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 extern ssgBranch *ground;
  61
  62 // the tile manager
  63 FGTileMgr global_tile_mgr;
  64
  65
  66 // a temporary hack until we get everything rewritten with sgdVec3
  67 static inline Point3D operator + (const Point3D& a, const sgdVec3 b)
  68 {
  69     return Point3D(a.x()+b[0], a.y()+b[1], a.z()+b[2]);
  70 }
  71
  72 #ifdef ENABLE_THREADS
  73 SGLockedQueue<FGTileEntry *> FGTileMgr::attach_queue;
  74 SGLockedQueue<FGDeferredModel *> FGTileMgr::model_queue;
  75 #else
  76 queue<FGTileEntry *> FGTileMgr::attach_queue;
  77 queue<FGTileDeferredModel *> FGTileMgr::model_queue;
  78 #endif // ENABLE_THREADS
  79
  80
  81 // Constructor
  82 FGTileMgr::FGTileMgr():
  83     state( Start ),
  84     vis( 16000 ),
  85     counter_hack(0)
  86 {
  87 }
  88
  89
  90 // Destructor
  91 FGTileMgr::~FGTileMgr() {
  92 }
  93
  94
  95 // Initialize the Tile Manager subsystem
  96 int FGTileMgr::init() {
  97     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "Initializing Tile Manager subsystem." );
  98
  99     if ( state != Start ) {
 100         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO,
 101                 "... Reinitializing." );
 102         destroy_queue();
 103     } else {
 104         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO,
 105                 "... First time through." );
 106         tile_cache.init();
 107     }
 108
 109     hit_list.clear();
 110
 111     state = Inited;
 112
 113     previous_bucket.make_bad();
 114     current_bucket.make_bad();
 115
 116     longitude = latitude = -1000.0;
 117     last_longitude = last_latitude = -1000.0;
 118
 119     return 1;
 120 }
 121
 122
 123 // schedule a tile for loading
 124 void FGTileMgr::sched_tile( const SGBucket& b ) {
 125     // see if tile already exists in the cache
 126     FGTileEntry *t = tile_cache.get_tile( b );
 127
 128     if ( t == NULL ) {
 129         // create a new entry
 130         FGTileEntry *e = new FGTileEntry( b );
 131
 132         // insert the tile into the cache
 133         tile_cache.insert_tile( e );
 134
 135         // Schedule tile for loading
 136         loader.add( e );
 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         // cout << "cur_normal: " << tmp[0] << " " << tmp[1] << " "
 190         //      << tmp[2] << endl;
 191         ssgState *IntersectedLeafState =
 192             ((ssgLeaf*)hit_list.get_entity(this_hit))->getState();
 193         CurrentNormalInLocalPlane(tmp, tmp);
 194         sgdSetVec3( scenery.cur_normal, tmp );
 195         // cout << "NED: " << tmp[0] << " " << tmp[1] << " " << tmp[2] << endl;
 196         return true;
 197     } else {
 198         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "no terrain intersection" );
 199         *terrain_elev = 0.0;
 200         float *up = globals->get_current_view()->get_world_up();
 201         sgdSetVec3(scenery.cur_normal, up[0], up[1], up[2]);
 202         return false;
 203     }
 204 }
 205
 206
 207 // schedule a needed buckets for loading
 208 void FGTileMgr::schedule_needed() {
 209 #ifndef FG_OLD_WEATHER
 210     if ( WeatherDatabase != NULL ) {
 211         vis = WeatherDatabase->getWeatherVisibility();
 212     } else {
 213         vis = 16000;
 214     }
 215 #else
 216     vis = current_weather.get_visibility();
 217 #endif
 218     // cout << "visibility = " << vis << endl;
 219
 220     double tile_width = current_bucket.get_width_m();
 221     double tile_height = current_bucket.get_height_m();
 222     // cout << "tile width = " << tile_width << "  tile_height = "
 223     //      << tile_height !<< endl;
 224
 225     xrange = (int)(vis / tile_width) + 1;
 226     yrange = (int)(vis / tile_height) + 1;
 227     if ( xrange < 1 ) { xrange = 1; }
 228     if ( yrange < 1 ) { yrange = 1; }
 229     // cout << "xrange = " << xrange << "  yrange = " << yrange << endl;
 230
 231     tile_cache.set_max_cache_size( (2*xrange + 2) * (2*yrange + 2) );
 232
 233     SGBucket b;
 234
 235     // schedule center tile first so it can be loaded first
 236     b = sgBucketOffset( longitude, latitude, 0, 0 );
 237     sched_tile( b );
 238
 239     int x, y;
 240
 241     // schedule next ring of 8 tiles
 242     for ( x = -1; x <= 1; ++x ) {
 243         for ( y = -1; y <= 1; ++y ) {
 244             if ( x != 0 || y != 0 ) {
 245                 b = sgBucketOffset( longitude, latitude, x, y );
 246                 sched_tile( b );
 247             }
 248         }
 249     }
 250
 251     // schedule remaining tiles
 252     for ( x = -xrange; x <= xrange; ++x ) {
 253         for ( y = -yrange; y <= yrange; ++y ) {
 254             if ( x < -1 || x > 1 || y < -1 || y > 1 ) {
 255                 SGBucket b = sgBucketOffset( longitude, latitude, x, y );
 256                 sched_tile( b );
 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     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "Updating Tile list for " << current_bucket );
 269     // cout << "tile cache size = " << tile_cache.get_size() << endl;
 270
 271     // wipe/initialize tile cache
 272     // tile_cache.init();
 273     previous_bucket.make_bad();
 274
 275     // build the local area list and schedule tiles for loading
 276
 277     // start with the center tile and work out in concentric
 278     // "rings"
 279
 280     schedule_needed();
 281
 282     // do we really want to lose this? CLO
 283 #if 0
 284     // Now force a load of the center tile and inner ring so we
 285     // have something to see in our first frame.
 286     int i;
 287     for ( i = 0; i < 9; ++i ) {
 288         if ( load_queue.size() ) {
 289             SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG,
 290                     "Load queue not empty, loading a tile" );
 291
 292             SGBucket pending = load_queue.front();
 293             load_queue.pop_front();
 294             load_tile( pending );
 295         }
 296     }
 297 #endif
 298 }
 299
 300
 301 // forced emptying of the queue
 302 // This is necessay to keep bookeeping straight for the
 303 // tile_cache   -- which actually handles all the
 304 // (de)allocations
 305 void FGTileMgr::destroy_queue() {
 306     // load_queue.clear();
 307 }
 308
 309
 310 // given the current lon/lat (in degrees), fill in the array of local
 311 // chunks.  If the chunk isn't already in the cache, then read it from
 312 // disk.
 313 int FGTileMgr::update( double lon, double lat ) {
 314     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "FGTileMgr::update()" );
 315
 316     // FGInterface *f = current_aircraft.fdm_state;
 317
 318     // lonlat for this update
 319     // longitude = f->get_Longitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
 320     // latitude = f->get_Latitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
 321     longitude = lon;
 322     latitude = lat;
 323     // SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "lon "<< lonlat[LON] <<
 324     //      " lat " << lonlat[LAT] );
 325
 326     current_bucket.set_bucket( longitude, latitude );
 327     // SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "Updating Tile list for " << current_bucket );
 328
 329     if ( tile_cache.exists( current_bucket ) ) {
 330         current_tile = tile_cache.get_tile( current_bucket );
 331         scenery.next_center = current_tile->center;
 332     } else {
 333         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_WARN, "Tile not found (Ok if initializing)" );
 334     }
 335
 336     if ( state == Running ) {
 337         if ( !(current_bucket == previous_bucket) ) {
 338             // We've moved to a new bucket, we need to schedule any
 339             // needed tiles for loading.
 340             schedule_needed();
 341         }
 342     } else if ( state == Start || state == Inited ) {
 343         initialize_queue();
 344         state = Running;
 345     }
 346
 347     // load the next tile in the load queue (or authorize the next
 348     // load in the case of the threaded tile pager)
 349     loader.update();
 350
 351     // load the next model in the load queue.  Currently this must
 352     // happen in the render thread because model loading can trigger
 353     // texture loading which involves use of the opengl api.
 354     if ( !model_queue.empty() ) {
 355         cout << "loading next model ..." << endl;
 356         // load the next tile in the queue
 357 #ifdef ENABLE_THREADS
 358         FGDeferredModel* dm = model_queue.pop();
 359 #else
 360         FGDeferredModel* dm = model_queue.front();
 361         model_queue.pop();
 362 #endif
 363
 364         ssgTexturePath( (char *)(dm->get_texture_path().c_str()) );
 365         ssgEntity *obj_model
 366             = ssgLoad( (char *)(dm->get_model_path().c_str()) );
 367         dm->get_obj_trans()->addKid( obj_model );
 368         dm->get_tile()->dec_pending_models();
 369
 370         delete dm;
 371     }
 372
 373     if ( scenery.center == Point3D(0.0) ) {
 374         // initializing
 375         cout << "initializing scenery current elevation  ... " << endl;
 376         sgdVec3 tmp_abs_view_pos;
 377         sgVec3 tmp_view_pos;
 378
 379         Point3D geod_pos = Point3D( longitude * SGD_DEGREES_TO_RADIANS,
 380                                     latitude * SGD_DEGREES_TO_RADIANS,
 381                                     0.0);
 382         Point3D tmp = sgGeodToCart( geod_pos );
 383         scenery.center = tmp;
 384         sgdSetVec3( tmp_abs_view_pos, tmp.x(), tmp.y(), tmp.z() );
 385
 386         // cout << "abs_view_pos = " << tmp_abs_view_pos << endl;
 387         prep_ssg_nodes();
 388         sgSetVec3( tmp_view_pos, 0.0, 0.0, 0.0 );
 389         double tmp_elev;
 390         if ( current_elev_ssg(tmp_abs_view_pos, &tmp_elev) ) {
 391             scenery.cur_elev = tmp_elev;
 392         } else {
 393             scenery.cur_elev = 0.0;
 394         }
 395         cout << "result = " << scenery.cur_elev << endl;
 396     } else {
 397         // cout << "abs view pos = " << current_view.abs_view_pos
 398         //      << " view pos = " << current_view.view_pos << endl;
 399         double tmp_elev;
 400         if ( current_elev_ssg(globals->get_current_view()->get_abs_view_pos(),
 401                               &tmp_elev) )
 402         {
 403             scenery.cur_elev = tmp_elev;
 404         } else {
 405             scenery.cur_elev = 0.0;
 406         }
 407     }
 408
 409     // cout << "current elevation (ssg) == " << scenery.cur_elev << endl;
 410
 411     previous_bucket = current_bucket;
 412     last_longitude = longitude;
 413     last_latitude  = latitude;
 414
 415     // activate loader thread one out of every 5 frames
 416     counter_hack = (counter_hack + 1) % 5;
 417     if ( !counter_hack ) {
 418         // Notify the tile loader that it can load another tile
 419         // loader.update();
 420
 421         if ( !attach_queue.empty() ) {
 422 #ifdef ENABLE_THREADS
 423             FGTileEntry* e = attach_queue.pop();
 424 #else
 425             FGTileEntry* e = attach_queue.front();
 426             attach_queue.pop();
 427 #endif
 428             e->add_ssg_nodes( terrain, ground );
 429             // cout << "Adding ssg nodes for "
 430         }
 431     }
 432
 433     return 1;
 434 }
 435
 436
 437 void FGTileMgr::prep_ssg_nodes() {
 438     float vis = 0.0;
 439
 440 #ifndef FG_OLD_WEATHER
 441     if ( WeatherDatabase ) {
 442         vis = WeatherDatabase->getWeatherVisibility();
 443     } else {
 444         vis = 16000;
 445     }
 446 #else
 447     vis = current_weather.get_visibility();
 448 #endif
 449     // cout << "visibility = " << vis << endl;
 450
 451     // traverse the potentially viewable tile list and update range
 452     // selector and transform
 453
 454     FGTileEntry *e;
 455     tile_cache.reset_traversal();
 456
 457     while ( ! tile_cache.at_end() ) {
 458         // cout << "processing a tile" << endl;
 459         if ( (e = tile_cache.get_current()) ) {
 460             e->prep_ssg_node( scenery.center, vis);
 461         } else {
 462             cout << "warning ... empty tile in cache" << endl;
 463         }
 464         tile_cache.next();
 465    }
 466 }