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  * #GisPluginElev 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 <gtk/gtkgl.h>
  29 #include <glib/gstdio.h>
  30 #include <GL/gl.h>
  31
  32 #include <gis.h>
  33
  34 #include "elev.h"
  35
  36 #define MAX_RESOLUTION 500
  37 #define TILE_WIDTH     1024
  38 #define TILE_HEIGHT    512
  39 #define TILE_SIZE      (TILE_WIDTH*TILE_HEIGHT*sizeof(guint16))
  40
  41 struct _TileData {
  42         /* OpenGL has to be first to make gis_opengl_render_tiles happy */
  43         guint      opengl;
  44         guint16   *bil;
  45 };
  46
  47 static gdouble _height_func(gdouble lat, gdouble lon, gpointer _elev)
  48 {
  49         GisPluginElev *elev = _elev;
  50         if (!elev) return 0;
  51
  52         GisTile *tile = gis_tile_find(elev->tiles, lat, lon);
  53         if (!tile) return 0;
  54
  55         struct _TileData *data = tile->data;
  56         if (!data) return 0;
  57
  58         guint16 *bil  = data->bil;
  59         if (!bil)  return 0;
  60
  61         gint w = TILE_WIDTH;
  62         gint h = TILE_HEIGHT;
  63
  64         gdouble ymin  = tile->edge.s;
  65         gdouble ymax  = tile->edge.n;
  66         gdouble xmin  = tile->edge.w;
  67         gdouble xmax  = tile->edge.e;
  68
  69         gdouble xdist = xmax - xmin;
  70         gdouble ydist = ymax - ymin;
  71
  72         gdouble x =    (lon-xmin)/xdist  * w;
  73         gdouble y = (1-(lat-ymin)/ydist) * h;
  74
  75         gdouble x_rem = x - (int)x;
  76         gdouble y_rem = y - (int)y;
  77         guint x_flr = (int)x;
  78         guint y_flr = (int)y;
  79
  80         //if (lon == 180 || lon == -180)
  81         //      g_message("lon=%f w=%d min=%f max=%f dist=%f x=%f rem=%f flr=%d",
  82         //                 lon,   w,  xmin,  xmax,  xdist,   x, x_rem, x_flr);
  83
  84         /* TODO: Fix interpolation at edges:
  85          *   - Pad these at the edges instead of wrapping/truncating
  86          *   - Figure out which pixels to index (is 0,0 edge, center, etc) */
  87         gint16 px00 = bil[MIN((y_flr  ),h-1)*w + MIN((x_flr  ),w-1)];
  88         gint16 px10 = bil[MIN((y_flr  ),h-1)*w + MIN((x_flr+1),w-1)];
  89         gint16 px01 = bil[MIN((y_flr+1),h-1)*w + MIN((x_flr  ),w-1)];
  90         gint16 px11 = bil[MIN((y_flr+1),h-1)*w + MIN((x_flr+1),w-1)];
  91
  92         return px00 * (1-x_rem) * (1-y_rem) +
  93                px10 * (  x_rem) * (1-y_rem) +
  94                px01 * (1-x_rem) * (  y_rem) +
  95                px11 * (  x_rem) * (  y_rem);
  96 }
  97
  98 /**********************
  99  * Loader and Freeers *
 100  **********************/
 101 #define LOAD_BIL    TRUE
 102 #define LOAD_OPENGL FALSE
 103 struct _LoadTileData {
 104         GisPluginElev    *elev;
 105         gchar            *path;
 106         GisTile          *tile;
 107         GdkPixbuf        *pixbuf;
 108         struct _TileData *data;
 109 };
 110 static guint16 *_load_bil(gchar *path)
 111 {
 112         gsize len;
 113         gchar *data = NULL;
 114         g_file_get_contents(path, &data, &len, NULL);
 115         g_debug("GisPluginElev: load_bil %p", data);
 116         if (len != TILE_SIZE) {
 117                 g_warning("GisPluginElev: _load_bil - unexpected tile size %d, != %d",
 118                                 len, TILE_SIZE);
 119                 g_free(data);
 120                 return NULL;
 121         }
 122         return (guint16*)data;
 123 }
 124 static GdkPixbuf *_load_pixbuf(guint16 *bil)
 125 {
 126         GdkPixbuf *pixbuf = gdk_pixbuf_new(GDK_COLORSPACE_RGB, FALSE, 8, TILE_WIDTH, TILE_HEIGHT);
 127         guchar    *pixels = gdk_pixbuf_get_pixels(pixbuf);
 128         gint       stride = gdk_pixbuf_get_rowstride(pixbuf);
 129         gint       nchan  = gdk_pixbuf_get_n_channels(pixbuf);
 130
 131         for (int r = 0; r < TILE_HEIGHT; r++) {
 132                 for (int c = 0; c < TILE_WIDTH; c++) {
 133                         gint16 value = bil[r*TILE_WIDTH + c];
 134                         //guchar color = (float)(MAX(value,0))/8848 * 255;
 135                         guchar color = (float)value/8848 * 255;
 136                         pixels[r*stride + c*nchan + 0] = color;
 137                         pixels[r*stride + c*nchan + 1] = color;
 138                         pixels[r*stride + c*nchan + 2] = color;
 139                         if (nchan == 4)
 140                                 pixels[r*stride + c*nchan + 3] = 128;
 141                 }
 142         }
 143         g_debug("GisPluginElev: load_pixbuf %p", pixbuf);
 144         return pixbuf;
 145 }
 146 static guint _load_opengl(GdkPixbuf *pixbuf)
 147 {
 148         /* Load image */
 149         guchar *pixels = gdk_pixbuf_get_pixels(pixbuf);
 150         gint    alpha  = gdk_pixbuf_get_has_alpha(pixbuf);
 151         gint    nchan  = 4; // gdk_pixbuf_get_n_channels(pixbuf);
 152         gint    width  = gdk_pixbuf_get_width(pixbuf);
 153         gint    height = gdk_pixbuf_get_height(pixbuf);
 154
 155         /* Create Texture */
 156         guint opengl;
 157         glGenTextures(1, &opengl);
 158         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, opengl);
 159
 160         glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 161         glPixelStorei(GL_PACK_ALIGNMENT, 1);
 162         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, nchan, width, height, 0,
 163                         (alpha ? GL_RGBA : GL_RGB), GL_UNSIGNED_BYTE, pixels);
 164         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
 165         glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
 166         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP);
 167         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP);
 168
 169         g_debug("GisPluginElev: load_opengl %d", opengl);
 170         return opengl;
 171 }
 172 static gboolean _load_tile_cb(gpointer _load)
 173 {
 174         struct _LoadTileData *load = _load;
 175         g_debug("GisPluginElev: _load_tile_cb: %s", load->path);
 176         GisPluginElev    *elev   = load->elev;
 177         GisTile          *tile   = load->tile;
 178         GdkPixbuf        *pixbuf = load->pixbuf;
 179         struct _TileData *data   = load->data;
 180         g_free(load->path);
 181         g_free(load);
 182
 183         if (LOAD_OPENGL)
 184                 data->opengl = _load_opengl(pixbuf);
 185
 186         tile->data = data;
 187
 188         /* Do necessasairy processing */
 189         /* TODO: Lock this and move to thread, can remove elev from _load then */
 190         if (LOAD_BIL)
 191                 gis_viewer_set_height_func(elev->viewer, tile, _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(GisTile *tile, gpointer _elev)
 202 {
 203         GisPluginElev *elev = _elev;
 204
 205         struct _LoadTileData *load = g_new0(struct _LoadTileData, 1);
 206         load->path = gis_wms_fetch(elev->wms, tile, GIS_ONCE, NULL, NULL);
 207         g_debug("GisPluginElev: _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(GisTile *tile, gpointer _elev)
 239 {
 240         GisPluginElev *elev = _elev;
 241         g_debug("GisPluginElev: _free_tile: %p", tile->data);
 242         if (tile->data)
 243                 g_idle_add_full(G_PRIORITY_LOW, _free_tile_cb, tile->data, NULL);
 244 }
 245
 246 static gpointer _update_tiles(gpointer _elev)
 247 {
 248         GisPluginElev *elev = _elev;
 249         if (!g_mutex_trylock(elev->mutex))
 250                 return NULL;
 251         gdouble lat, lon, elevation;
 252         gis_viewer_get_location(elev->viewer, &lat, &lon, &elevation);
 253         gis_tile_update(elev->tiles,
 254                         MAX_RESOLUTION, TILE_WIDTH, TILE_WIDTH,
 255                         lat, lon, elevation,
 256                         _load_tile, elev);
 257         gis_tile_gc(elev->tiles, time(NULL)-10,
 258                         _free_tile, elev);
 259         g_mutex_unlock(elev->mutex);
 260         return NULL;
 261 }
 262
 263 /*************
 264  * Callbacks *
 265  *************/
 266 static void _on_location_changed(GisViewer *viewer,
 267                 gdouble lat, gdouble lon, gdouble elevation, GisPluginElev *elev)
 268 {
 269         g_thread_create(_update_tiles, elev, FALSE, NULL);
 270 }
 271
 272 static gpointer _threaded_init(GisPluginElev *elev)
 273 {
 274         _load_tile(elev->tiles, elev);
 275         _update_tiles(elev);
 276         return NULL;
 277 }
 278
 279 /***********
 280  * Methods *
 281  ***********/
 282 /**
 283  * gis_plugin_elev_new:
 284  * @viewer: the #GisViewer to use for drawing
 285  *
 286  * Create a new instance of the elevation plugin.
 287  *
 288  * Returns: the new #GisPluginElev
 289  */
 290 GisPluginElev *gis_plugin_elev_new(GisViewer *viewer)
 291 {
 292         g_debug("GisPluginElev: new");
 293         GisPluginElev *elev = g_object_new(GIS_TYPE_PLUGIN_ELEV, NULL);
 294         elev->viewer = g_object_ref(viewer);
 295
 296         /* Load initial tiles */
 297         g_thread_create((GThreadFunc)_threaded_init, elev, FALSE, NULL);
 298
 299         /* Connect signals */
 300         elev->sigid = g_signal_connect(elev->viewer, "location-changed",
 301                         G_CALLBACK(_on_location_changed), elev);
 302
 303         /* Add renderers */
 304         if (LOAD_OPENGL)
 305                 gis_viewer_add(viewer, GIS_OBJECT(elev->tiles), GIS_LEVEL_WORLD, 0);
 306
 307         return elev;
 308 }
 309
 310
 311 /****************
 312  * GObject code *
 313  ****************/
 314 /* Plugin init */
 315 static void gis_plugin_elev_plugin_init(GisPluginInterface *iface);
 316 G_DEFINE_TYPE_WITH_CODE(GisPluginElev, gis_plugin_elev, G_TYPE_OBJECT,
 317                 G_IMPLEMENT_INTERFACE(GIS_TYPE_PLUGIN,
 318                         gis_plugin_elev_plugin_init));
 319 static void gis_plugin_elev_plugin_init(GisPluginInterface *iface)
 320 {
 321         g_debug("GisPluginElev: plugin_init");
 322         /* Add methods to the interface */
 323 }
 324 /* Class/Object init */
 325 static void gis_plugin_elev_init(GisPluginElev *elev)
 326 {
 327         g_debug("GisPluginElev: init");
 328         /* Set defaults */
 329         elev->mutex = g_mutex_new();
 330         elev->tiles = gis_tile_new(NULL, NORTH, SOUTH, EAST, WEST);
 331         elev->wms   = gis_wms_new(
 332                 "http://www.nasa.network.com/elev", "srtm30", "application/bil",
 333                 "srtm/", "bil", TILE_WIDTH, TILE_HEIGHT);
 334 }
 335 static void gis_plugin_elev_dispose(GObject *gobject)
 336 {
 337         g_debug("GisPluginElev: dispose");
 338         GisPluginElev *elev = GIS_PLUGIN_ELEV(gobject);
 339         /* Drop references */
 340         if (LOAD_BIL)
 341                 gis_viewer_clear_height_func(elev->viewer);
 342         if (elev->viewer) {
 343                 g_signal_handler_disconnect(elev->viewer, elev->sigid);
 344                 g_object_unref(elev->viewer);
 345                 elev->viewer = NULL;
 346         }
 347         G_OBJECT_CLASS(gis_plugin_elev_parent_class)->dispose(gobject);
 348 }
 349 static void gis_plugin_elev_finalize(GObject *gobject)
 350 {
 351         g_debug("GisPluginElev: finalize");
 352         GisPluginElev *elev = GIS_PLUGIN_ELEV(gobject);
 353         /* Free data */
 354         gis_tile_free(elev->tiles, _free_tile, elev);
 355         gis_wms_free(elev->wms);
 356         g_mutex_free(elev->mutex);
 357         G_OBJECT_CLASS(gis_plugin_elev_parent_class)->finalize(gobject);
 358
 359 }
 360 static void gis_plugin_elev_class_init(GisPluginElevClass *klass)
 361 {
 362         g_debug("GisPluginElev: class_init");
 363         GObjectClass *gobject_class = (GObjectClass*)klass;
 364         gobject_class->dispose  = gis_plugin_elev_dispose;
 365         gobject_class->finalize = gis_plugin_elev_finalize;
 366 }