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