " << tile_cache.get_max_cache_size()
 204     //      << " current cache size = " << tile_cache.get_size() << endl;
 205
 206     // clear flags of all tiles belonging to the previous view set
 207     tile_cache.clear_current_view();
 208
 209     // update timestamps, so all tiles scheduled now are *newer* than any tile previously loaded
 210     osg::FrameStamp* framestamp
 211             = globals->get_renderer()->getViewer()->getFrameStamp();
 212     tile_cache.set_current_time(framestamp->getReferenceTime());
 213
 214     SGBucket b;
 215
 216     int x, y;
 217
 218     /* schedule all tiles, use distance-based loading priority,
 219      * so tiles are loaded in innermost-to-outermost sequence. */
 220     for ( x = -xrange; x <= xrange; ++x )
 221     {
 222         for ( y = -yrange; y <= yrange; ++y )
 223         {
 224             SGBucket b = sgBucketOffset( longitude, latitude, x, y );
 225             float priority = (-1.0) * (x*x+y*y);
 226             sched_tile( b, priority, true, 0.0 );
 227         }
 228     }
 229 }
 230
 231 /**
 232  * Update the various queues maintained by the tilemagr (private
 233  * internal function, do not call directly.)
 234  */
 235 void FGTileMgr::update_queues()
 236 {
 237     osg::FrameStamp* framestamp
 238         = globals->get_renderer()->getViewer()->getFrameStamp();
 239     double current_time = framestamp->getReferenceTime();
 240     double vis = _visibilityMeters->getDoubleValue();
 241     TileEntry *e;
 242     int loading=0;
 243     int sz=0;
 244
 245     tile_cache.set_current_time( current_time );
 246     tile_cache.reset_traversal();
 247
 248     while ( ! tile_cache.at_end() )
 249     {
 250         e = tile_cache.get_current();
 251         // cout << "processing a tile" << endl;
 252         if ( e )
 253         {
 254             // Prepare the ssg nodes corresponding to each tile.
 255             // Set the ssg transform and update it's range selector
 256             // based on current visibilty
 257             e->prep_ssg_node(vis);
 258
 259             if (( !e->is_loaded() )&&
 260                 ((!e->is_expired(current_time))||
 261                   e->is_current_view() ))
 262             {
 263                 // schedule tile for loading with osg pager
 264                 _pager->queueRequest(e->tileFileName,
 265                                      e->getNode(),
 266                                      e->get_priority(),
 267                                      framestamp,
 268                                      e->getDatabaseRequest(),
 269                                      _options.get());
 270                 loading++;
 271             }
 272         } else
 273         {
 274             SG_LOG(SG_TERRAIN, SG_ALERT, "Warning: empty tile in cache!");
 275         }
 276         tile_cache.next();
 277         sz++;
 278     }
 279
 280     int drop_count = sz - tile_cache.get_max_cache_size();
 281     if (( drop_count > 0 )&&
 282          ((loading==0)||(drop_count > 10)))
 283     {
 284         long drop_index = tile_cache.get_drop_tile();
 285         while ( drop_index > -1 )
 286         {
 287             // schedule tile for deletion with osg pager
 288             TileEntry* old = tile_cache.get_tile(drop_index);
 289             tile_cache.clear_entry(drop_index);
 290
 291             osg::ref_ptr<osg::Object> subgraph = old->getNode();
 292             old->removeFromSceneGraph();
 293             delete old;
 294             // zeros out subgraph ref_ptr, so subgraph is owned by
 295             // the pager and will be deleted in the pager thread.
 296             _pager->queueDeleteRequest(subgraph);
 297
 298             if (--drop_count > 0)
 299                 drop_index = tile_cache.get_drop_tile();
 300             else
 301                 drop_index = -1;
 302         }
 303     }
 304 }
 305
 306 // given the current lon/lat (in degrees), fill in the array of local
 307 // chunks.  If the chunk isn't already in the cache, then read it from
 308 // disk.
 309 void FGTileMgr::update(double)
 310 {
 311     SGVec3d viewPos = globals->get_current_view()->get_view_pos();
 312     double vis = _visibilityMeters->getDoubleValue();
 313     schedule_tiles_at(SGGeod::fromCart(viewPos), vis);
 314
 315     update_queues();
 316 }
 317
 318 // schedule tiles for the viewer bucket (FDM/AI/groundcache/... use
 319 // "schedule_scenery" instead
 320 int FGTileMgr::schedule_tiles_at(const SGGeod& location, double range_m)
 321 {
 322     longitude = location.getLongitudeDeg();
 323     latitude = location.getLatitudeDeg();
 324
 325     // SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "FGTileMgr::update() for "
 326     //         << longitude << " " << latatitude );
 327
 328     current_bucket.set_bucket( location );
 329
 330     // schedule more tiles when visibility increased considerably
 331     // TODO Calculate tile size - instead of using fixed value (5000m)
 332     if (range_m - scheduled_visibility > 5000.0)
 333         previous_bucket.make_bad();
 334
 335     // SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "Updating tile list for "
 336     //         << current_bucket );
 337     fgSetInt( "/environment/current-tile-id", current_bucket.gen_index() );
 338
 339     // do tile load scheduling.
 340     // Note that we need keep track of both viewer buckets and fdm buckets.
 341     if ( state == Running ) {
 342         if (last_state != state)
 343         {
 344             SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "State == Running" );
 345         }
 346         if (current_bucket != previous_bucket) {
 347             // We've moved to a new bucket, we need to schedule any
 348             // needed tiles for loading.
 349             SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "FGTileMgr::update()" );
 350             scheduled_visibility = range_m;
 351             schedule_needed(current_bucket, range_m);
 352             if (_terra_sync)
 353                 _terra_sync->schedulePosition(latitude,longitude);
 354         }
 355         // save bucket
 356         previous_bucket = current_bucket;
 357     } else if ( state == Start || state == Inited ) {
 358         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "State == Start || Inited" );
 359         // do not update bucket yet (position not valid in initial loop)
 360         state = Running;
 361         previous_bucket.make_bad();
 362     }
 363     last_state = state;
 364
 365     return 1;
 366 }
 367
 368 /** Schedules scenery for given position. Load request remains valid for given duration
 369  * (duration=0.0 => nothing is loaded).
 370  * Used for FDM/AI/groundcache/... requests. Viewer uses "schedule_tiles_at" instead.
 371  * Returns true when all tiles for the given position are already loaded, false otherwise.
 372  */
 373 bool FGTileMgr::schedule_scenery(const SGGeod& position, double range_m, double duration)
 374 {
 375     const float priority = 0.0;
 376     double current_longitude = position.getLongitudeDeg();
 377     double current_latitude = position.getLatitudeDeg();
 378     bool available = true;
 379
 380     // sanity check (unfortunately needed!)
 381     if (current_longitude < -180 || current_longitude > 180 ||
 382         current_latitude < -90 || current_latitude > 90)
 383         return false;
 384
 385     SGBucket bucket(position);
 386     available = sched_tile( bucket, priority, false, duration );
 387
 388     if ((!available)&&(duration==0.0))
 389         return false;
 390
 391     SGVec3d cartPos = SGVec3d::fromGeod(position);
 392
 393     // Traverse all tiles required to be there for the given visibility.
 394     double tile_width = bucket.get_width_m();
 395     double tile_height = bucket.get_height_m();
 396     double tile_r = 0.5*sqrt(tile_width*tile_width + tile_height*tile_height);
 397     double max_dist = tile_r + range_m;
 398     double max_dist2 = max_dist*max_dist;
 399
 400     int xrange = (int)fabs(range_m / tile_width) + 1;
 401     int yrange = (int)fabs(range_m / tile_height) + 1;
 402
 403     for ( int x = -xrange; x <= xrange; ++x )
 404     {
 405         for ( int y = -yrange; y <= yrange; ++y )
 406         {
 407             // We have already checked for the center tile.
 408             if ( x != 0 || y != 0 )
 409             {
 410                 SGBucket b = sgBucketOffset( current_longitude,
 411                                              current_latitude, x, y );
 412                 double distance2 = distSqr(cartPos, SGVec3d::fromGeod(b.get_center()));
 413                 // Do not ask if it is just the next tile but way out of range.
 414                 if (distance2 <= max_dist2)
 415                 {
 416                     available &= sched_tile( b, priority, false, duration );
 417                     if ((!available)&&(duration==0.0))
 418                         return false;
 419                 }
 420             }
 421         }
 422     }
 423
 424     return available;
 425 }
 426
 427 // Returns true if tiles around current view position have been loaded
 428 bool FGTileMgr::isSceneryLoaded()
 429 {
 430     double range_m = 100.0;
 431     if (scheduled_visibility < range_m)
 432         range_m = scheduled_visibility;
 433
 434     return schedule_scenery(SGGeod::fromDeg(longitude, latitude), range_m, 0.0);
 435 }