]> git.mxchange.org Git - flightgear.git/commitdiff
Continued progress in implementing the convex hull algorithm.
authorcurt <curt>
Wed, 9 Sep 1998 16:26:31 +0000 (16:26 +0000)
committercurt <curt>
Wed, 9 Sep 1998 16:26:31 +0000 (16:26 +0000)
GenAirports/area.cxx
GenAirports/convex_hull.cxx
GenAirports/convex_hull.hxx
GenAirports/main.cxx

index aa9907618337673c47dcdf0c0691c8b702f02b77..3ceaf1b1e3fdc288079e8e690dee5fc0b7773105 100644 (file)
@@ -83,7 +83,7 @@ batch_cart_to_polar_2d( list < point2d > in_list)
     while ( current != last ) {
        p = cart_to_polar_2d( *current );
        out_list.push_back(p);
-       current++;
+       ++current;
     }
 
     return out_list;
@@ -116,7 +116,7 @@ gen_area(point2d origin, double angle, list < point2d > cart_list)
     last = rad_list.end();
     while ( current != last ) {
        printf("(%.2f, %.2f)\n", current->theta, current->dist);
-       current++;
+       ++current;
     }
     printf("\n");
     */
@@ -131,7 +131,7 @@ gen_area(point2d origin, double angle, list < point2d > cart_list)
            current->theta -= FG_2PI;
        }
        // printf("(%.2f, %.2f)\n", current->theta, current->dist);
-       current++;
+       ++current;
     }
     // printf("\n");
 
@@ -147,7 +147,7 @@ gen_area(point2d origin, double angle, list < point2d > cart_list)
        p.lat *= RAD_TO_DEG;
        // printf("(%.8f, %.8f)\n", p.lon, p.lat);
        result_list.push_back(p);
-       current++;
+       ++current;
     }
     // printf("\n");
 
@@ -193,7 +193,7 @@ gen_runway_area( double lon, double lat, double heading,
     last = tmp_list.end();
     while ( current != last ) {
        printf("(%.2f, %.2f)\n", current->x, current->y);
-       current++;
+       ++current;
     }
     printf("\n");
     */
@@ -208,7 +208,7 @@ gen_runway_area( double lon, double lat, double heading,
     last = result_list.end();
     while ( current != last ) {
        printf("(%.8f, %.8f)\n", current->lon, current->lat);
-       current++;
+       ++current;
     }
     printf("\n");
     */
@@ -218,6 +218,9 @@ gen_runway_area( double lon, double lat, double heading,
 
 
 // $Log$
+// Revision 1.3  1998/09/09 16:26:31  curt
+// Continued progress in implementing the convex hull algorithm.
+//
 // Revision 1.2  1998/09/04 23:04:48  curt
 // Beginning of convex hull genereration routine.
 //
index 223bb45dbab69374066ef0a0e769fb491f67f23b..75c41c52aefa7011c782c3fc0ec9a4f552d24016 100644 (file)
@@ -23,6 +23,7 @@
 //
 
 
+#include <math.h>
 #include <stdio.h>
 
 #include <list>
 using namespace std;
 #endif
 
+#include <Include/fg_constants.h>
+
 #include "convex_hull.hxx"
 #include "point2d.hxx"
 
+
+// stl map typedefs
+typedef map < double, double, less<double> > map_container;
+typedef map_container::iterator map_iterator;
+
+
+// Calculate theta of angle (a, b, c)
+double calc_angle(point2d a, point2d b, point2d c) {
+    point2d u, v;
+    double udist, vdist, uv_dot, tmp;
+
+    // u . v = ||u|| * ||v|| * cos(theta)
+
+    u.x = b.x - a.x;
+    u.y = b.y - a.y;
+    udist = sqrt( u.x * u.x + u.y * u.y );
+    // printf("udist = %.6f\n", udist);
+
+    v.x = b.x - c.x;
+    v.y = b.y - c.y;
+    vdist = sqrt( v.x * v.x + v.y * v.y );
+    // printf("vdist = %.6f\n", vdist);
+
+    uv_dot = u.x * v.x + u.y * v.y;
+    // printf("uv_dot = %.6f\n", uv_dot);
+
+    tmp = uv_dot / (udist * vdist);
+    // printf("tmp = %.6f\n", tmp);
+
+    return acos(tmp);
+}
+
+
+// Test to see if angle(Pa, Pb, Pc) < 180 degrees
+bool test_point(point2d Pa, point2d Pb, point2d Pc) {
+    point2d origin, a, b, c;
+    double a1, a2;
+
+    origin.x = origin.y = 0.0;
+
+    a.x = cos(Pa.theta) * Pa.dist;
+    a.y = sin(Pa.theta) * Pa.dist;
+
+    b.x = cos(Pb.theta) * Pb.dist;
+    b.y = sin(Pb.theta) * Pb.dist;
+
+    c.x = cos(Pc.theta) * Pc.dist;
+    c.y = sin(Pc.theta) * Pc.dist;
+
+    // printf("a is %.6f %.6f\n", a.x, a.y);
+    // printf("b is %.6f %.6f\n", b.x, b.y);
+    // printf("c is %.6f %.6f\n", c.x, c.y);
+
+    a1 = calc_angle(a, b, origin);
+    a2 = calc_angle(origin, b, c);
+
+    printf("a1 = %.2f  a2 = %.2f\n", a1 * RAD_TO_DEG, a2 * RAD_TO_DEG);
+
+    return ( (a1 + a2) < FG_PI );
+}
+
+
 // calculate the convex hull of a set of points, return as a list of
-// point2d
+// point2d.  The algorithm description can be found at:
+// http://riot.ieor.berkeley.edu/riot/Applications/ConvexHull/CHDetails.html
 list_container convex_hull( list_container input_list )
 {
     list_iterator current, last;
-    map_iterator map_current, map_last;
+    map_iterator map_current, map_next, map_next_next, map_last;
 
     // list of translated points
     list_container trans_list;
@@ -51,9 +117,9 @@ list_container convex_hull( list_container input_list )
     // will contain the convex hull
     list_container con_hull;
 
-    point2d p, average;
+    point2d p, average, Pa, Pb, Pc, result;
     double sum_x, sum_y;
-    int in_count;
+    int in_count, last_size;
 
     // STEP ONE:  Find an average midpoint of the input set of points
     current = input_list.begin();
@@ -65,7 +131,7 @@ list_container convex_hull( list_container input_list )
        sum_x += (*current).x;
        sum_y += (*current).y;
 
-       current++;
+       ++current;
     }
 
     average.x = sum_x / in_count;
@@ -81,9 +147,9 @@ list_container convex_hull( list_container input_list )
     while ( current != last ) {
        p.x = (*current).x - average.x;
        p.y = (*current).y - average.y;
-       printf("p is %.6f %.6f\n", p.x, p.y);
+       printf("%.6f %.6f\n", p.x, p.y);
        trans_list.push_back(p);
-       current++;
+       ++current;
     }
 
     // STEP THREE:  convert to radians and sort by theta
@@ -93,8 +159,10 @@ list_container convex_hull( list_container input_list )
 
     while ( current != last ) {
        p = cart_to_polar_2d(*current);
-       radians_map[p.theta] = p.dist;
-       current++;
+       if ( p.dist > radians_map[p.theta] ) {
+           radians_map[p.theta] = p.dist;
+       }
+       ++current;
     }
 
     printf("Sorted list\n");
@@ -106,7 +174,89 @@ list_container convex_hull( list_container input_list )
 
        printf("p is %.6f %.6f\n", p.x, p.y);
 
-       map_current++;
+       ++map_current;
+    }
+
+    // STEP FOUR: traverse the sorted list and eliminate everything
+    // not on the perimeter.
+    printf("Traversing list\n");
+
+    // double check list size ... this should never fail because a
+    // single runway will always generate four points.
+    if ( radians_map.size() < 3 ) {
+       printf("convex hull not possible with < 3 points\n");
+       exit(0);
+    }
+
+    // ensure that we run the while loop at least once
+    last_size = radians_map.size() + 1;
+
+    while ( last_size > radians_map.size() ) {
+       printf("Running an iteration of the graham scan algorithm\n"); 
+       last_size = radians_map.size();
+
+       map_current = radians_map.begin();
+       while ( map_current != radians_map.end() ) {
+           // get first element
+           Pa.theta = (*map_current).first;
+           Pa.dist = (*map_current).second;
+
+           // get second element
+           map_next = map_current;
+           ++map_next;
+           if ( map_next == radians_map.end() ) {
+               map_next = radians_map.begin();
+           }
+           Pb.theta = (*map_next).first;
+           Pb.dist = (*map_next).second;
+
+           // get third element
+           map_next_next = map_next;
+           ++map_next_next;
+           if ( map_next_next == radians_map.end() ) {
+               map_next_next = radians_map.begin();
+           }
+           Pc.theta = (*map_next_next).first;
+           Pc.dist = (*map_next_next).second;
+
+           // printf("Pa is %.6f %.6f\n", Pa.theta, Pa.dist);
+           // printf("Pb is %.6f %.6f\n", Pb.theta, Pb.dist);
+           // printf("Pc is %.6f %.6f\n", Pc.theta, Pc.dist);
+
+           if ( test_point(Pa, Pb, Pc) ) {
+               printf("Accepted a point\n");
+               // accept point, advance Pa, Pb, and Pc.
+               ++map_current;
+           } else {
+               printf("REJECTED A POINT\n");
+               // reject point, delete it and advance only Pb and Pc
+               map_next = map_current;
+               ++map_next;
+               if ( map_next == radians_map.end() ) {
+                   map_next = radians_map.begin();
+               }
+               radians_map.erase( map_next );
+           }
+       }
+    }
+
+    // translate back to correct lon/lat
+    printf("Final sorted convex hull\n");
+    con_hull.erase( con_hull.begin(), con_hull.end() );
+    map_current = radians_map.begin();
+    map_last = radians_map.end();
+    while ( map_current != map_last ) {
+       p.theta = (*map_current).first;
+       p.dist = (*map_current).second;
+
+       result.x = cos(p.theta) * p.dist + average.x;
+       result.y = sin(p.theta) * p.dist + average.x;
+
+       printf("%.6f %.6f\n", result.x, result.y);
+
+       con_hull.push_back(result);
+
+       ++map_current;
     }
 
     return con_hull;
@@ -114,6 +264,9 @@ list_container convex_hull( list_container input_list )
 
 
 // $Log$
+// Revision 1.2  1998/09/09 16:26:32  curt
+// Continued progress in implementing the convex hull algorithm.
+//
 // Revision 1.1  1998/09/04 23:04:51  curt
 // Beginning of convex hull genereration routine.
 //
index ca0b1fc60e8b6d7b421202fea43ca58dbcd7627e..42bf0db8315a16066d45f1a91e034f3cda92041b 100644 (file)
@@ -28,7 +28,6 @@
 
 
 #include <list>
-#include <map>
 
 #ifdef NEEDNAMESPACESTD
 using namespace std;
@@ -41,13 +40,10 @@ using namespace std;
 typedef list < point2d > list_container;
 typedef list_container::iterator list_iterator;
 
-// stl mapp typedefs
-typedef map < double, double, less<double> > map_container;
-typedef map_container::iterator map_iterator;
-
 
 // calculate the convex hull of a set of points, return as a list of
-// point2d
+// point2d.  The algorithm description can be found at:
+// http://riot.ieor.berkeley.edu/riot/Applications/ConvexHull/CHDetails.html
 list_container convex_hull( list_container input_list );
 
 
@@ -55,6 +51,9 @@ list_container convex_hull( list_container input_list );
 
 
 // $Log$
+// Revision 1.2  1998/09/09 16:26:33  curt
+// Continued progress in implementing the convex hull algorithm.
+//
 // Revision 1.1  1998/09/04 23:04:51  curt
 // Beginning of convex hull genereration routine.
 //
index 9a42f9021d7ccefda0bb08ebf3f5f2979e285258..0aeee8d2570cb10c51f1fb42d628999f9ef2493b 100644 (file)
 
 
 // process and airport + runway list
-void process_airport( string last_airport, list < string > & runway_list ) {
-    list < point2d > rwy_list, apt_list;
-    list < point2d > :: iterator current;                          
-    list < point2d > :: iterator last;                    
+void process_airport( string last_airport, list < string > & runway_list,
+                     const string& root ) {
+    list_container rwy_list, apt_list, hull_list;
+    list_iterator current, last;
 
     string line_str;
     double lon, lat;
     int len, width, hdg, label_hdg, elev;
     char codes[10];
     char side;
+    point2d average;
+    double sum_x, sum_y;
+
+    FILE *fd;
+    fgBUCKET b;
+    long int index;
+    char base[256], tmp[256];
+    string path, command, exfile, file;
+    int i, count;
 
     printf( "(apt) %s", last_airport.c_str() );
 
@@ -76,21 +85,100 @@ void process_airport( string last_airport, list < string > & runway_list ) {
        last = rwy_list.end();
        while ( current != last ) {
            apt_list.push_back(*current);
-           current++;
+           ++current;
        }
     }
 
-    printf("Final results in degrees\n");
+    printf("Runway points in degrees\n");
     current = apt_list.begin();
     last = apt_list.end();
     while ( current != last ) {
        // printf( "(%.4f, %.4f)\n", 
        printf( "%.5f %.5f\n", current->lon, current->lat );
-       current++;
+       ++current;
     }
     printf("\n");
 
-    convex_hull(apt_list);
+    // generate convex hull
+    hull_list = convex_hull(apt_list);
+
+    // find average center point of convex hull
+    count = hull_list.size();
+
+    current = hull_list.begin();
+    last = hull_list.end();
+    sum_x = sum_y = 0.0;
+    while ( current != last ) {
+       sum_x += (*current).x;
+       sum_y += (*current).y;
+
+       ++current;
+    }
+
+    average.x = sum_x / count;
+    average.y = sum_y / count;
+
+    // find bucket based on first point in hull list.  Eventually
+    // we'll need to handle cases where the area crosses bucket
+    // boundaries.
+    fgBucketFind( (*current).lon, (*current).lat, &b);
+    printf( "Bucket = lon,lat = %d,%d  x,y index = %d,%d\n", 
+           b.lon, b.lat, b.x, b.y);
+
+    index = fgBucketGenIndex(&b);
+    fgBucketGenBasePath(&b, base);
+    path = root + "/Scenery/" + base;
+    command = "mkdir -p " + path;
+    system( command.c_str() );
+
+    sprintf(tmp, "%ld", index);
+    exfile = path + "/" + tmp + ".node.ex";
+    file =   path + "/" + tmp + ".poly";
+    printf( "extra node file = %s\n", exfile.c_str() );
+    printf( "poly file = %s\n", file.c_str() );
+
+    // output exclude nodes
+    printf("Output exclude nodes\n");
+    if ( (fd = fopen(exfile.c_str(), "w")) == NULL ) {
+        printf("Cannot open file: %s\n", exfile.c_str());
+        exit(-1);
+    }
+
+    fprintf( fd, "%d 2 0 0\n", count );
+
+    current = hull_list.begin();
+    last = hull_list.end();
+    i = 1;
+    while ( current != last ) {
+       // printf( "(%.4f, %.4f)\n", 
+       fprintf( fd, "%d %.2f %.2f %.2f\n", i, 
+                (*current).lon * 3600.0, (*current).lat * 3600.0, elev);
+       ++current;
+       ++i;
+    }
+    fclose(fd);
+
+    // output poly
+    if ( (fd = fopen(file.c_str(), "w")) == NULL ) {
+        printf("Cannot open file: %s\n", file.c_str());
+        exit(-1);
+    }
+
+    // output empty node list
+    fprintf(fd, "0 2 0 0\n");
+
+    // output segments
+    fprintf( fd, "%d 0\n", count );
+    for ( i = 1; i < count; i++ ) {
+       fprintf( fd, "%d %d %d\n", i, i, i + 1 );
+    }
+    fprintf( fd, "%d %d %d\n", count, count, 1 );
+
+    // output hole center
+    fprintf( fd, "1\n");
+    fprintf( fd, "1 %.2f %.2f\n", average.x * 3600.0, average.y * 3600);
+
+    fclose(fd);
 }
 
 
@@ -142,7 +230,7 @@ int main( int argc, char **argv ) {
 
            if ( last_airport.length() ) {
                // process previous record
-               process_airport(last_airport, runway_list);
+               process_airport(last_airport, runway_list, argv[2]);
            }
 
            last_airport = airport;
@@ -151,7 +239,7 @@ int main( int argc, char **argv ) {
 
     if ( last_airport.length() ) {
        // process previous record
-       process_airport(last_airport, runway_list);
+       process_airport(last_airport, runway_list, argv[2]);
     }
 
     fgclose(f);