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 <boost/lexical_cast.hpp>
  32
  33 #include <osgViewer/Viewer>
  34 #include <osgDB/Registry>
  35
  36 #include <simgear/constants.h>
  37 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  38 #include <simgear/structure/exception.hxx>
  39 #include <simgear/scene/model/modellib.hxx>
  40 #include <simgear/scene/util/SGReaderWriterOptions.hxx>
  41 #include <simgear/scene/tsync/terrasync.hxx>
  42 #include <simgear/misc/strutils.hxx>
  43 #include <simgear/scene/material/matlib.hxx>
  44
  45 #include <Main/globals.hxx>
  46 #include <Main/fg_props.hxx>
  47 #include <Viewer/renderer.hxx>
  48 #include <Viewer/splash.hxx>
  49 #include <Scripting/NasalSys.hxx>
  50 #include <Scripting/NasalModelData.hxx>
  51
  52 #include "scenery.hxx"
  53 #include "SceneryPager.hxx"
  54 #include "tilemgr.hxx"
  55
  56 using flightgear::SceneryPager;
  57
  58 class FGTileMgr::TileManagerListener : public SGPropertyChangeListener
  59 {
  60 public:
  61     TileManagerListener(FGTileMgr* manager) :
  62         _manager(manager),
  63         _useVBOsProp(fgGetNode("/sim/rendering/use-vbos", true)),
  64         _enableCacheProp(fgGetNode("/sim/tile-cache/enable", true)),
  65         _pagedLODMaximumProp(fgGetNode("/sim/rendering/max-paged-lod", true))
  66     {
  67         _useVBOsProp->addChangeListener(this, true);
  68
  69         _enableCacheProp->addChangeListener(this, true);
  70         if (_enableCacheProp->getType() == simgear::props::NONE) {
  71             _enableCacheProp->setBoolValue(true);
  72         }
  73
  74         if (_pagedLODMaximumProp->getType() == simgear::props::NONE) {
  75             // not set, use OSG default / environment value variable
  76             osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer(globals->get_renderer()->getViewer());
  77             int current = viewer->getDatabasePager()->getTargetMaximumNumberOfPageLOD();
  78             _pagedLODMaximumProp->setIntValue(current);
  79         }
  80         _pagedLODMaximumProp->addChangeListener(this, true);
  81     }
  82
  83     ~TileManagerListener()
  84     {
  85         _useVBOsProp->removeChangeListener(this);
  86         _enableCacheProp->removeChangeListener(this);
  87         _pagedLODMaximumProp->removeChangeListener(this);
  88     }
  89
  90     virtual void valueChanged(SGPropertyNode* prop)
  91     {
  92         if (prop == _useVBOsProp) {
  93             bool useVBOs = prop->getBoolValue();
  94             _manager->_options->setPluginStringData("SimGear::USE_VBOS",
  95                                                 useVBOs ? "ON" : "OFF");
  96         } else if (prop == _enableCacheProp) {
  97             _manager->_enableCache = prop->getBoolValue();
  98         } else if (prop == _pagedLODMaximumProp) {
  99           int v = prop->getIntValue();
 100           osg::ref_ptr<osgViewer::Viewer> viewer(globals->get_renderer()->getViewer());
 101           viewer->getDatabasePager()->setTargetMaximumNumberOfPageLOD(v);
 102         }
 103     }
 104
 105 private:
 106     FGTileMgr* _manager;
 107     SGPropertyNode_ptr _useVBOsProp,
 108       _enableCacheProp,
 109       _pagedLODMaximumProp;
 110 };
 111
 112 FGTileMgr::FGTileMgr():
 113     state( Start ),
 114     last_state( Running ),
 115     scheduled_visibility(100.0),
 116     _terra_sync(NULL),
 117     _listener(NULL),
 118     _visibilityMeters(fgGetNode("/environment/visibility-m", true)),
 119     _maxTileRangeM(fgGetNode("/sim/rendering/static-lod/bare", true)),
 120     _disableNasalHooks(fgGetNode("/sim/temp/disable-scenery-nasal", true)),
 121     _scenery_loaded(fgGetNode("/sim/sceneryloaded", true)),
 122     _scenery_override(fgGetNode("/sim/sceneryloaded-override", true)),
 123     _pager(FGScenery::getPagerSingleton()),
 124     _enableCache(true)
 125 {
 126 }
 127
 128
 129 FGTileMgr::~FGTileMgr()
 130 {
 131    }
 132
 133
 134 // Initialize the Tile Manager subsystem
 135 void FGTileMgr::init()
 136 {
 137     reinit();
 138 }
 139
 140 void FGTileMgr::shutdown()
 141 {
 142     delete _listener;
 143     _listener = NULL;
 144
 145     FGScenery* scenery = globals->get_scenery();
 146     if (scenery && scenery->get_terrain_branch()) {
 147         osg::Group* group = scenery->get_terrain_branch();
 148         group->removeChildren(0, group->getNumChildren());
 149     }
 150     // clear OSG cache
 151     osgDB::Registry::instance()->clearObjectCache();
 152     state = Start; // need to init again
 153 }
 154
 155 void FGTileMgr::reinit()
 156 {
 157     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "Initializing Tile Manager subsystem." );
 158     _terra_sync = static_cast<simgear::SGTerraSync*> (globals->get_subsystem("terrasync"));
 159
 160   // drops the previous options reference
 161     _options = new simgear::SGReaderWriterOptions;
 162     _listener = new TileManagerListener(this);
 163
 164     materialLibChanged();
 165     _options->setPropertyNode(globals->get_props());
 166
 167     osgDB::FilePathList &fp = _options->getDatabasePathList();
 168     const PathList &sc = globals->get_fg_scenery();
 169     fp.clear();
 170     PathList::const_iterator it;
 171     for (it = sc.begin(); it != sc.end(); ++it) {
 172         fp.push_back(it->local8BitStr());
 173     }
 174     _options->setPluginStringData("SimGear::FG_ROOT", globals->get_fg_root().local8BitStr());
 175
 176     if (_terra_sync) {
 177       _options->setPluginStringData("SimGear::TERRASYNC_ROOT", fgGetString("/sim/terrasync/scenery-dir"));
 178     }
 179
 180     if (!_disableNasalHooks->getBoolValue())
 181       _options->setModelData(new FGNasalModelDataProxy);
 182
 183     _options->setPluginStringData("SimGear::BARE_LOD_RANGE", fgGetString("/sim/rendering/static-lod/bare", boost::lexical_cast<string>(SG_OBJECT_RANGE_BARE)));
 184     _options->setPluginStringData("SimGear::ROUGH_LOD_RANGE", fgGetString("/sim/rendering/static-lod/rough", boost::lexical_cast<string>(SG_OBJECT_RANGE_ROUGH)));
 185     _options->setPluginStringData("SimGear::ROUGH_LOD_DETAILED", fgGetString("/sim/rendering/static-lod/detailed", boost::lexical_cast<string>(SG_OBJECT_RANGE_DETAILED)));
 186     _options->setPluginStringData("SimGear::RENDER_BUILDING_MESH", fgGetBool("/sim/rendering/building-mesh", false) ? "true" : "false");
 187
 188     if (state != Start)
 189     {
 190       // protect against multiple scenery reloads and properly reset flags,
 191       // otherwise aircraft fall through the ground while reloading scenery
 192       if (_scenery_loaded->getBoolValue() == false) {
 193         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "/sim/sceneryloaded already false, avoiding duplicate re-init of tile manager" );
 194         return;
 195       }
 196     }
 197
 198     _scenery_loaded->setBoolValue(false);
 199     fgSetDouble("/sim/startup/splash-alpha", 1.0);
 200
 201     materialLibChanged();
 202
 203     // remove all old scenery nodes from scenegraph and clear cache
 204     osg::Group* group = globals->get_scenery()->get_terrain_branch();
 205     group->removeChildren(0, group->getNumChildren());
 206     tile_cache.init();
 207
 208     // clear OSG cache, except on initial start-up
 209     if (state != Start)
 210     {
 211         osgDB::Registry::instance()->clearObjectCache();
 212     }
 213
 214     state = Inited;
 215
 216     previous_bucket.make_bad();
 217     current_bucket.make_bad();
 218     scheduled_visibility = 100.0;
 219
 220     // force an update now
 221     update(0.0);
 222 }
 223
 224 void FGTileMgr::materialLibChanged()
 225 {
 226     _options->setMaterialLib(globals->get_matlib());
 227 }
 228
 229 /* schedule a tile for loading, keep request for given amount of time.
 230  * Returns true if tile is already loaded. */
 231 bool FGTileMgr::sched_tile( const SGBucket& b, double priority, bool current_view, double duration)
 232 {
 233     // see if tile already exists in the cache
 234     TileEntry *t = tile_cache.get_tile( b );
 235     if (!t)
 236     {
 237         // create a new entry
 238         t = new TileEntry( b );
 239         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "sched_tile: new tile entry for:" << b );
 240
 241
 242         // insert the tile into the cache, update will generate load request
 243         if ( tile_cache.insert_tile( t ) )
 244         {
 245             // Attach to scene graph
 246
 247             t->addToSceneGraph(globals->get_scenery()->get_terrain_branch());
 248         } else
 249         {
 250             // insert failed (cache full with no available entries to
 251             // delete.)  Try again later
 252             delete t;
 253             return false;
 254         }
 255
 256         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "  New tile cache size " << (int)tile_cache.get_size() );
 257     }
 258
 259     // update tile's properties
 260     tile_cache.request_tile(t,priority,current_view,duration);
 261
 262     return t->is_loaded();
 263 }
 264
 265 /* schedule needed buckets for the current view position for loading,
 266  * keep request for given amount of time */
 267 void FGTileMgr::schedule_needed(const SGBucket& curr_bucket, double vis)
 268 {
 269     // sanity check (unfortunately needed!)
 270     if (!curr_bucket.isValid() )
 271     {
 272         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_ALERT,
 273                 "Attempting to schedule tiles for invalid bucket" );
 274         return;
 275     }
 276
 277     double tile_width = curr_bucket.get_width_m();
 278     double tile_height = curr_bucket.get_height_m();
 279     SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO,
 280             "scheduling needed tiles for " << curr_bucket
 281            << ", tile-width-m:" << tile_width << ", tile-height-m:" << tile_height);
 282
 283
 284     // cout << "tile width = " << tile_width << "  tile_height = "
 285     //      << tile_height << endl;
 286
 287     double tileRangeM = std::min(vis,_maxTileRangeM->getDoubleValue());
 288     int xrange = (int)(tileRangeM / tile_width) + 1;
 289     int yrange = (int)(tileRangeM / tile_height) + 1;
 290     if ( xrange < 1 ) { xrange = 1; }
 291     if ( yrange < 1 ) { yrange = 1; }
 292
 293     // make the cache twice as large to avoid losing terrain when switching
 294     // between aircraft and tower views
 295     tile_cache.set_max_cache_size( (2*xrange + 2) * (2*yrange + 2) * 2 );
 296     // cout << "xrange = " << xrange << "  yrange = " << yrange << endl;
 297     // cout << "max cache size = " << tile_cache.get_max_cache_size()
 298     //      << " current cache size = " << tile_cache.get_size() << endl;
 299
 300     // clear flags of all tiles belonging to the previous view set
 301     tile_cache.clear_current_view();
 302
 303     // update timestamps, so all tiles scheduled now are *newer* than any tile previously loaded
 304     osg::FrameStamp* framestamp
 305             = globals->get_renderer()->getViewer()->getFrameStamp();
 306     tile_cache.set_current_time(framestamp->getReferenceTime());
 307
 308     SGBucket b;
 309
 310     int x, y;
 311
 312     /* schedule all tiles, use distance-based loading priority,
 313      * so tiles are loaded in innermost-to-outermost sequence. */
 314     for ( x = -xrange; x <= xrange; ++x )
 315     {
 316         for ( y = -yrange; y <= yrange; ++y )
 317         {
 318             SGBucket b = curr_bucket.sibling(x, y);
 319             if (!b.isValid()) {
 320                 continue;
 321             }
 322
 323             float priority = (-1.0) * (x*x+y*y);
 324             sched_tile( b, priority, true, 0.0 );
 325
 326             if (_terra_sync) {
 327                 _terra_sync->scheduleTile(b);
 328             }
 329         }
 330     }
 331 }
 332
 333 /**
 334  * Update the various queues maintained by the tilemgr (private
 335  * internal function, do not call directly.)
 336  */
 337 void FGTileMgr::update_queues(bool& isDownloadingScenery)
 338 {
 339     osg::FrameStamp* framestamp
 340         = globals->get_renderer()->getViewer()->getFrameStamp();
 341     double current_time = framestamp->getReferenceTime();
 342     double vis = _visibilityMeters->getDoubleValue();
 343     TileEntry *e;
 344     int loading=0;
 345     int sz=0;
 346
 347     tile_cache.set_current_time( current_time );
 348     tile_cache.reset_traversal();
 349
 350     while ( ! tile_cache.at_end() )
 351     {
 352         e = tile_cache.get_current();
 353         if ( e )
 354         {
 355             // Prepare the ssg nodes corresponding to each tile.
 356             // Set the ssg transform and update it's range selector
 357             // based on current visibilty
 358             e->prep_ssg_node(vis);
 359
 360             if (!e->is_loaded()) {
 361                 bool nonExpiredOrCurrent = !e->is_expired(current_time) || e->is_current_view();
 362                 bool downloading = isTileDirSyncing(e->tileFileName);
 363                 isDownloadingScenery |= downloading;
 364                 if ( !downloading && nonExpiredOrCurrent) {
 365                     // schedule tile for loading with osg pager
 366                     _pager->queueRequest(e->tileFileName,
 367                                          e->getNode(),
 368                                          e->get_priority(),
 369                                          framestamp,
 370                                          e->getDatabaseRequest(),
 371                                          _options.get());
 372                     loading++;
 373                 }
 374             } // of tile not loaded case
 375         } else {
 376             SG_LOG(SG_TERRAIN, SG_ALERT, "Warning: empty tile in cache!");
 377         }
 378         tile_cache.next();
 379         sz++;
 380     }
 381
 382     int drop_count = sz - tile_cache.get_max_cache_size();
 383     bool dropTiles = false;
 384     if (_enableCache) {
 385       dropTiles = ( drop_count > 0 ) && ((loading==0)||(drop_count > 10));
 386     } else {
 387       dropTiles = true;
 388       drop_count = sz; // no limit on tiles to drop
 389     }
 390
 391     if (dropTiles)
 392     {
 393         long drop_index = _enableCache ? tile_cache.get_drop_tile() :
 394                                          tile_cache.get_first_expired_tile();
 395         while ( drop_index > -1 )
 396         {
 397             // schedule tile for deletion with osg pager
 398             TileEntry* old = tile_cache.get_tile(drop_index);
 399             SG_LOG(SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "Dropping:" << old->get_tile_bucket());
 400
 401             tile_cache.clear_entry(drop_index);
 402
 403             osg::ref_ptr<osg::Object> subgraph = old->getNode();
 404             old->removeFromSceneGraph();
 405             delete old;
 406             // zeros out subgraph ref_ptr, so subgraph is owned by
 407             // the pager and will be deleted in the pager thread.
 408             _pager->queueDeleteRequest(subgraph);
 409
 410             if (!_enableCache)
 411                 drop_index = tile_cache.get_first_expired_tile();
 412             // limit tiles dropped to drop_count
 413             else if (--drop_count > 0)
 414                 drop_index = tile_cache.get_drop_tile();
 415             else
 416                drop_index = -1;
 417         }
 418     } // of dropping tiles loop
 419 }
 420
 421 // given the current lon/lat (in degrees), fill in the array of local
 422 // chunks.  If the chunk isn't already in the cache, then read it from
 423 // disk.
 424 void FGTileMgr::update(double)
 425 {
 426     double vis = _visibilityMeters->getDoubleValue();
 427     schedule_tiles_at(globals->get_view_position(), vis);
 428
 429     bool waitingOnTerrasync = false;
 430     update_queues(waitingOnTerrasync);
 431
 432     // scenery loading check, triggers after each sim (tile manager) reinit
 433     if (!_scenery_loaded->getBoolValue())
 434     {
 435         bool fdmInited = fgGetBool("sim/fdm-initialized");
 436         bool positionFinalized = fgGetBool("sim/position-finalized");
 437         bool sceneryOverride = _scenery_override->getBoolValue();
 438
 439
 440     // we are done if final position is set and the scenery & FDM are done.
 441     // scenery-override can ignore the last two, but not position finalization.
 442         if (positionFinalized && (sceneryOverride || (isSceneryLoaded() && fdmInited)))
 443         {
 444             _scenery_loaded->setBoolValue(true);
 445             fgSplashProgress("");
 446         }
 447         else
 448         {
 449             if (!positionFinalized) {
 450                 fgSplashProgress("finalize-position");
 451             } else if (waitingOnTerrasync) {
 452                 fgSplashProgress("downloading-scenery");
 453             } else {
 454                 fgSplashProgress("loading-scenery");
 455             }
 456
 457             // be nice to loader threads while waiting for initial scenery, reduce to 20fps
 458             SGTimeStamp::sleepForMSec(50);
 459         }
 460     }
 461 }
 462
 463 // schedule tiles for the viewer bucket
 464 // (FDM/AI/groundcache/... should use "schedule_scenery" instead)
 465 void FGTileMgr::schedule_tiles_at(const SGGeod& location, double range_m)
 466 {
 467     // SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "FGTileMgr::update() for "
 468     //         << longitude << " " << latitude );
 469
 470     current_bucket = SGBucket( location );
 471
 472     // schedule more tiles when visibility increased considerably
 473     // TODO Calculate tile size - instead of using fixed value (5000m)
 474     if (range_m - scheduled_visibility > 5000.0)
 475         previous_bucket.make_bad();
 476
 477     // SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "Updating tile list for "
 478     //         << current_bucket );
 479     fgSetInt( "/environment/current-tile-id", current_bucket.gen_index() );
 480
 481     // do tile load scheduling.
 482     // Note that we need keep track of both viewer buckets and fdm buckets.
 483     if ( state == Running ) {
 484         if (last_state != state)
 485         {
 486             SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "State == Running" );
 487         }
 488         if (current_bucket != previous_bucket) {
 489             // We've moved to a new bucket, we need to schedule any
 490             // needed tiles for loading.
 491             SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_INFO, "FGTileMgr: at " << location << ", scheduling needed for:" << current_bucket
 492                    << ", visibility=" << range_m);
 493             scheduled_visibility = range_m;
 494             schedule_needed(current_bucket, range_m);
 495         }
 496
 497         // save bucket
 498         previous_bucket = current_bucket;
 499     } else if ( state == Start || state == Inited ) {
 500         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "State == Start || Inited" );
 501         // do not update bucket yet (position not valid in initial loop)
 502         state = Running;
 503         previous_bucket.make_bad();
 504     }
 505     last_state = state;
 506 }
 507
 508 /** Schedules scenery for given position. Load request remains valid for given duration
 509  * (duration=0.0 => nothing is loaded).
 510  * Used for FDM/AI/groundcache/... requests. Viewer uses "schedule_tiles_at" instead.
 511  * Returns true when all tiles for the given position are already loaded, false otherwise.
 512  */
 513 bool FGTileMgr::schedule_scenery(const SGGeod& position, double range_m, double duration)
 514 {
 515     // sanity check (unfortunately needed!)
 516     if (!position.isValid())
 517         return false;
 518     const float priority = 0.0;
 519     bool available = true;
 520
 521     SGBucket bucket(position);
 522     available = sched_tile( bucket, priority, false, duration );
 523
 524     if ((!available)&&(duration==0.0)) {
 525         SG_LOG( SG_TERRAIN, SG_DEBUG, "schedule_scenery: Scheduling tile at bucket:" << bucket << " return false" );
 526         return false;
 527     }
 528
 529     SGVec3d cartPos = SGVec3d::fromGeod(position);
 530
 531     // Traverse all tiles required to be there for the given visibility.
 532     double tile_width = bucket.get_width_m();
 533     double tile_height = bucket.get_height_m();
 534     double tile_r = 0.5*sqrt(tile_width*tile_width + tile_height*tile_height);
 535     double max_dist = tile_r + range_m;
 536     double max_dist2 = max_dist*max_dist;
 537
 538     int xrange = (int)fabs(range_m / tile_width) + 1;
 539     int yrange = (int)fabs(range_m / tile_height) + 1;
 540
 541     for ( int x = -xrange; x <= xrange; ++x )
 542     {
 543         for ( int y = -yrange; y <= yrange; ++y )
 544         {
 545             // We have already checked for the center tile.
 546             if ( x != 0 || y != 0 )
 547             {
 548                 SGBucket b = bucket.sibling(x, y );
 549                 if (!b.isValid()) {
 550                     continue;
 551                 }
 552
 553                 double distance2 = distSqr(cartPos, SGVec3d::fromGeod(b.get_center()));
 554                 // Do not ask if it is just the next tile but way out of range.
 555                 if (distance2 <= max_dist2)
 556                 {
 557                     available &= sched_tile( b, priority, false, duration );
 558                     if ((!available)&&(duration==0.0))
 559                         return false;
 560                 }
 561             }
 562         }
 563     }
 564
 565     return available;
 566 }
 567
 568 // Returns true if tiles around current view position have been loaded
 569 bool FGTileMgr::isSceneryLoaded()
 570 {
 571     double range_m = 100.0;
 572     if (scheduled_visibility < range_m)
 573         range_m = scheduled_visibility;
 574
 575     return schedule_scenery(globals->get_view_position(), range_m, 0.0);
 576 }
 577
 578 bool FGTileMgr::isTileDirSyncing(const std::string& tileFileName) const
 579 {
 580     if (!_terra_sync) {
 581         return false;
 582     }
 583
 584     std::string nameWithoutExtension = tileFileName.substr(0, tileFileName.size() - 4);
 585     long int bucketIndex = simgear::strutils::to_int(nameWithoutExtension);
 586     SGBucket bucket(bucketIndex);
 587
 588     return _terra_sync->isTileDirPending(bucket.gen_base_path());
 589 }
 590