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 <gtk/gtkgl.h>
  29 #include <glib/gstdio.h>
  30 #include <GL/gl.h>
  31
  32 #include <grits.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 grits_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         GritsPluginElev *elev = _elev;
  50         if (!elev) return 0;
  51
  52         GritsTile *tile = grits_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         GritsPluginElev    *elev;
 105         gchar            *path;
 106         GritsTile          *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("GritsPluginElev: load_bil %p", data);
 116         if (len != TILE_SIZE) {
 117                 g_warning("GritsPluginElev: _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("GritsPluginElev: 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("GritsPluginElev: 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("GritsPluginElev: _load_tile_cb: %s", load->path);
 176         GritsPluginElev    *elev   = load->elev;
 177         GritsTile          *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                 grits_viewer_set_height_func(elev->viewer, &tile->edge,
 192                                 _height_func, elev, TRUE);
 193
 194         /* Cleanup unneeded things */
 195         if (!LOAD_BIL)
 196                 g_free(data->bil);
 197         if (LOAD_OPENGL)
 198                 g_object_unref(pixbuf);
 199
 200         return FALSE;
 201 }
 202 static void _load_tile(GritsTile *tile, gpointer _elev)
 203 {
 204         GritsPluginElev *elev = _elev;
 205
 206         struct _LoadTileData *load = g_new0(struct _LoadTileData, 1);
 207         load->path = grits_wms_fetch(elev->wms, tile, GRITS_ONCE, NULL, NULL);
 208         g_debug("GritsPluginElev: _load_tile: %s", load->path);
 209         load->elev = elev;
 210         load->tile = tile;
 211         load->data = g_new0(struct _TileData, 1);
 212         if (LOAD_BIL || LOAD_OPENGL) {
 213                 load->data->bil = _load_bil(load->path);
 214                 if (!load->data->bil) {
 215                         g_remove(load->path);
 216                         g_free(load->data);
 217                         g_free(load->path);
 218                         g_free(load);
 219                         return;
 220                 }
 221         }
 222         if (LOAD_OPENGL) {
 223                 load->pixbuf = _load_pixbuf(load->data->bil);
 224         }
 225
 226         g_idle_add_full(G_PRIORITY_LOW, _load_tile_cb, load, NULL);
 227 }
 228
 229 static gboolean _free_tile_cb(gpointer _data)
 230 {
 231         struct _TileData *data = _data;
 232         if (LOAD_BIL)
 233                 g_free(data->bil);
 234         if (LOAD_OPENGL)
 235                 glDeleteTextures(1, &data->opengl);
 236         g_free(data);
 237         return FALSE;
 238 }
 239 static void _free_tile(GritsTile *tile, gpointer _elev)
 240 {
 241         g_debug("GritsPluginElev: _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         GritsPluginElev *elev = _elev;
 249         if (!g_mutex_trylock(elev->mutex))
 250                 return NULL;
 251         GritsPoint eye;
 252         grits_viewer_get_location(elev->viewer, &eye.lat, &eye.lon, &eye.elev);
 253         grits_tile_update(elev->tiles, &eye,
 254                         MAX_RESOLUTION, TILE_WIDTH, TILE_WIDTH,
 255                         _load_tile, elev);
 256         grits_tile_gc(elev->tiles, time(NULL)-10,
 257                         _free_tile, elev);
 258         g_mutex_unlock(elev->mutex);
 259         return NULL;
 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_create(_update_tiles, elev, FALSE, NULL);
 269 }
 270
 271 static gpointer _threaded_init(GritsPluginElev *elev)
 272 {
 273         _load_tile(elev->tiles, elev);
 274         _update_tiles(elev);
 275         return NULL;
 276 }
 277
 278 /***********
 279  * Methods *
 280  ***********/
 281 /**
 282  * grits_plugin_elev_new:
 283  * @viewer: the #GritsViewer to use for drawing
 284  *
 285  * Create a new instance of the elevation plugin.
 286  *
 287  * Returns: the new #GritsPluginElev
 288  */
 289 GritsPluginElev *grits_plugin_elev_new(GritsViewer *viewer)
 290 {
 291         g_debug("GritsPluginElev: new");
 292         GritsPluginElev *elev = g_object_new(GRITS_TYPE_PLUGIN_ELEV, NULL);
 293         elev->viewer = g_object_ref(viewer);
 294
 295         /* Load initial tiles */
 296         g_thread_create((GThreadFunc)_threaded_init, elev, FALSE, NULL);
 297
 298         /* Connect signals */
 299         elev->sigid = g_signal_connect(elev->viewer, "location-changed",
 300                         G_CALLBACK(_on_location_changed), elev);
 301
 302         /* Add renderers */
 303         if (LOAD_OPENGL)
 304                 grits_viewer_add(viewer, GRITS_OBJECT(elev->tiles), GRITS_LEVEL_WORLD, 0);
 305
 306         return elev;
 307 }
 308
 309
 310 /****************
 311  * GObject code *
 312  ****************/
 313 /* Plugin init */
 314 static void grits_plugin_elev_plugin_init(GritsPluginInterface *iface);
 315 G_DEFINE_TYPE_WITH_CODE(GritsPluginElev, grits_plugin_elev, G_TYPE_OBJECT,
 316                 G_IMPLEMENT_INTERFACE(GRITS_TYPE_PLUGIN,
 317                         grits_plugin_elev_plugin_init));
 318 static void grits_plugin_elev_plugin_init(GritsPluginInterface *iface)
 319 {
 320         g_debug("GritsPluginElev: plugin_init");
 321         /* Add methods to the interface */
 322 }
 323 /* Class/Object init */
 324 static void grits_plugin_elev_init(GritsPluginElev *elev)
 325 {
 326         g_debug("GritsPluginElev: init");
 327         /* Set defaults */
 328         elev->mutex = g_mutex_new();
 329         elev->tiles = grits_tile_new(NULL, NORTH, SOUTH, EAST, WEST);
 330         elev->wms   = grits_wms_new(
 331                 "http://www.nasa.network.com/elev", "srtm30", "application/bil",
 332                 "srtm/", "bil", TILE_WIDTH, TILE_HEIGHT);
 333 }
 334 static void grits_plugin_elev_dispose(GObject *gobject)
 335 {
 336         g_debug("GritsPluginElev: dispose");
 337         GritsPluginElev *elev = GRITS_PLUGIN_ELEV(gobject);
 338         /* Drop references */
 339         if (elev->viewer) {
 340                 if (LOAD_BIL)
 341                         grits_viewer_clear_height_func(elev->viewer);
 342                 if (LOAD_OPENGL)
 343                         grits_viewer_remove(elev->viewer, elev->tiles);
 344                 g_signal_handler_disconnect(elev->viewer, elev->sigid);
 345                 g_object_unref(elev->viewer);
 346                 elev->viewer = NULL;
 347         }
 348         G_OBJECT_CLASS(grits_plugin_elev_parent_class)->dispose(gobject);
 349 }
 350 static void grits_plugin_elev_finalize(GObject *gobject)
 351 {
 352         g_debug("GritsPluginElev: finalize");
 353         GritsPluginElev *elev = GRITS_PLUGIN_ELEV(gobject);
 354         /* Free data */
 355         grits_tile_free(elev->tiles, _free_tile, elev);
 356         grits_wms_free(elev->wms);
 357         g_mutex_lock(elev->mutex);
 358         g_mutex_unlock(elev->mutex);
 359         g_mutex_free(elev->mutex);
 360         G_OBJECT_CLASS(grits_plugin_elev_parent_class)->finalize(gobject);
 361
 362 }
 363 static void grits_plugin_elev_class_init(GritsPluginElevClass *klass)
 364 {
 365         g_debug("GritsPluginElev: class_init");
 366         GObjectClass *gobject_class = (GObjectClass*)klass;
 367         gobject_class->dispose  = grits_plugin_elev_dispose;
 368         gobject_class->finalize = grits_plugin_elev_finalize;
 369 }