Pileus Git - grits/blob - src/roam.h

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   2  * Copyright (C) 2009-2010 Andy Spencer <andy753421@gmail.com>
   3  *
   4  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
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  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 #ifndef __ROAM_H__
  19 #define __ROAM_H__
  20
  21 #include "gpqueue.h"
  22
  23 /* Roam */
  24 typedef struct _RoamView     RoamView;
  25 typedef struct _RoamPoint    RoamPoint;
  26 typedef struct _RoamTriangle RoamTriangle;
  27 typedef struct _RoamDiamond  RoamDiamond;
  28 typedef struct _RoamSphere   RoamSphere;
  29 /**
  30  * RoamHeightFunc:
  31  * @lat:       the latitude
  32  * @lon:       the longitude
  33  * @user_data: user data passed to the function
  34  *
  35  * See #GisHeightFunc
  36  *
  37  * Returns: the elevation
  38  */
  39 typedef gdouble (*RoamHeightFunc)(gdouble lat, gdouble lon, gpointer user_data);
  40
  41 /* Misc */
  42 /**
  43  * RoamView:
  44  * @model:   model view matrix
  45  * @proj:    projection matrix
  46  * @view:    viewport matrix
  47  * @version: version
  48  *
  49  * Stores projection matrices
  50  */
  51 struct _RoamView {
  52         gdouble model[16];
  53         gdouble proj[16];
  54         gint view[4];
  55         gint version;
  56 };
  57
  58 /*************
  59  * RoamPoint *
  60  *************/
  61 /**
  62  * RoamPoint:
  63  *
  64  * Points are used as vertices for triangles. A single point my be shared among
  65  * several triangles in order to conceive space and avoid recalculating
  66  * projections. Points also store a lot of cached data. The normal vertex normal
  67  * is the averaged surface normal of each associated triangle.
  68  */
  69 struct _RoamPoint {
  70         /*< private >*/
  71         gdouble  x, y, z;    /* Model coordinates */
  72         gdouble  px, py, pz; /* Projected coordinates */
  73         gint     pversion;   /* Version of cached projection */
  74
  75         gint     tris;       /* Count of associated triangles */
  76         gdouble  norm[3];    /* Vertex normal */
  77
  78         /* For get_intersect */
  79         gdouble  lat, lon, elev;
  80
  81         /* For terrain */
  82         RoamHeightFunc height_func;
  83         gpointer       height_data;
  84 };
  85 RoamPoint *roam_point_new(double lat, double lon, double elev);
  86 void roam_point_add_triangle(RoamPoint *point, RoamTriangle *triangle);
  87 void roam_point_remove_triangle(RoamPoint *point, RoamTriangle *triangle);
  88 void roam_point_update_height(RoamPoint *point);
  89 void roam_point_update_projection(RoamPoint *point, RoamView *view);
  90
  91 /****************
  92  * RoamTriangle *
  93  ****************/
  94 /**
  95  * RoamTriangle:
  96  *
  97  * Triangles are one of the key datatypes in ROAM. The surface is made up of
  98  * triangles. Each triangle has an associated "error". When the surface is being
  99  * updated after the view changes, each triangles error is updated. Afterwards
 100  * the triangles with the most error are split int to triangles, each with a
 101  * lower error than the original.
 102  *
 103  * Triangles store a lot of data about their location in the mesh so that they
 104  * can be split and merged (unsplit) without having to recreate the mesh.
 105  */
 106 struct _RoamTriangle {
 107         /*< private >*/
 108         /* Left, middle and right vertices */
 109         struct { RoamPoint    *l,*m,*r; } p;
 110
 111         /* Left, base, and right neighbor triangles */
 112         struct { RoamTriangle *l,*b,*r; } t;
 113
 114         RoamPoint *split;      /* Split point */
 115         RoamDiamond *parent;   /* Parent diamond */
 116         RoamTriangle *kids[2]; /* Higher-res triangles */
 117         double norm[3];        /* Surface normal */
 118         double error;          /* Screen space error */
 119         GPQueueHandle handle;
 120
 121         /* For get_intersect */
 122         struct { gdouble n,s,e,w; } edge;
 123 };
 124 RoamTriangle *roam_triangle_new(RoamPoint *l, RoamPoint *m, RoamPoint *r,
 125                 RoamDiamond *parent);
 126 void roam_triangle_free(RoamTriangle *triangle);
 127 void roam_triangle_add(RoamTriangle *triangle,
 128                 RoamTriangle *left, RoamTriangle *base, RoamTriangle *right,
 129                 RoamSphere *sphere);
 130 void roam_triangle_remove(RoamTriangle *triangle, RoamSphere *sphere);
 131 void roam_triangle_update_errors(RoamTriangle *triangle, RoamSphere *sphere);
 132 void roam_triangle_split(RoamTriangle *triangle, RoamSphere *sphere);
 133 void roam_triangle_draw(RoamTriangle *triangle);
 134 void roam_triangle_draw_normal(RoamTriangle *triangle);
 135
 136 /***************
 137  * RoamDiamond *
 138  ***************/
 139 /**
 140  * RoamDiamond:
 141  *
 142  * When two adjacent triangles are split, they, along with the four new child
 143  * triangles, are added to a diamond which keeps track of them.
 144  *
 145  * Like triangles, diamond have an error associated with it. However, when a
 146  * diamonds error is small enough it is "merged". That is, the diamond along
 147  * with the child triangles is removed and the original two triangles triangles
 148  * are added back into the mesh.
 149  */
 150 struct _RoamDiamond {
 151         /*< private >*/
 152         RoamTriangle *parents[2]; /* Parent triangles */
 153         double error;             /* Screen space error */
 154         gboolean active;          /* For internal use */
 155         GPQueueHandle handle;
 156 };
 157 RoamDiamond *roam_diamond_new(RoamTriangle *parent0, RoamTriangle *parent1);
 158 void roam_diamond_add(RoamDiamond *diamond, RoamSphere *sphere);
 159 void roam_diamond_remove(RoamDiamond *diamond, RoamSphere *sphere);
 160 void roam_diamond_merge(RoamDiamond *diamond, RoamSphere *sphere);
 161 void roam_diamond_update_errors(RoamDiamond *diamond, RoamSphere *sphere);
 162
 163 /**************
 164  * RoamSphere *
 165  **************/
 166 /**
 167  * RoamSphere:
 168  *
 169  * The sphere keeps track of the triangles and diamonds in the mesh.
 170  *
 171  * Originally the sphere consists of only 8 triangles forming a octahedron.
 172  * These triangles are quickly split to create a smoother sphere.
 173  */
 174 struct _RoamSphere {
 175         /*< private >*/
 176         GPQueue *triangles; /* List of triangles */
 177         GPQueue *diamonds;  /* List of diamonds */
 178         RoamView *view;     /* Current projection */
 179         gint polys;         /* Polygon count */
 180
 181         /* For get_intersect */
 182         RoamTriangle *roots[8]; /* Original 8 triangles */
 183 };
 184 RoamSphere *roam_sphere_new();
 185 void roam_sphere_update_view(RoamSphere *sphere);
 186 void roam_sphere_update_errors(RoamSphere *sphere);
 187 void roam_sphere_split_one(RoamSphere *sphere);
 188 void roam_sphere_merge_one(RoamSphere *sphere);
 189 gint roam_sphere_split_merge(RoamSphere *sphere);
 190 void roam_sphere_draw(RoamSphere *sphere);
 191 void roam_sphere_draw_normals(RoamSphere *sphere);
 192 GList *roam_sphere_get_intersect(RoamSphere *sphere, gboolean all,
 193                 gdouble n, gdouble s, gdouble e, gdouble w);
 194 void roam_sphere_free(RoamSphere *sphere);
 195
 196 #endif