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 #include <simgear/misc/strutils.hxx>
  41
  42 #include <Main/globals.hxx>
  43 #include <Main/fg_props.hxx>
  44 #include <Viewer/renderer.hxx>
  45 #include <Viewer/splash.hxx>
  46 #include <Scripting/NasalSys.hxx>
  47 #include <Scripting/NasalModelData.hxx>
  48
  49 #include "scenery.hxx"
  50 #include "SceneryPager.hxx"
  51 #include "tilemgr.hxx"
  52
  53 using flightgear::SceneryPager;
  54
  55
  56 FGTileMgr::FGTileMgr():
  57     state( Start ),
  58     last_state( Running ),
  59     longitude(-1000.0),
  60     latitude(-1000.0),
  61     scheduled_visibility(100.0),
  62     _terra_sync(NULL),
  63     _visibilityMeters(fgGetNode("/environment/visibility-m", true)),
  64     _maxTileRangeM(fgGetNode("/sim/rendering/static-lod/bare", true)),
  65     _disableNasalHooks(fgGetNode("/sim/temp/disable-scenery-nasal", true)),
  66     _scenery_loaded(fgGetNode("/sim/sceneryloaded", true)),
  67     _scenery_override(fgGetNode("/sim/sceneryloaded-override", true)),
  68     _pager(FGScenery::getPagerSingleton())
  69 {
  70 }
  71
  72
  73 FGTileMgr::~FGTileMgr()
  74 {
  75     // remove all nodes we might have left behind
  76     osg::Group* group = globals->get_scenery()->get_terrain_branch();
  77     group->removeChildren(0, group->getNumChildren());
  78     // clear OSG cache
  79     osgDB::Registry::instance()->clearObjectCache();
  80 }
  81
  82
  83 // Initialize the Tile Manager subsystem
  84 void FGTileMgr::init() {
  85     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "Initializing Tile Manager subsystem." );
  86
  87     _options = new simgear::SGReaderWriterOptions;
  88     _options->setMaterialLib(globals->get_matlib());
  89     _options->setPropertyNode(globals->get_props());
  90
  91     osgDB::FilePathList &fp = _options->getDatabasePathList();
  92     const string_list &sc = globals->get_fg_scenery();
  93     fp.clear();
  94     std::copy(sc.begin(), sc.end(), back_inserter(fp));
  95     _options->setPluginStringData("SimGear::FG_ROOT", globals->get_fg_root());
  96
  97     if (globals->get_subsystem("terrasync")) {
  98         _options->setPluginStringData("SimGear::TERRASYNC_ROOT", fgGetString("/sim/terrasync/scenery-dir"));
  99     }
 100
 101     if (!_disableNasalHooks->getBoolValue())
 102         _options->setModelData(new FGNasalModelDataProxy);
 103
 104     reinit();
 105 }
 106
 107 void FGTileMgr::reinit()
 108 {
 109     _terra_sync = static_cast<simgear::SGTerraSync*> (globals->get_subsystem("terrasync"));
 110
 111     // protect against multiple scenery reloads and properly reset flags,
 112     // otherwise aircraft fall through the ground while reloading scenery
 113     if (!fgGetBool("/sim/sceneryloaded",true))
 114         return;
 115     fgSetBool("/sim/sceneryloaded",false);
 116     fgSetDouble("/sim/startup/splash-alpha", 1.0);
 117
 118     // Reload the materials definitions
 119     _options->setMaterialLib(globals->get_matlib());
 120
 121     // remove all old scenery nodes from scenegraph and clear cache
 122     osg::Group* group = globals->get_scenery()->get_terrain_branch();
 123     group->removeChildren(0, group->getNumChildren());
 124     tile_cache.init();
 125
 126     // clear OSG cache, except on initial start-up
 127     if (state != Start)
 128     {
 129         osgDB::Registry::instance()->clearObjectCache();
 130     }
 131
 132     state = Inited;
 133
 134     previous_bucket.make_bad();
 135     current_bucket.make_bad();
 136     longitude = latitude = -1000.0;
 137     scheduled_visibility = 100.0;
 138
 139     // force an update now
 140     update(0.0);
 141 }
 142
 143 /* schedule a tile for loading, keep request for given amount of time.
 144  * Returns true if tile is already loaded. */
 145 bool FGTileMgr::sched_tile( const SGBucket& b, double priority, bool current_view, double duration)
 146 {
 147     // see if tile already exists in the cache
 148     TileEntry *t = tile_cache.get_tile( b );
 149     if (!t)
 150     {
 151         // create a new entry
 152         t = new TileEntry( b );
 153         // insert the tile into the cache, update will generate load request
 154         if ( tile_cache.insert_tile( t ) )
 155         {
 156             // Attach to scene graph
 157
 158             t->addToSceneGraph(globals->get_scenery()->get_terrain_branch());
 159         } else
 160         {
 161             // insert failed (cache full with no available entries to
 162             // delete.)  Try again later
 163             delete t;
 164             return false;
 165         }
 166
 167         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "  New tile cache size " << (int)tile_cache.get_size() );
 168     }
 169
 170     // update tile's properties
 171     tile_cache.request_tile(t,priority,current_view,duration);
 172
 173     return t->is_loaded();
 174 }
 175
 176 /* schedule needed buckets for the current view position for loading,
 177  * keep request for given amount of time */
 178 void FGTileMgr::schedule_needed(const SGBucket& curr_bucket, double vis)
 179 {
 180     // sanity check (unfortunately needed!)
 181     if ( longitude < -180.0 || longitude > 180.0
 182          || latitude < -90.0 || latitude > 90.0 )
 183     {
 184         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_ALERT,
 185                 "Attempting to schedule tiles for bogus lon and lat  = ("
 186                 << longitude << "," << latitude << ")" );
 187         return;
 188     }
 189
 190     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO,
 191             "scheduling needed tiles for " << longitude << " " << latitude << ", curr_bucket:"
 192            <<  curr_bucket.gen_base_path() << "/" << curr_bucket.gen_index_str());
 193
 194     double tile_width = curr_bucket.get_width_m();
 195     double tile_height = curr_bucket.get_height_m();
 196     // cout << "tile width = " << tile_width << "  tile_height = "
 197     //      << tile_height << endl;
 198
 199     double tileRangeM = std::min(vis,_maxTileRangeM->getDoubleValue());
 200     int xrange = (int)(tileRangeM / tile_width) + 1;
 201     int yrange = (int)(tileRangeM / tile_height) + 1;
 202     if ( xrange < 1 ) { xrange = 1; }
 203     if ( yrange < 1 ) { yrange = 1; }
 204
 205     // make the cache twice as large to avoid losing terrain when switching
 206     // between aircraft and tower views
 207     tile_cache.set_max_cache_size( (2*xrange + 2) * (2*yrange + 2) * 2 );
 208     // cout << "xrange = " << xrange << "  yrange = " << yrange << endl;
 209     // cout << "max cache size = " << tile_cache.get_max_cache_size()
 210     //      << " current cache size = " << tile_cache.get_size() << endl;
 211
 212     // clear flags of all tiles belonging to the previous view set
 213     tile_cache.clear_current_view();
 214
 215     // update timestamps, so all tiles scheduled now are *newer* than any tile previously loaded
 216     osg::FrameStamp* framestamp
 217             = globals->get_renderer()->getViewer()->getFrameStamp();
 218     tile_cache.set_current_time(framestamp->getReferenceTime());
 219
 220     SGBucket b;
 221
 222     int x, y;
 223
 224     /* schedule all tiles, use distance-based loading priority,
 225      * so tiles are loaded in innermost-to-outermost sequence. */
 226     for ( x = -xrange; x <= xrange; ++x )
 227     {
 228         for ( y = -yrange; y <= yrange; ++y )
 229         {
 230             SGBucket b = sgBucketOffset( longitude, latitude, x, y );
 231             float priority = (-1.0) * (x*x+y*y);
 232             sched_tile( b, priority, true, 0.0 );
 233
 234             if (_terra_sync) {
 235                 _terra_sync->scheduleTile(b);
 236             }
 237         }
 238     }
 239 }
 240
 241 /**
 242  * Update the various queues maintained by the tilemagr (private
 243  * internal function, do not call directly.)
 244  */
 245 void FGTileMgr::update_queues()
 246 {
 247     osg::FrameStamp* framestamp
 248         = globals->get_renderer()->getViewer()->getFrameStamp();
 249     double current_time = framestamp->getReferenceTime();
 250     double vis = _visibilityMeters->getDoubleValue();
 251     TileEntry *e;
 252     int loading=0;
 253     int sz=0;
 254
 255     tile_cache.set_current_time( current_time );
 256     tile_cache.reset_traversal();
 257
 258     while ( ! tile_cache.at_end() )
 259     {
 260         e = tile_cache.get_current();
 261         if ( e )
 262         {
 263             // Prepare the ssg nodes corresponding to each tile.
 264             // Set the ssg transform and update it's range selector
 265             // based on current visibilty
 266             e->prep_ssg_node(vis);
 267
 268             bool nonExpiredOrCurrent = !e->is_expired(current_time) || e->is_current_view();
 269             if ( !e->is_loaded() &&
 270                 !isTileDirSyncing(e->tileFileName) &&
 271                 nonExpiredOrCurrent)
 272             {
 273                 // schedule tile for loading with osg pager
 274                 _pager->queueRequest(e->tileFileName,
 275                                      e->getNode(),
 276                                      e->get_priority(),
 277                                      framestamp,
 278                                      e->getDatabaseRequest(),
 279                                      _options.get());
 280                 loading++;
 281             }
 282         } else
 283         {
 284             SG_LOG(SG_TERRAIN, SG_ALERT, "Warning: empty tile in cache!");
 285         }
 286         tile_cache.next();
 287         sz++;
 288     }
 289
 290     int drop_count = sz - tile_cache.get_max_cache_size();
 291     if (( drop_count > 0 )&&
 292          ((loading==0)||(drop_count > 10)))
 293     {
 294         long drop_index = tile_cache.get_drop_tile();
 295         while ( drop_index > -1 )
 296         {
 297             // schedule tile for deletion with osg pager
 298             TileEntry* old = tile_cache.get_tile(drop_index);
 299             tile_cache.clear_entry(drop_index);
 300
 301             osg::ref_ptr<osg::Object> subgraph = old->getNode();
 302             old->removeFromSceneGraph();
 303             delete old;
 304             // zeros out subgraph ref_ptr, so subgraph is owned by
 305             // the pager and will be deleted in the pager thread.
 306             _pager->queueDeleteRequest(subgraph);
 307
 308             if (--drop_count > 0)
 309                 drop_index = tile_cache.get_drop_tile();
 310             else
 311                 drop_index = -1;
 312         }
 313     }
 314 }
 315
 316 // given the current lon/lat (in degrees), fill in the array of local
 317 // chunks.  If the chunk isn't already in the cache, then read it from
 318 // disk.
 319 void FGTileMgr::update(double)
 320 {
 321     double vis = _visibilityMeters->getDoubleValue();
 322     schedule_tiles_at(globals->get_view_position(), vis);
 323
 324     update_queues();
 325
 326     // scenery loading check, triggers after each sim (tile manager) reinit
 327     if (!_scenery_loaded->getBoolValue())
 328     {
 329         bool fdmInited = fgGetBool("sim/fdm-initialized");
 330         bool positionFinalized = fgGetBool("sim/position-finalized");
 331         bool sceneryOverride = _scenery_override->getBoolValue();
 332
 333     // we are done if final position is set and the scenery & FDM are done.
 334     // scenery-override can ignore the last two, but not position finalization.
 335         if (positionFinalized && (sceneryOverride || (isSceneryLoaded() && fdmInited)))
 336         {
 337             _scenery_loaded->setBoolValue(true);
 338             fgSplashProgress("");
 339         }
 340         else
 341         {
 342             fgSplashProgress(positionFinalized ? "loading-scenery" : "finalize-position");
 343             // be nice to loader threads while waiting for initial scenery, reduce to 20fps
 344             SGTimeStamp::sleepForMSec(50);
 345         }
 346     }
 347 }
 348
 349 // schedule tiles for the viewer bucket
 350 // (FDM/AI/groundcache/... should use "schedule_scenery" instead)
 351 void FGTileMgr::schedule_tiles_at(const SGGeod& location, double range_m)
 352 {
 353     longitude = location.getLongitudeDeg();
 354     latitude = location.getLatitudeDeg();
 355
 356     // SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "FGTileMgr::update() for "
 357     //         << longitude << " " << latitude );
 358
 359     current_bucket.set_bucket( location );
 360
 361     // schedule more tiles when visibility increased considerably
 362     // TODO Calculate tile size - instead of using fixed value (5000m)
 363     if (range_m - scheduled_visibility > 5000.0)
 364         previous_bucket.make_bad();
 365
 366     // SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "Updating tile list for "
 367     //         << current_bucket );
 368     fgSetInt( "/environment/current-tile-id", current_bucket.gen_index() );
 369
 370     // do tile load scheduling.
 371     // Note that we need keep track of both viewer buckets and fdm buckets.
 372     if ( state == Running ) {
 373         if (last_state != state)
 374         {
 375             SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "State == Running" );
 376         }
 377         if (current_bucket != previous_bucket) {
 378             // We've moved to a new bucket, we need to schedule any
 379             // needed tiles for loading.
 380             SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "FGTileMgr::update()" );
 381             scheduled_visibility = range_m;
 382             schedule_needed(current_bucket, range_m);
 383         }
 384
 385         // save bucket
 386         previous_bucket = current_bucket;
 387     } else if ( state == Start || state == Inited ) {
 388         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "State == Start || Inited" );
 389         // do not update bucket yet (position not valid in initial loop)
 390         state = Running;
 391         previous_bucket.make_bad();
 392     }
 393     last_state = state;
 394 }
 395
 396 /** Schedules scenery for given position. Load request remains valid for given duration
 397  * (duration=0.0 => nothing is loaded).
 398  * Used for FDM/AI/groundcache/... requests. Viewer uses "schedule_tiles_at" instead.
 399  * Returns true when all tiles for the given position are already loaded, false otherwise.
 400  */
 401 bool FGTileMgr::schedule_scenery(const SGGeod& position, double range_m, double duration)
 402 {
 403     const float priority = 0.0;
 404     double current_longitude = position.getLongitudeDeg();
 405     double current_latitude = position.getLatitudeDeg();
 406     bool available = true;
 407
 408     // sanity check (unfortunately needed!)
 409     if (current_longitude < -180 || current_longitude > 180 ||
 410         current_latitude < -90 || current_latitude > 90)
 411         return false;
 412
 413     SGBucket bucket(position);
 414     available = sched_tile( bucket, priority, false, duration );
 415
 416     if ((!available)&&(duration==0.0))
 417         return false;
 418
 419     SGVec3d cartPos = SGVec3d::fromGeod(position);
 420
 421     // Traverse all tiles required to be there for the given visibility.
 422     double tile_width = bucket.get_width_m();
 423     double tile_height = bucket.get_height_m();
 424     double tile_r = 0.5*sqrt(tile_width*tile_width + tile_height*tile_height);
 425     double max_dist = tile_r + range_m;
 426     double max_dist2 = max_dist*max_dist;
 427
 428     int xrange = (int)fabs(range_m / tile_width) + 1;
 429     int yrange = (int)fabs(range_m / tile_height) + 1;
 430
 431     for ( int x = -xrange; x <= xrange; ++x )
 432     {
 433         for ( int y = -yrange; y <= yrange; ++y )
 434         {
 435             // We have already checked for the center tile.
 436             if ( x != 0 || y != 0 )
 437             {
 438                 SGBucket b = sgBucketOffset( current_longitude,
 439                                              current_latitude, x, y );
 440                 double distance2 = distSqr(cartPos, SGVec3d::fromGeod(b.get_center()));
 441                 // Do not ask if it is just the next tile but way out of range.
 442                 if (distance2 <= max_dist2)
 443                 {
 444                     available &= sched_tile( b, priority, false, duration );
 445                     if ((!available)&&(duration==0.0))
 446                         return false;
 447                 }
 448             }
 449         }
 450     }
 451
 452     return available;
 453 }
 454
 455 // Returns true if tiles around current view position have been loaded
 456 bool FGTileMgr::isSceneryLoaded()
 457 {
 458     double range_m = 100.0;
 459     if (scheduled_visibility < range_m)
 460         range_m = scheduled_visibility;
 461
 462     return schedule_scenery(SGGeod::fromDeg(longitude, latitude), range_m, 0.0);
 463 }
 464
 465 bool FGTileMgr::isTileDirSyncing(const std::string& tileFileName) const
 466 {
 467     if (!_terra_sync) {
 468         return false;
 469     }
 470
 471     std::string nameWithoutExtension = tileFileName.substr(0, tileFileName.size() - 4);
 472     long int bucketIndex = simgear::strutils::to_int(nameWithoutExtension);
 473     SGBucket bucket(bucketIndex);
 474
 475     return _terra_sync->isTileDirPending(bucket.gen_base_path());
 476 }
 477