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/math/polar3d.hxx>
  36 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  37 #include <simgear/math/vector.hxx>
  38 #include <simgear/structure/exception.hxx>
  39 #include <simgear/scene/model/modellib.hxx>
  40 #include <simgear/scene/tgdb/SGReaderWriterBTGOptions.hxx>
  41
  42 #include <Main/globals.hxx>
  43 #include <Main/fg_props.hxx>
  44 #include <Main/renderer.hxx>
  45 #include <Main/viewer.hxx>
  46 #include <Scripting/NasalSys.hxx>
  47
  48 #include "scenery.hxx"
  49 #include "SceneryPager.hxx"
  50 #include "tilemgr.hxx"
  51
  52 using std::for_each;
  53 using flightgear::SceneryPager;
  54 using simgear::SGModelLib;
  55 using simgear::TileEntry;
  56 using simgear::TileCache;
  57
  58 FGTileMgr::FGTileMgr():
  59     state( Start ),
  60     vis( 16000 )
  61 {
  62 }
  63
  64
  65 FGTileMgr::~FGTileMgr() {
  66     // remove all nodes we might have left behind
  67     osg::Group* group = globals->get_scenery()->get_terrain_branch();
  68     group->removeChildren(0, group->getNumChildren());
  69 }
  70
  71
  72 // Initialize the Tile Manager subsystem
  73 int FGTileMgr::init() {
  74     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "Initializing Tile Manager subsystem." );
  75
  76     _options = new SGReaderWriterBTGOptions;
  77     _options->setMatlib(globals->get_matlib());
  78     _options->setUseRandomObjects(fgGetBool("/sim/rendering/random-objects", true));
  79     _options->setUseRandomVegetation(fgGetBool("/sim/rendering/random-vegetation", true));
  80     osgDB::FilePathList &fp = _options->getDatabasePathList();
  81     const string_list &sc = globals->get_fg_scenery();
  82     fp.clear();
  83     std::copy(sc.begin(), sc.end(), back_inserter(fp));
  84
  85     TileEntry::setModelLoadHelper(this);
  86
  87     tile_cache.init();
  88
  89     state = Inited;
  90
  91     previous_bucket.make_bad();
  92     current_bucket.make_bad();
  93
  94     longitude = latitude = -1000.0;
  95
  96     return 1;
  97 }
  98
  99 // schedule a tile for loading
 100 void FGTileMgr::sched_tile( const SGBucket& b, const bool is_inner_ring ) {
 101     // see if tile already exists in the cache
 102     TileEntry *t = tile_cache.get_tile( b );
 103
 104     if ( !t ) {
 105         // make space in the cache
 106         SceneryPager* pager = FGScenery::getPagerSingleton();
 107         while ( (int)tile_cache.get_size() > tile_cache.get_max_cache_size() ) {
 108             long index = tile_cache.get_oldest_tile();
 109             if ( index >= 0 ) {
 110                 TileEntry *old = tile_cache.get_tile( index );
 111                 tile_cache.clear_entry( index );
 112                 osg::ref_ptr<osg::Object> subgraph = old->getNode();
 113                 old->removeFromSceneGraph();
 114                 delete old;
 115                 // zeros out subgraph ref_ptr, so subgraph is owned by
 116                 // the pager and will be deleted in the pager thread.
 117                 pager->queueDeleteRequest(subgraph);
 118             } else {
 119                 // nothing to free ?!? forge ahead
 120                 break;
 121             }
 122         }
 123
 124         // create a new entry
 125         TileEntry *e = new TileEntry( b );
 126
 127         // insert the tile into the cache
 128         if ( tile_cache.insert_tile( e ) ) {
 129             // update_queues will generate load request
 130         } else {
 131             // insert failed (cache full with no available entries to
 132             // delete.)  Try again later
 133             delete e;
 134         }
 135         // Attach to scene graph
 136         e->addToSceneGraph(globals->get_scenery()->get_terrain_branch());
 137     } else {
 138         t->set_inner_ring( is_inner_ring );
 139     }
 140 }
 141
 142
 143 // schedule a needed buckets for loading
 144 void FGTileMgr::schedule_needed( double vis, const SGBucket& curr_bucket) {
 145     // sanity check (unfortunately needed!)
 146     if ( longitude < -180.0 || longitude > 180.0
 147          || latitude < -90.0 || latitude > 90.0 )
 148     {
 149         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_ALERT,
 150                 "Attempting to schedule tiles for bogus lon and lat  = ("
 151                 << longitude << "," << latitude << ")" );
 152         return;         // FIXME
 153         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_ALERT,
 154                 "This is a FATAL error.  Exiting!" );
 155         exit(-1);
 156     }
 157
 158     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO,
 159             "scheduling needed tiles for " << longitude << " " << latitude );
 160
 161     // vis = fgGetDouble("/environment/visibility-m");
 162
 163     double tile_width = curr_bucket.get_width_m();
 164     double tile_height = curr_bucket.get_height_m();
 165     // cout << "tile width = " << tile_width << "  tile_height = "
 166     //      << tile_height << endl;
 167
 168     xrange = (int)(vis / tile_width) + 1;
 169     yrange = (int)(vis / tile_height) + 1;
 170     if ( xrange < 1 ) { xrange = 1; }
 171     if ( yrange < 1 ) { yrange = 1; }
 172
 173     // make the cache twice as large to avoid losing terrain when switching
 174     // between aircraft and tower views
 175     tile_cache.set_max_cache_size( (2*xrange + 2) * (2*yrange + 2) * 2 );
 176     // cout << "xrange = " << xrange << "  yrange = " << yrange << endl;
 177     // cout << "max cache size = " << tile_cache.get_max_cache_size()
 178     //      << " current cache size = " << tile_cache.get_size() << endl;
 179
 180     // clear the inner ring flags so we can set them below.  This
 181     // prevents us from having "true" entries we aren't able to find
 182     // to get rid of if we teleport a long ways away from the current
 183     // location.
 184     tile_cache.clear_inner_ring_flags();
 185
 186     SGBucket b;
 187
 188     // schedule center tile first so it can be loaded first
 189     b = sgBucketOffset( longitude, latitude, 0, 0 );
 190     sched_tile( b, true );
 191
 192     int x, y;
 193
 194     // schedule next ring of 8 tiles
 195     for ( x = -1; x <= 1; ++x ) {
 196         for ( y = -1; y <= 1; ++y ) {
 197             if ( x != 0 || y != 0 ) {
 198                 b = sgBucketOffset( longitude, latitude, x, y );
 199                 sched_tile( b, true );
 200             }
 201         }
 202     }
 203
 204     // schedule remaining tiles
 205     for ( x = -xrange; x <= xrange; ++x ) {
 206         for ( y = -yrange; y <= yrange; ++y ) {
 207             if ( x < -1 || x > 1 || y < -1 || y > 1 ) {
 208                 SGBucket b = sgBucketOffset( longitude, latitude, x, y );
 209                 sched_tile( b, false );
 210             }
 211         }
 212     }
 213 }
 214
 215
 216 void FGTileMgr::initialize_queue()
 217 {
 218     // First time through or we have teleported, initialize the
 219     // system and load all relavant tiles
 220
 221     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "Initialize_queue(): Updating Tile list for "
 222             << current_bucket );
 223     // cout << "tile cache size = " << tile_cache.get_size() << endl;
 224
 225     // wipe/initialize tile cache
 226     // tile_cache.init();
 227     previous_bucket.make_bad();
 228
 229     // build the local area list and schedule tiles for loading
 230
 231     // start with the center tile and work out in concentric
 232     // "rings"
 233
 234     double visibility_meters = fgGetDouble("/environment/visibility-m");
 235     schedule_needed(visibility_meters, current_bucket);
 236 }
 237
 238 osg::Node*
 239 FGTileMgr::loadTileModel(const string& modelPath, bool cacheModel)
 240 {
 241     osg::Node* result = 0;
 242     try {
 243         if(cacheModel)
 244             result =
 245                 SGModelLib::loadModel(modelPath, globals->get_props(),
 246                                       new FGNasalModelData);
 247
 248         else
 249             result=
 250                 SGModelLib::loadPagedModel(modelPath, globals->get_props(),
 251                                            new FGNasalModelData);
 252     } catch (const sg_io_exception& exc) {
 253         string m(exc.getMessage());
 254         m += " ";
 255         m += exc.getLocation().asString();
 256         SG_LOG( SG_ALL, SG_ALERT, m );
 257     } catch (const sg_exception& exc) { // XXX may be redundant
 258         SG_LOG( SG_ALL, SG_ALERT, exc.getMessage());
 259     }
 260     return result;
 261 }
 262
 263 // Helper class for STL fun
 264 class TileLoad : public std::unary_function<TileCache::tile_map::value_type,
 265                                             void>
 266 {
 267 public:
 268     TileLoad(SceneryPager *pager, osg::FrameStamp* framestamp,
 269              osg::Group* terrainBranch, osgDB::ReaderWriter::Options* options) :
 270         _pager(pager), _framestamp(framestamp), _options(options) {}
 271
 272     TileLoad(const TileLoad& rhs) :
 273         _pager(rhs._pager), _framestamp(rhs._framestamp),
 274         _options(rhs._options) {}
 275
 276     void operator()(TileCache::tile_map::value_type& tilePair)
 277     {
 278         TileEntry* entry = tilePair.second;
 279         if (entry->getNode()->getNumChildren() == 0) {
 280             _pager->queueRequest(entry->tileFileName,
 281                                  entry->getNode(),
 282                                  entry->get_inner_ring() ? 10.0f : 1.0f,
 283                                  _framestamp,
 284 #ifdef FGOSGPAGER25
 285                                  entry->getDatabaseRequest(),
 286 #endif
 287                                  _options);
 288         }
 289     }
 290 private:
 291     SceneryPager* _pager;
 292     osg::FrameStamp* _framestamp;
 293     osgDB::ReaderWriter::Options* _options;
 294 };
 295
 296 /**
 297  * Update the various queues maintained by the tilemagr (private
 298  * internal function, do not call directly.)
 299  */
 300 void FGTileMgr::update_queues()
 301 {
 302     SceneryPager* pager = FGScenery::getPagerSingleton();
 303     osg::FrameStamp* framestamp
 304         = globals->get_renderer()->getViewer()->getFrameStamp();
 305     tile_cache.set_current_time(framestamp->getReferenceTime());
 306     for_each(tile_cache.begin(), tile_cache.end(),
 307              TileLoad(pager,
 308                       framestamp,
 309                       globals->get_scenery()->get_terrain_branch(), _options.get()));
 310 }
 311
 312
 313 // given the current lon/lat (in degrees), fill in the array of local
 314 // chunks.  If the chunk isn't already in the cache, then read it from
 315 // disk.
 316 int FGTileMgr::update( double visibility_meters )
 317 {
 318     SGVec3d viewPos = globals->get_current_view()->get_view_pos();
 319     return update(SGGeod::fromCart(viewPos), visibility_meters);
 320 }
 321
 322 int FGTileMgr::update( const SGGeod& location, double visibility_meters)
 323 {
 324     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "FGTileMgr::update()" );
 325
 326     longitude = location.getLongitudeDeg();
 327     latitude = location.getLatitudeDeg();
 328
 329     // SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "FGTileMgr::update() for "
 330     //         << longitude << " " << latatitude );
 331
 332     current_bucket.set_bucket( location );
 333     // SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "Updating tile list for "
 334     //         << current_bucket );
 335     fgSetInt( "/environment/current-tile-id", current_bucket.gen_index() );
 336
 337     // do tile load scheduling.
 338     // Note that we need keep track of both viewer buckets and fdm buckets.
 339     if ( state == Running ) {
 340         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "State == Running" );
 341         if (current_bucket != previous_bucket) {
 342             // We've moved to a new bucket, we need to schedule any
 343             // needed tiles for loading.
 344             SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "FGTileMgr::update()" );
 345             schedule_needed(visibility_meters, current_bucket);
 346         }
 347     } else if ( state == Start || state == Inited ) {
 348         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "State == Start || Inited" );
 349 //        initialize_queue();
 350         state = Running;
 351         if (current_bucket != previous_bucket
 352             && current_bucket.get_chunk_lon() != -1000) {
 353                SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "FGTileMgr::update()" );
 354                schedule_needed(visibility_meters, current_bucket);
 355         }
 356     }
 357
 358     update_queues();
 359
 360     // save bucket...
 361     previous_bucket = current_bucket;
 362
 363     return 1;
 364 }
 365
 366 void FGTileMgr::prep_ssg_nodes(float vis) {
 367
 368     // traverse the potentially viewable tile list and update range
 369     // selector and transform
 370
 371     TileEntry *e;
 372     tile_cache.reset_traversal();
 373
 374     while ( ! tile_cache.at_end() ) {
 375         // cout << "processing a tile" << endl;
 376         if ( (e = tile_cache.get_current()) ) {
 377             e->prep_ssg_node(vis);
 378         } else {
 379             SG_LOG(SG_INPUT, SG_ALERT, "warning ... empty tile in cache");
 380         }
 381         tile_cache.next();
 382     }
 383 }
 384
 385 bool FGTileMgr::scenery_available(const SGGeod& position, double range_m)
 386 {
 387     return scenery_available(position.getLatitudeDeg(),
 388                              position.getLongitudeDeg(), range_m);
 389 }
 390
 391 bool FGTileMgr::scenery_available(double lat, double lon, double range_m)
 392 {
 393   // sanity check (unfortunately needed!)
 394   if ( lon <= -180.0 || lon >= 180.0 || lat <= -90.0 || lat >= 90.0 )
 395     return false;
 396
 397   SGBucket bucket(lon, lat);
 398   TileEntry *te = tile_cache.get_tile(bucket);
 399   if (!te || !te->is_loaded())
 400     return false;
 401
 402   // Traverse all tiles required to be there for the given visibility.
 403   // This uses exactly the same algorithm like the tile scheduler.
 404   double tile_width = bucket.get_width_m();
 405   double tile_height = bucket.get_height_m();
 406
 407   int xrange = (int)fabs(range_m / tile_width) + 1;
 408   int yrange = (int)fabs(range_m / tile_height) + 1;
 409
 410   for ( int x = -xrange; x <= xrange; ++x ) {
 411     for ( int y = -yrange; y <= yrange; ++y ) {
 412       // We have already checked for the center tile.
 413       if ( x != 0 || y != 0 ) {
 414         SGBucket b = sgBucketOffset( lon, lat, x, y );
 415         TileEntry *te = tile_cache.get_tile(b);
 416         if (!te || !te->is_loaded())
 417           return false;
 418       }
 419     }
 420   }
 421
 422   // Survived all tests.
 423   return true;
 424 }
 425
 426 namespace
 427 {
 428 struct IsTileLoaded :
 429         public std::unary_function<TileCache::tile_map::value_type, bool>
 430 {
 431     bool operator()(const TileCache::tile_map::value_type& tilePair) const
 432     {
 433         return tilePair.second->is_loaded();
 434     }
 435 };
 436 }
 437
 438 bool FGTileMgr::isSceneryLoaded()
 439 {
 440     return (std::find_if(tile_cache.begin(), tile_cache.end(),
 441                          std::not1(IsTileLoaded()))
 442             == tile_cache.end());
 443 }