Pileus Git - grits/blob - src/plugins/elev.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2009-2010 Andy Spencer <andy753421@gmail.com>
   3  *
   4  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   7  * (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  16  */
  17
  18 /**
  19  * SECTION:elev
  20  * @short_description: Elevation plugin
  21  *
  22  * #GritsPluginElev provides access to ground elevation. It does this in two ways:
  23  * First, it provides a height function used by the viewer when drawing the
  24  * world. Second, it can load the elevation data into an image and draw a
  25  * greyscale elevation overlay on the planets surface.
  26  */
  27
  28 #include <glib/gstdio.h>
  29 #include <GL/gl.h>
  30
  31 #include <grits.h>
  32
  33 #include "elev.h"
  34
  35 #define MAX_RESOLUTION 500
  36 #define TILE_WIDTH     1024
  37 #define TILE_HEIGHT    512
  38 #define TILE_SIZE      (TILE_WIDTH*TILE_HEIGHT*sizeof(guint16))
  39
  40 struct _TileData {
  41         /* OpenGL has to be first to make grits_opengl_render_tiles happy */
  42         guint      opengl;
  43         guint16   *bil;
  44 };
  45
  46 static gdouble _height_func(gdouble lat, gdouble lon, gpointer _elev)
  47 {
  48         GritsPluginElev *elev = _elev;
  49         if (!elev) return 0;
  50
  51         GritsTile *tile = grits_tile_find(elev->tiles, lat, lon);
  52         if (!tile) return 0;
  53
  54         struct _TileData *data = tile->data;
  55         if (!data) return 0;
  56
  57         guint16 *bil  = data->bil;
  58         if (!bil)  return 0;
  59
  60         gint w = TILE_WIDTH;
  61         gint h = TILE_HEIGHT;
  62
  63         gdouble ymin  = tile->edge.s;
  64         gdouble ymax  = tile->edge.n;
  65         gdouble xmin  = tile->edge.w;
  66         gdouble xmax  = tile->edge.e;
  67
  68         gdouble xdist = xmax - xmin;
  69         gdouble ydist = ymax - ymin;
  70
  71         gdouble x =    (lon-xmin)/xdist  * w;
  72         gdouble y = (1-(lat-ymin)/ydist) * h;
  73
  74         gdouble x_rem = x - (int)x;
  75         gdouble y_rem = y - (int)y;
  76         guint x_flr = (int)x;
  77         guint y_flr = (int)y;
  78
  79         //if (lon == 180 || lon == -180)
  80         //      g_message("lon=%f w=%d min=%f max=%f dist=%f x=%f rem=%f flr=%d",
  81         //                 lon,   w,  xmin,  xmax,  xdist,   x, x_rem, x_flr);
  82
  83         /* TODO: Fix interpolation at edges:
  84          *   - Pad these at the edges instead of wrapping/truncating
  85          *   - Figure out which pixels to index (is 0,0 edge, center, etc) */
  86         gint16 px00 = bil[MIN((y_flr  ),h-1)*w + MIN((x_flr  ),w-1)];
  87         gint16 px10 = bil[MIN((y_flr  ),h-1)*w + MIN((x_flr+1),w-1)];
  88         gint16 px01 = bil[MIN((y_flr+1),h-1)*w + MIN((x_flr  ),w-1)];
  89         gint16 px11 = bil[MIN((y_flr+1),h-1)*w + MIN((x_flr+1),w-1)];
  90
  91         return px00 * (1-x_rem) * (1-y_rem) +
  92                px10 * (  x_rem) * (1-y_rem) +
  93                px01 * (1-x_rem) * (  y_rem) +
  94                px11 * (  x_rem) * (  y_rem);
  95 }
  96
  97 /**********************
  98  * Loader and Freeers *
  99  **********************/
 100 #define LOAD_BIL    TRUE
 101 #define LOAD_OPENGL FALSE
 102 struct _LoadTileData {
 103         GritsPluginElev    *elev;
 104         gchar            *path;
 105         GritsTile          *tile;
 106         GdkPixbuf        *pixbuf;
 107         struct _TileData *data;
 108 };
 109 static guint16 *_load_bil(gchar *path)
 110 {
 111         gsize len;
 112         gchar *data = NULL;
 113         g_file_get_contents(path, &data, &len, NULL);
 114         g_debug("GritsPluginElev: load_bil %p", data);
 115         if (len != TILE_SIZE) {
 116                 g_warning("GritsPluginElev: _load_bil - unexpected tile size %d, != %d",
 117                                 len, TILE_SIZE);
 118                 g_free(data);
 119                 return NULL;
 120         }
 121         return (guint16*)data;
 122 }
 123 static GdkPixbuf *_load_pixbuf(guint16 *bil)
 124 {
 125         GdkPixbuf *pixbuf = gdk_pixbuf_new(GDK_COLORSPACE_RGB, FALSE, 8, TILE_WIDTH, TILE_HEIGHT);
 126         guchar    *pixels = gdk_pixbuf_get_pixels(pixbuf);
 127         gint       stride = gdk_pixbuf_get_rowstride(pixbuf);
 128         gint       nchan  = gdk_pixbuf_get_n_channels(pixbuf);
 129
 130         for (int r = 0; r < TILE_HEIGHT; r++) {
 131                 for (int c = 0; c < TILE_WIDTH; c++) {
 132                         gint16 value = bil[r*TILE_WIDTH + c];
 133                         //guchar color = (float)(MAX(value,0))/8848 * 255;
 134                         guchar color = (float)value/8848 * 255;
 135                         pixels[r*stride + c*nchan + 0] = color;
 136                         pixels[r*stride + c*nchan + 1] = color;
 137                         pixels[r*stride + c*nchan + 2] = color;
 138                         if (nchan == 4)
 139                                 pixels[r*stride + c*nchan + 3] = 128;
 140                 }
 141         }
 142         g_debug("GritsPluginElev: load_pixbuf %p", pixbuf);
 143         return pixbuf;
 144 }
 145 static guint _load_opengl(GdkPixbuf *pixbuf)
 146 {
 147         /* Load image */
 148         guchar *pixels = gdk_pixbuf_get_pixels(pixbuf);
 149         gint    alpha  = gdk_pixbuf_get_has_alpha(pixbuf);
 150         gint    nchan  = 4; // gdk_pixbuf_get_n_channels(pixbuf);
 151         gint    width  = gdk_pixbuf_get_width(pixbuf);
 152         gint    height = gdk_pixbuf_get_height(pixbuf);
 153
 154         /* Create Texture */
 155         guint opengl;
 156         glGenTextures(1, &opengl);
 157         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, opengl);
 158
 159         glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 160         glPixelStorei(GL_PACK_ALIGNMENT, 1);
 161         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, nchan, width, height, 0,
 162                         (alpha ? GL_RGBA : GL_RGB), GL_UNSIGNED_BYTE, pixels);
 163         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
 164         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
 165         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP);
 166         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP);
 167
 168         g_debug("GritsPluginElev: load_opengl %d", opengl);
 169         return opengl;
 170 }
 171 static gboolean _load_tile_cb(gpointer _load)
 172 {
 173         struct _LoadTileData *load = _load;
 174         g_debug("GritsPluginElev: _load_tile_cb: %s", load->path);
 175         GritsPluginElev    *elev   = load->elev;
 176         GritsTile          *tile   = load->tile;
 177         GdkPixbuf        *pixbuf = load->pixbuf;
 178         struct _TileData *data   = load->data;
 179         g_free(load->path);
 180         g_free(load);
 181
 182         if (LOAD_OPENGL)
 183                 data->opengl = _load_opengl(pixbuf);
 184
 185         tile->data = data;
 186
 187         /* Do necessasairy processing */
 188         /* TODO: Lock this and move to thread, can remove elev from _load then */
 189         if (LOAD_BIL)
 190                 grits_viewer_set_height_func(elev->viewer, &tile->edge,
 191                                 _height_func, elev, TRUE);
 192
 193         /* Cleanup unneeded things */
 194         if (!LOAD_BIL)
 195                 g_free(data->bil);
 196         if (LOAD_OPENGL)
 197                 g_object_unref(pixbuf);
 198
 199         return FALSE;
 200 }
 201 static void _load_tile(GritsTile *tile, gpointer _elev)
 202 {
 203         GritsPluginElev *elev = _elev;
 204
 205         struct _LoadTileData *load = g_new0(struct _LoadTileData, 1);
 206         load->path = grits_wms_fetch(elev->wms, tile, GRITS_ONCE, NULL, NULL);
 207         g_debug("GritsPluginElev: _load_tile: %s", load->path);
 208         load->elev = elev;
 209         load->tile = tile;
 210         load->data = g_new0(struct _TileData, 1);
 211         if (LOAD_BIL || LOAD_OPENGL) {
 212                 load->data->bil = _load_bil(load->path);
 213                 if (!load->data->bil) {
 214                         g_remove(load->path);
 215                         g_free(load->data);
 216                         g_free(load->path);
 217                         g_free(load);
 218                         return;
 219                 }
 220         }
 221         if (LOAD_OPENGL) {
 222                 load->pixbuf = _load_pixbuf(load->data->bil);
 223         }
 224
 225         g_idle_add_full(G_PRIORITY_LOW, _load_tile_cb, load, NULL);
 226 }
 227
 228 static gboolean _free_tile_cb(gpointer _data)
 229 {
 230         struct _TileData *data = _data;
 231         if (LOAD_BIL)
 232                 g_free(data->bil);
 233         if (LOAD_OPENGL)
 234                 glDeleteTextures(1, &data->opengl);
 235         g_free(data);
 236         return FALSE;
 237 }
 238 static void _free_tile(GritsTile *tile, gpointer _elev)
 239 {
 240         g_debug("GritsPluginElev: _free_tile: %p", tile->data);
 241         if (tile->data)
 242                 g_idle_add_full(G_PRIORITY_LOW, _free_tile_cb, tile->data, NULL);
 243 }
 244
 245 static gpointer _update_tiles(gpointer _elev)
 246 {
 247         GritsPluginElev *elev = _elev;
 248         if (!g_mutex_trylock(elev->mutex))
 249                 return NULL;
 250         GritsPoint eye;
 251         grits_viewer_get_location(elev->viewer, &eye.lat, &eye.lon, &eye.elev);
 252         grits_tile_update(elev->tiles, &eye,
 253                         MAX_RESOLUTION, TILE_WIDTH, TILE_WIDTH,
 254                         _load_tile, elev);
 255         grits_tile_gc(elev->tiles, time(NULL)-10,
 256                         _free_tile, elev);
 257         g_mutex_unlock(elev->mutex);
 258         return NULL;
 259 }
 260
 261 /*************
 262  * Callbacks *
 263  *************/
 264 static void _on_location_changed(GritsViewer *viewer,
 265                 gdouble lat, gdouble lon, gdouble elevation, GritsPluginElev *elev)
 266 {
 267         g_thread_create(_update_tiles, elev, FALSE, NULL);
 268 }
 269
 270 static gpointer _threaded_init(GritsPluginElev *elev)
 271 {
 272         _load_tile(elev->tiles, elev);
 273         _update_tiles(elev);
 274         return NULL;
 275 }
 276
 277 /***********
 278  * Methods *
 279  ***********/
 280 /**
 281  * grits_plugin_elev_new:
 282  * @viewer: the #GritsViewer to use for drawing
 283  *
 284  * Create a new instance of the elevation plugin.
 285  *
 286  * Returns: the new #GritsPluginElev
 287  */
 288 GritsPluginElev *grits_plugin_elev_new(GritsViewer *viewer)
 289 {
 290         g_debug("GritsPluginElev: new");
 291         GritsPluginElev *elev = g_object_new(GRITS_TYPE_PLUGIN_ELEV, NULL);
 292         elev->viewer = g_object_ref(viewer);
 293
 294         /* Load initial tiles */
 295         g_thread_create((GThreadFunc)_threaded_init, elev, FALSE, NULL);
 296
 297         /* Connect signals */
 298         elev->sigid = g_signal_connect(elev->viewer, "location-changed",
 299                         G_CALLBACK(_on_location_changed), elev);
 300
 301         /* Add renderers */
 302         if (LOAD_OPENGL)
 303                 grits_viewer_add(viewer, GRITS_OBJECT(elev->tiles), GRITS_LEVEL_WORLD, 0);
 304
 305         return elev;
 306 }
 307
 308
 309 /****************
 310  * GObject code *
 311  ****************/
 312 /* Plugin init */
 313 static void grits_plugin_elev_plugin_init(GritsPluginInterface *iface);
 314 G_DEFINE_TYPE_WITH_CODE(GritsPluginElev, grits_plugin_elev, G_TYPE_OBJECT,
 315                 G_IMPLEMENT_INTERFACE(GRITS_TYPE_PLUGIN,
 316                         grits_plugin_elev_plugin_init));
 317 static void grits_plugin_elev_plugin_init(GritsPluginInterface *iface)
 318 {
 319         g_debug("GritsPluginElev: plugin_init");
 320         /* Add methods to the interface */
 321 }
 322 /* Class/Object init */
 323 static void grits_plugin_elev_init(GritsPluginElev *elev)
 324 {
 325         g_debug("GritsPluginElev: init");
 326         /* Set defaults */
 327         elev->mutex = g_mutex_new();
 328         elev->tiles = grits_tile_new(NULL, NORTH, SOUTH, EAST, WEST);
 329         elev->wms   = grits_wms_new(
 330                 "http://www.nasa.network.com/elev", "srtm30", "application/bil",
 331                 "srtm/", "bil", TILE_WIDTH, TILE_HEIGHT);
 332 }
 333 static void grits_plugin_elev_dispose(GObject *gobject)
 334 {
 335         g_debug("GritsPluginElev: dispose");
 336         GritsPluginElev *elev = GRITS_PLUGIN_ELEV(gobject);
 337         /* Drop references */
 338         if (elev->viewer) {
 339                 if (LOAD_BIL)
 340                         grits_viewer_clear_height_func(elev->viewer);
 341                 if (LOAD_OPENGL)
 342                         grits_viewer_remove(elev->viewer, elev->tiles);
 343                 g_signal_handler_disconnect(elev->viewer, elev->sigid);
 344                 g_object_unref(elev->viewer);
 345                 elev->viewer = NULL;
 346         }
 347         G_OBJECT_CLASS(grits_plugin_elev_parent_class)->dispose(gobject);
 348 }
 349 static void grits_plugin_elev_finalize(GObject *gobject)
 350 {
 351         g_debug("GritsPluginElev: finalize");
 352         GritsPluginElev *elev = GRITS_PLUGIN_ELEV(gobject);
 353         /* Free data */
 354         grits_tile_free(elev->tiles, _free_tile, elev);
 355         grits_wms_free(elev->wms);
 356         g_mutex_lock(elev->mutex);
 357         g_mutex_unlock(elev->mutex);
 358         g_mutex_free(elev->mutex);
 359         G_OBJECT_CLASS(grits_plugin_elev_parent_class)->finalize(gobject);
 360
 361 }
 362 static void grits_plugin_elev_class_init(GritsPluginElevClass *klass)
 363 {
 364         g_debug("GritsPluginElev: class_init");
 365         GObjectClass *gobject_class = (GObjectClass*)klass;
 366         gobject_class->dispose  = grits_plugin_elev_dispose;
 367         gobject_class->finalize = grits_plugin_elev_finalize;
 368 }