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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2009-2011 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 <time.h>
  29 #include <glib/gstdio.h>
  30
  31 #include <grits.h>
  32
  33 #include "elev.h"
  34
  35 /* Configuration */
  36 #define LOAD_BIL       TRUE
  37 #define LOAD_TEX       FALSE
  38
  39 /* Tile size constnats */
  40 #define MAX_RESOLUTION 50
  41 #define TILE_WIDTH     1024
  42 #define TILE_HEIGHT    512
  43 #define TILE_CHANNELS  4
  44 #define TILE_SIZE      (TILE_WIDTH*TILE_HEIGHT*sizeof(guint16))
  45
  46 struct _TileData {
  47         /* OpenGL has to be first to make grits_tile_draw happy */
  48         guint    tex;
  49         guint16 *bil;
  50 };
  51
  52 static gdouble _height_func(gdouble lat, gdouble lon, gpointer _elev)
  53 {
  54         GritsPluginElev *elev = _elev;
  55         if (!elev) return 0;
  56
  57         GritsTile *tile = grits_tile_find(elev->tiles, lat, lon);
  58         if (!tile) return 0;
  59
  60         struct _TileData *data = tile->data;
  61         if (!data) return 0;
  62
  63         guint16 *bil  = data->bil;
  64         if (!bil)  return 0;
  65
  66         gint w = TILE_WIDTH;
  67         gint h = TILE_HEIGHT;
  68
  69         gdouble ymin  = tile->edge.s;
  70         gdouble ymax  = tile->edge.n;
  71         gdouble xmin  = tile->edge.w;
  72         gdouble xmax  = tile->edge.e;
  73
  74         gdouble xdist = xmax - xmin;
  75         gdouble ydist = ymax - ymin;
  76
  77         gdouble x =    (lon-xmin)/xdist  * w;
  78         gdouble y = (1-(lat-ymin)/ydist) * h;
  79
  80         gdouble x_rem = x - (int)x;
  81         gdouble y_rem = y - (int)y;
  82         guint x_flr = (int)x;
  83         guint y_flr = (int)y;
  84
  85         //if (lon == 180 || lon == -180)
  86         //      g_message("lon=%f w=%d min=%f max=%f dist=%f x=%f rem=%f flr=%d",
  87         //                 lon,   w,  xmin,  xmax,  xdist,   x, x_rem, x_flr);
  88
  89         /* TODO: Fix interpolation at edges:
  90          *   - Pad these at the edges instead of wrapping/truncating
  91          *   - Figure out which pixels to index (is 0,0 edge, center, etc) */
  92         gint16 px00 = bil[MIN((y_flr  ),h-1)*w + MIN((x_flr  ),w-1)];
  93         gint16 px10 = bil[MIN((y_flr  ),h-1)*w + MIN((x_flr+1),w-1)];
  94         gint16 px01 = bil[MIN((y_flr+1),h-1)*w + MIN((x_flr  ),w-1)];
  95         gint16 px11 = bil[MIN((y_flr+1),h-1)*w + MIN((x_flr+1),w-1)];
  96
  97         return px00 * (1-x_rem) * (1-y_rem) +
  98                px10 * (  x_rem) * (1-y_rem) +
  99                px01 * (1-x_rem) * (  y_rem) +
 100                px11 * (  x_rem) * (  y_rem);
 101 }
 102
 103 /**********************
 104  * Loader and Freeers *
 105  **********************/
 106
 107 struct _LoadTileData {
 108         GritsPluginElev  *elev;
 109         GritsTile        *tile;
 110         guint8           *pixels;
 111         struct _TileData *tdata;
 112 };
 113
 114 static guint16 *_load_bil(gchar *path)
 115 {
 116         gsize len;
 117         gchar *data = NULL;
 118         g_file_get_contents(path, &data, &len, NULL);
 119         g_debug("GritsPluginElev: load_bil %p", data);
 120         if (len != TILE_SIZE) {
 121                 g_warning("GritsPluginElev: _load_bil - unexpected tile size %ld, != %ld",
 122                                 (glong)len, (glong)TILE_SIZE);
 123                 g_free(data);
 124                 return NULL;
 125         }
 126         return (guint16*)data;
 127 }
 128
 129 static guchar *_load_pixels(guint16 *bil)
 130 {
 131         g_assert(TILE_CHANNELS == 4);
 132
 133         guchar (*pixels)[TILE_WIDTH][TILE_CHANNELS]
 134                 = g_malloc0(TILE_HEIGHT * TILE_WIDTH * TILE_CHANNELS);
 135
 136         for (int r = 0; r < TILE_HEIGHT; r++) {
 137                 for (int c = 0; c < TILE_WIDTH; c++) {
 138                         gint16 value = bil[r*TILE_WIDTH + c];
 139                         guchar color = (float)value/8848 * 255;
 140                         //guchar color = (float)(MAX(value,0))/8848 * 255;
 141                         pixels[r][c][0] = color;
 142                         pixels[r][c][1] = color;
 143                         pixels[r][c][2] = color;
 144                         pixels[r][c][3] = 0xff;
 145                 }
 146         }
 147
 148         g_debug("GritsPluginElev: load_pixels %p", pixels);
 149         return (guchar*)pixels;
 150 }
 151
 152 static gboolean _load_tile_cb(gpointer _data)
 153 {
 154         struct _LoadTileData *data  = _data;
 155         struct _TileData     *tdata = data->tdata;
 156         g_debug("GritsPluginElev: _load_tile_cb start");
 157
 158         /* Load OpenGL texture (from main thread) */
 159         if (data->pixels) {
 160                 glGenTextures(1, &tdata->tex);
 161                 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, tdata->tex);
 162
 163                 glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 164                 glPixelStorei(GL_PACK_ALIGNMENT, 1);
 165                 glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, TILE_CHANNELS, TILE_WIDTH, TILE_HEIGHT, 0,
 166                                 GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, data->pixels);
 167                 glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
 168                 glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
 169                 glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
 170                 glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
 171                 glFlush();
 172         }
 173
 174         /* Set hight function (from main thread) */
 175         if (tdata->bil) {
 176                 grits_viewer_set_height_func(data->elev->viewer, &data->tile->edge,
 177                                 _height_func, data->elev, TRUE);
 178         }
 179
 180         /* Queue tiles for drawing */
 181         data->tile->data = tdata;
 182         gtk_widget_queue_draw(GTK_WIDGET(data->elev->viewer));
 183
 184         /* Cleanup */
 185         g_free(data->pixels);
 186         g_free(data);
 187         return FALSE;
 188 }
 189
 190 static void _load_tile(GritsTile *tile, gpointer _elev)
 191 {
 192         GritsPluginElev *elev = _elev;
 193         guint16 *bil    = NULL;
 194         guchar  *pixels = NULL;
 195
 196         g_debug("GritsPluginElev: _load_tile start %p", g_thread_self());
 197         if (elev->aborted) {
 198                 g_debug("GritsPluginElev: _load_tile - aborted");
 199                 return;
 200         }
 201
 202         /* Download tile */
 203         gchar *path = grits_wms_fetch(elev->wms, tile, GRITS_ONCE, NULL, NULL);
 204         if (!path) return;
 205
 206         /* Load bil */
 207         bil = _load_bil(path);
 208         g_free(path);
 209         if (!bil) return;
 210
 211         /* Load pixels */
 212         if (LOAD_TEX)
 213                 pixels = _load_pixels(bil);
 214         if (!LOAD_BIL)
 215                 g_free(bil);
 216
 217         /* Copy pixbuf data for callback */
 218         struct _LoadTileData *data  = g_new0(struct _LoadTileData, 1);
 219         struct _TileData     *tdata = g_new0(struct _TileData,     1);
 220         data->elev   = elev;
 221         data->tile   = tile;
 222         data->pixels = pixels;
 223         data->tdata  = tdata;
 224         tdata->tex   = 0;
 225         tdata->bil   = bil;
 226
 227         /* Load the GL texture from the main thread */
 228         g_idle_add_full(G_PRIORITY_LOW, _load_tile_cb, data, NULL);
 229         g_debug("GritsPluginElev: _load_tile end %p", g_thread_self());
 230 }
 231
 232 static gboolean _free_tile_cb(gpointer _data)
 233 {
 234         struct _TileData *data = _data;
 235         if (LOAD_BIL)
 236                 g_free(data->bil);
 237         if (LOAD_TEX)
 238                 glDeleteTextures(1, &data->tex);
 239         g_free(data);
 240         return FALSE;
 241 }
 242 static void _free_tile(GritsTile *tile, gpointer _elev)
 243 {
 244         g_debug("GritsPluginElev: _free_tile: %p", tile->data);
 245         if (tile->data)
 246                 g_idle_add_full(G_PRIORITY_LOW, _free_tile_cb, tile->data, NULL);
 247 }
 248
 249 static void _update_tiles(gpointer _, gpointer _elev)
 250 {
 251         g_debug("GritsPluginElev: _update_tiles");
 252         GritsPluginElev *elev = _elev;
 253         GritsPoint eye;
 254         grits_viewer_get_location(elev->viewer, &eye.lat, &eye.lon, &eye.elev);
 255         grits_tile_update(elev->tiles, &eye,
 256                         MAX_RESOLUTION, TILE_WIDTH, TILE_WIDTH,
 257                         _load_tile, elev);
 258         grits_tile_gc(elev->tiles, time(NULL)-10,
 259                         _free_tile, elev);
 260 }
 261
 262 /*************
 263  * Callbacks *
 264  *************/
 265 static void _on_location_changed(GritsViewer *viewer,
 266                 gdouble lat, gdouble lon, gdouble elevation, GritsPluginElev *elev)
 267 {
 268         g_thread_pool_push(elev->threads, NULL+1, NULL);
 269 }
 270
 271 /***********
 272  * Methods *
 273  ***********/
 274 /**
 275  * grits_plugin_elev_new:
 276  * @viewer: the #GritsViewer to use for drawing
 277  *
 278  * Create a new instance of the elevation plugin.
 279  *
 280  * Returns: the new #GritsPluginElev
 281  */
 282 GritsPluginElev *grits_plugin_elev_new(GritsViewer *viewer)
 283 {
 284         g_debug("GritsPluginElev: new");
 285         GritsPluginElev *elev = g_object_new(GRITS_TYPE_PLUGIN_ELEV, NULL);
 286         elev->viewer = g_object_ref(viewer);
 287
 288         /* Load initial tiles */
 289         _load_tile(elev->tiles, elev);
 290         _update_tiles(NULL, elev);
 291
 292         /* Connect signals */
 293         elev->sigid = g_signal_connect(elev->viewer, "location-changed",
 294                         G_CALLBACK(_on_location_changed), elev);
 295
 296         /* Add renderers */
 297         if (LOAD_TEX)
 298                 grits_viewer_add(viewer, GRITS_OBJECT(elev->tiles), GRITS_LEVEL_WORLD, FALSE);
 299
 300         return elev;
 301 }
 302
 303
 304 /****************
 305  * GObject code *
 306  ****************/
 307 /* Plugin init */
 308 static void grits_plugin_elev_plugin_init(GritsPluginInterface *iface);
 309 G_DEFINE_TYPE_WITH_CODE(GritsPluginElev, grits_plugin_elev, G_TYPE_OBJECT,
 310                 G_IMPLEMENT_INTERFACE(GRITS_TYPE_PLUGIN,
 311                         grits_plugin_elev_plugin_init));
 312 static void grits_plugin_elev_plugin_init(GritsPluginInterface *iface)
 313 {
 314         g_debug("GritsPluginElev: plugin_init");
 315         /* Add methods to the interface */
 316 }
 317 /* Class/Object init */
 318 static void grits_plugin_elev_init(GritsPluginElev *elev)
 319 {
 320         g_debug("GritsPluginElev: init");
 321         /* Set defaults */
 322         elev->threads = g_thread_pool_new(_update_tiles, elev, 1, FALSE, NULL);
 323         elev->tiles = grits_tile_new(NULL, NORTH, SOUTH, EAST, WEST);
 324         elev->wms   = grits_wms_new(
 325                 "http://www.nasa.network.com/elev", "mergedSrtm", "application/bil",
 326                 "srtm/", "bil", TILE_WIDTH, TILE_HEIGHT);
 327         g_object_ref(elev->tiles);
 328 }
 329 static void grits_plugin_elev_dispose(GObject *gobject)
 330 {
 331         g_debug("GritsPluginElev: dispose");
 332         GritsPluginElev *elev = GRITS_PLUGIN_ELEV(gobject);
 333         elev->aborted = TRUE;
 334         /* Drop references */
 335         if (elev->viewer) {
 336                 GritsViewer *viewer = elev->viewer;
 337                 elev->viewer = NULL;
 338                 g_signal_handler_disconnect(viewer, elev->sigid);
 339                 if (LOAD_BIL)
 340                         grits_viewer_clear_height_func(viewer);
 341                 if (LOAD_TEX)
 342                         grits_viewer_remove(viewer, GRITS_OBJECT(elev->tiles));
 343                 soup_session_abort(elev->wms->http->soup);
 344                 g_thread_pool_free(elev->threads, TRUE, TRUE);
 345                 while (gtk_events_pending())
 346                         gtk_main_iteration();
 347                 g_object_unref(viewer);
 348         }
 349         G_OBJECT_CLASS(grits_plugin_elev_parent_class)->dispose(gobject);
 350 }
 351 static void grits_plugin_elev_finalize(GObject *gobject)
 352 {
 353         g_debug("GritsPluginElev: finalize");
 354         GritsPluginElev *elev = GRITS_PLUGIN_ELEV(gobject);
 355         /* Free data */
 356         grits_wms_free(elev->wms);
 357         grits_tile_free(elev->tiles, _free_tile, elev);
 358         G_OBJECT_CLASS(grits_plugin_elev_parent_class)->finalize(gobject);
 359
 360 }
 361 static void grits_plugin_elev_class_init(GritsPluginElevClass *klass)
 362 {
 363         g_debug("GritsPluginElev: class_init");
 364         GObjectClass *gobject_class = (GObjectClass*)klass;
 365         gobject_class->dispose  = grits_plugin_elev_dispose;
 366         gobject_class->finalize = grits_plugin_elev_finalize;
 367 }