source: osgVisual/trunk/src/distortion/visual_distortion.cpp @ 235

Last change on this file since 235 was 221, checked in by Torben Dannhauer, 14 years ago

Updated copyright NOTICE
(No code changes)
File size: 20.4 KB
Line 
1/* -*-c++-*- osgVisual - Copyright (C) 2009-2011 Torben Dannhauer
2 *
3 * This library is based on OpenSceneGraph, open source and may be redistributed and/or modified under
4 * the terms of the OpenSceneGraph Public License (OSGPL) version 0.0 or
5 * (at your option) any later version.  The full license is in LICENSE file
6 * included with this distribution, and on the openscenegraph.org website.
7 *
8 * osgVisual requires for some proprietary modules a license from the correspondig manufacturer.
9 * You have to aquire licenses for all used proprietary modules.
10 *
11 * This library is distributed in the hope that it will be useful,
12 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 * OpenSceneGraph Public License for more details.
15*/
16
17#include <visual_distortion.h>
18
19using namespace osgVisual;
20
21visual_distortion::visual_distortion(osgViewer::Viewer* viewer_, osg::ArgumentParser& arguments_, std::string configFileName) : viewer(viewer_), arguments(arguments_)
22{
23        OSG_NOTIFY (osg::ALWAYS ) << "visual_distortion instantiated." << std::endl;
24
25        this->configFileName = configFileName;
26        initialized = false;
27        distortionEnabled = false;
28        parser = new CameraConfigParser();
29
30        distortedGraph = NULL;
31        cleanGraph = NULL;
32
33        distortMapTexture = NULL;
34        blendMapTexture = NULL;
35}
36
37visual_distortion::~visual_distortion(void)
38{
39        OSG_NOTIFY (osg::ALWAYS ) << "visual_distortion destroyed." << std::endl;
40}
41
42bool visual_distortion::processXMLConfiguration()
43{
44        // Init XML
45        xmlDoc* tmpDoc;
46        bool disabled;
47        xmlNode* config = util::getModuleXMLConfig( configFileName, "distortion", tmpDoc, disabled );
48
49        if( disabled)
50        {
51                OSG_NOTIFY( osg::ALWAYS ) << "..disabled by XML configuration file." << std::endl;
52                return false;
53        }
54       
55        // extract configuration values
56        if(config)
57        {
58                OSG_NOTIFY( osg::ALWAYS ) << "..using distortion." << std::endl;
59
60                xmlNode* a_node = config->children;
61
62                for (xmlNode *cur_node = a_node; cur_node; cur_node = cur_node->next)
63                {
64                        std::string node_name=reinterpret_cast<const char*>(cur_node->name);
65                        //OSG_ALWAYS << "----visual_distortion::processXMLConfiguration() - node type="<< cur_node->type <<", name=" << cur_node->name << std::endl;
66
67                        // Check for distortion node
68                        if(cur_node->type == XML_ELEMENT_NODE && node_name == "distortion")
69                        {
70                                xmlAttr  *attr = cur_node->properties;
71                                while ( attr ) 
72                                { 
73                                        std::string attr_name=reinterpret_cast<const char*>(attr->name);
74                                        std::string attr_value=reinterpret_cast<const char*>(attr->children->content);
75                                        if( attr_name == "channelname" )
76                                        {
77                                                std::string  channelname = attr_value;
78                                                OSG_NOTIFY(osg::ALWAYS) << "visual_distortion: Channelname:" << channelname << std::endl;
79
80                                                std::string pre_cfg("..\\resources\\distortion\\view_");
81                                                std::string pre_distortion("..\\resources\\distortion\\distort_");
82                                                std::string pre_blend("..\\resources\\distortion\\blend_");
83                                                std::string post_cfg(".cfg");
84                                                std::string post_distortion(".bmp");
85                                                std::string post_blend(".bmp");
86
87                                                // load channel config
88                                                parser->parseConfigFile((pre_cfg+channelname+post_cfg).data());
89                                                // load channel blendmap
90                                                blendMapFileName = (pre_blend+channelname+post_blend).data();
91                                                // load channel distortionmap
92                                                distortMapFileName = (pre_distortion+channelname+post_distortion).data(); 
93                                                // set channel frustum
94                                                if( parser->isConfigParsed())
95                                                        viewer->getCamera()->setProjectionMatrixAsFrustum((parser->getFrustumDataset())[0], (parser->getFrustumDataset())[1], (parser->getFrustumDataset())[2], (parser->getFrustumDataset())[3], (parser->getFrustumDataset())[4], (parser->getFrustumDataset())[5]);
96                                                else
97                                                        OSG_NOTIFY(osg::WARN) << "WARNING: Unable to parse Frustum values from '" << pre_cfg<<channelname<<post_cfg << "' -- continue without valid frustum values." << std::endl;
98                                        }
99                                        if( attr_name == "renderimplemmentation" )
100                                        {
101                                                if(attr_value=="fbo")
102                                                        renderImplementation = osg::Camera::FRAME_BUFFER_OBJECT;
103                                                if(attr_value=="pbuffer")
104                                                        renderImplementation = osg::Camera::PIXEL_BUFFER;
105                                                if(attr_value=="pbuffer-rtt")
106                                                        renderImplementation = osg::Camera::PIXEL_BUFFER_RTT;
107                                                if(attr_value=="fb")
108                                                        renderImplementation = osg::Camera::FRAME_BUFFER;
109                                                if(attr_value=="window")
110                                                        renderImplementation = osg::Camera::SEPERATE_WINDOW;           
111                                        }
112                                        if( attr_name == "width" )
113                                        {
114                                                std::stringstream sstr(attr_value);
115                                                sstr >> tex_width;
116                                        }
117                                        if( attr_name == "height" )
118                                        {
119                                                std::stringstream sstr(attr_value);
120                                                sstr >> tex_height;
121                                        }
122                                        if( attr_name == "useshader" )
123                                                useShaderDistortion = (attr_value == "yes") ? true : false;
124                                        if( attr_name == "hdr" )
125                                                useHDR = (attr_value == "yes") ? true : false;
126                                        if( attr_name == "usetexturerectangle" )
127                                                useTextureRectangle = (attr_value == "yes") ? true : false;
128
129
130                                        attr = attr->next; 
131                                }       // WHILE attrib END
132                        }       // IF Node == distortion END
133
134                        // Check for distortionmap node
135                        if(cur_node->type == XML_ELEMENT_NODE && node_name == "distortionmap")
136                        {
137                                xmlAttr  *attr = cur_node->properties;
138                                while ( attr ) 
139                                { 
140                                        std::string attr_name=reinterpret_cast<const char*>(attr->name);
141                                        std::string attr_value=reinterpret_cast<const char*>(attr->children->content);
142                                        if( attr_name == "filename" )
143                                        {
144                                                distortMapFileName = attr_value;
145                                        }
146                                        attr = attr->next; 
147                                }
148                        }
149
150                        // Check for distortionmap node
151                        if(cur_node->type == XML_ELEMENT_NODE && node_name == "blendmap")
152                        {
153                                xmlAttr  *attr = cur_node->properties;
154                                while ( attr ) 
155                                { 
156                                        std::string attr_name=reinterpret_cast<const char*>(attr->name);
157                                        std::string attr_value=reinterpret_cast<const char*>(attr->children->content);
158                                        if( attr_name == "filename" )
159                                        {
160                                                blendMapFileName = attr_value;
161                                        }
162                                        attr = attr->next; 
163                                }
164                        }
165                }       // FOR all nodes END
166
167                // clean up
168                xmlFreeDoc(tmpDoc); xmlCleanupParser();
169                return true;
170        }       // IF Config valid END
171        else
172        {
173                OSG_WARN << "ERROR: visual_distortion::processXMLConfiguration() - Module configuration not found" << std::endl;
174                return false;
175        }
176
177        return true;
178}
179
180osg::Group* visual_distortion::initialize(osg::Group* subgraph, const osg::Vec4& clearColor )
181{
182        OSG_NOTIFY (osg::ALWAYS ) << "visual_distortion initialize..";  // The sentence is finished by the init result...
183
184        // Initialize variables:
185        tex_width = 2048;
186    tex_height = 2048;
187        renderImplementation = osg::Camera::FRAME_BUFFER_OBJECT;
188        useTextureRectangle = false;
189        useShaderDistortion = false;
190        useHDR = false; 
191        distortMapFileName = "..\\resources\\distortion\\distort_distDisabled.bmp";
192        blendMapFileName = "..\\resources\\distortion\\blend_distDisabled.bmp";
193
194        // Process XML configuration
195        if(!processXMLConfiguration())
196                return NULL;    // Abort distortion initialization.
197
198        // Add this node to the scenegraph to get updated during update traversal.
199        subgraph->addChild( this );
200
201        // add the keyboard handler for toggle distortion
202        arguments.getApplicationUsage()->addKeyboardMouseBinding("d", "Toggle Distortion.");
203        kBEventHandler = new ToggleDistortionKBEventHandler( this );
204        viewer->addEventHandler( kBEventHandler );
205
206        cleanGraph = subgraph;
207        distortedGraph = createPreRenderSubGraph( subgraph, clearColor );
208
209        // Create and install updateCallback (to get called for copying the main cameras view matrixes to the PRE_RENDER camera)
210        // -- must be called _AFTER_ createPreRenderSubGraph() (necessary because sceneCamera is set by createPreRenderSubGraph())
211        updateCallback = new distortionUpdateCallback( viewer, sceneCamera );
212        this->setUpdateCallback( updateCallback );
213
214        // Note down state flags..
215        initialized = true;
216        distortionEnabled = true;
217
218        distortionEnabled = true;
219        viewer->setSceneData( distortedGraph );
220       
221        return distortedGraph;
222}
223
224void visual_distortion::shutdown()
225{
226        if(initialized)
227        {
228                // Remove this Node from scenegraph
229                cleanGraph->removeChild( this );
230
231                // Remove update callback
232                this->removeUpdateCallback( updateCallback );
233                updateCallback = NULL;
234
235                OSG_NOTIFY (osg::ALWAYS ) << "visual_distortion shutdown complete." << std::endl;
236        }
237}
238
239void visual_distortion::distortionUpdateCallback::operator()(osg::Node* node, osg::NodeVisitor* nv)
240{
241        // Copy Main Camera's matrixes to the PRE_RENDER Camera.
242        //std::cout << "distortion updatecallback" << std::endl;
243        sceneCamera->setViewMatrix( viewer->getCamera()->getViewMatrix() );
244        sceneCamera->setProjectionMatrix( viewer->getCamera()->getProjectionMatrix() );
245}
246
247void visual_distortion::toggleDistortion()
248{
249        // Toggle
250        //// If not Distorted: enabled distortion
251        if( !distortionEnabled )
252        {
253                distortionEnabled = true;
254                viewer->setSceneData( distortedGraph );
255        }
256        else    // .. otherwise disable distortion
257        {
258                distortionEnabled = false;
259                viewer->setSceneData( cleanGraph );
260        }
261}
262
263
264osg::Group* visual_distortion::createPreRenderSubGraph(osg::Group* subgraph, const osg::Vec4& clearColor )
265{
266    if (!subgraph) return 0;
267
268    // create a group to contain the flag and the pre rendering camera.
269    osg::Group* parent = new osg::Group;
270
271    // texture to render to and to use for rendering of flag.
272    osg::Texture* texture = 0;
273    if (useTextureRectangle)
274    {
275        osg::TextureRectangle* textureRect = new osg::TextureRectangle;
276        textureRect->setTextureSize(tex_width, tex_height);
277        textureRect->setInternalFormat(GL_RGBA);
278        textureRect->setFilter(osg::Texture2D::MIN_FILTER,osg::Texture2D::LINEAR);
279        textureRect->setFilter(osg::Texture2D::MAG_FILTER,osg::Texture2D::LINEAR);
280       
281        texture = textureRect;
282    }
283    else
284    {
285        osg::Texture2D* texture2D = new osg::Texture2D;
286        texture2D->setTextureSize(tex_width, tex_height);
287        texture2D->setInternalFormat(GL_RGBA);
288        texture2D->setFilter(osg::Texture2D::MIN_FILTER,osg::Texture2D::LINEAR);
289        texture2D->setFilter(osg::Texture2D::MAG_FILTER,osg::Texture2D::LINEAR);
290       
291        texture = texture2D;
292    } 
293
294    if (useHDR)
295    {
296        texture->setInternalFormat(GL_RGBA16F_ARB);
297        texture->setSourceFormat(GL_RGBA);
298        texture->setSourceType(GL_FLOAT);
299    }
300
301    // load a distortion map texture file
302        if ( osgDB::fileExists( distortMapFileName ) )
303                distortMapTexture = loadTexture(distortMapFileName);
304        else
305        {
306                OSG_NOTIFY(osg::FATAL) << "ERROR: Distortionmap file'" << distortMapFileName << "' not found! Please change the channelname, filename or copy the desired file to the applications root folder!" << std::endl;
307                exit(-1);
308        }
309
310    // load a blend map texture file
311        if ( osgDB::fileExists( blendMapFileName ) )
312                blendMapTexture = loadTexture(blendMapFileName);
313        else
314        {
315                OSG_NOTIFY(osg::FATAL) << "ERROR: Blendmap file'" << blendMapFileName << "' not found! Please change the channelname, filename or copy the desired file to the applications root folder!" << std::endl;
316                exit(-1);
317        }
318
319    // set up the plane to render the rendered view.
320    {
321        // create the quad to visualize.
322        osg::Geometry* polyGeom = new osg::Geometry();
323
324        polyGeom->setSupportsDisplayList(false);
325
326        osg::Vec3 origin(0.0f,0.0f,0.0f);
327        osg::Vec3 xAxis(1.0f,0.0f,0.0f);
328        osg::Vec3 yAxis(0.0f,1.0f,0.0f);
329        osg::Vec3 zAxis(0.0f,0.0f,1.0f);
330        float height = 1024.0f;
331        float width = 1280.0f;
332        int noSteps = 128;
333        if (useShaderDistortion)
334            noSteps = 2;
335
336        osg::Vec3Array* vertices = new osg::Vec3Array;
337        osg::Vec2Array* texcoords = new osg::Vec2Array;
338        osg::Vec2Array* texcoords2 = useShaderDistortion?NULL:(new osg::Vec2Array);
339        osg::Vec4Array* colors = new osg::Vec4Array;
340
341        osg::Vec3 bottom = origin;
342        osg::Vec3 dx = xAxis*(width/((float)(noSteps-1)));
343        osg::Vec3 dy = yAxis*(height/((float)(noSteps-1)));
344
345        osg::Vec2 bottom_texcoord(0.0f,0.0f);
346        osg::Vec2 dx_texcoord(1.0f/(float)(noSteps-1),0.0f);
347        osg::Vec2 dy_texcoord(0.0f,1.0f/(float)(noSteps-1));
348
349        osg::Vec3 cursor = bottom;
350        osg::Vec2 texcoord = bottom_texcoord;
351        int i,j;
352        for(i=0;i<noSteps;++i)
353        {
354            osg::Vec3 cursor = bottom+dy*(float)i;
355            osg::Vec2 texcoord = bottom_texcoord+dy_texcoord*(float)i;
356            for(j=0;j<noSteps;++j)
357            {
358                vertices->push_back(cursor);
359                if (distortMapTexture && !useShaderDistortion)
360                {
361                    osg::Vec2 imgcoord = osg::Vec2((distortMapTexture->getImage(0)->s()-1) * texcoord.x(),
362                                                   (distortMapTexture->getImage(0)->t()-1) * texcoord.y());
363                    unsigned char* pPixel = &distortMapTexture->getImage(0)->data()[(int)imgcoord.y()*distortMapTexture->getImage(0)->getRowSizeInBytes()+
364                                                                                    (int)imgcoord.x()*distortMapTexture->getImage(0)->getPixelSizeInBits()/8];
365                    texcoords->push_back(osg::Vec2(((float)pPixel[2] / 255.0f + (pPixel[0] % 16)) / 16.0f,
366                                                   1.0f - ((float)pPixel[1] / 255.0f + (pPixel[0] / 16)) / 16.0f));
367                    texcoords2->push_back(osg::Vec2(texcoord.x(), texcoord.y()));
368                }
369                else
370                    texcoords->push_back(osg::Vec2(texcoord.x(), texcoord.y()));
371                colors->push_back(osg::Vec4(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f));
372
373                cursor += dx;
374                texcoord += dx_texcoord;
375            }
376        }
377
378        // pass the created vertex array to the points geometry object.
379        polyGeom->setVertexArray(vertices);
380
381        polyGeom->setColorArray(colors);
382        polyGeom->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_PER_VERTEX);
383        polyGeom->setTexCoordArray(0,texcoords);
384        if (!useShaderDistortion)
385            polyGeom->setTexCoordArray(2,texcoords2);
386
387        for(i=0;i<noSteps-1;++i)
388        {
389            osg::DrawElementsUShort* elements = new osg::DrawElementsUShort(osg::PrimitiveSet::QUAD_STRIP);
390            for(j=0;j<noSteps;++j)
391            {
392                elements->push_back(j+(i+1)*noSteps);
393                elements->push_back(j+(i)*noSteps);
394            }
395            polyGeom->addPrimitiveSet(elements);
396        }
397
398        // new we need to add the texture to the Drawable, we do so by creating a
399        // StateSet to contain the Texture StateAttribute.
400        osg::StateSet* stateset = polyGeom->getOrCreateStateSet();
401        stateset->setTextureAttributeAndModes(0, texture, osg::StateAttribute::ON);
402        stateset->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF);
403        stateset->setMode(GL_DEPTH_TEST, osg::StateAttribute::OFF);
404
405        osg::Geode* geode = new osg::Geode();
406        geode->addDrawable(polyGeom);
407
408        if (useShaderDistortion)
409        {
410            // apply the distortion map texture
411            if (distortMapTexture)
412                geode->getOrCreateStateSet()->setTextureAttributeAndModes(1, distortMapTexture, osg::StateAttribute::ON);
413        }
414
415        // apply the blend map texture
416        if (blendMapTexture)
417            geode->getOrCreateStateSet()->setTextureAttributeAndModes(2, blendMapTexture, osg::StateAttribute::ON);
418
419        // set up the camera to render the textured quad
420        osg::Camera* camera = new osg::Camera;
421
422        // just inherit the main cameras view
423        camera->setReferenceFrame(osg::Transform::ABSOLUTE_RF);
424        camera->setViewMatrix(osg::Matrix::identity());
425        //sceneCamera->setProjectionMatrixAsOrtho2D(0,viewer->getCamera()->getViewport()->width(),0,viewer->getCamera()->getViewport()->height());
426                camera->setProjectionMatrixAsOrtho2D(0,1280,0,1024);
427                /** \todo: use screen size dynamically */
428
429        // set the camera to render before the main camera.
430        camera->setRenderOrder(osg::Camera::POST_RENDER, 200);
431
432        // only clear the depth buffer
433        camera->setClearMask(0);
434
435        // add subgraph to render
436        camera->addChild(geode);
437
438        if (useShaderDistortion)
439        {
440            // create shaders for distortion
441            osg::StateSet* ss = geode->getOrCreateStateSet();
442
443            osg::Program* distortProgram = new osg::Program;
444            distortProgram->setName( "distortion" );
445            osg::Shader* distortVertObj = new osg::Shader( osg::Shader::VERTEX );
446            osg::Shader* distortFragObj = new osg::Shader( osg::Shader::FRAGMENT );
447
448            if (loadShaderSource( distortVertObj, "../resources/distortion/shader.vert" ) &&
449                loadShaderSource( distortFragObj, "../resources/distortion/shader.frag" ) &&
450                distortMapTexture)
451            {
452                distortProgram->addShader( distortFragObj );
453                distortProgram->addShader( distortVertObj );
454                ss->addUniform( new osg::Uniform("textureImage", 0) );
455                ss->addUniform( new osg::Uniform("textureDistort", 1) );
456                ss->addUniform( new osg::Uniform("textureBlend", 2) );
457                ss->setAttributeAndModes(distortProgram, osg::StateAttribute::ON);
458            }
459                        else
460                        {
461                                OSG_NOTIFY(osg::FATAL) << "##################################" << std::endl << "## Unable to activate ShaderDistortion!" << std::endl << "## ABORT" << std::endl << "##################################" << std::endl;
462                                exit(0);
463                        }
464        }
465
466        parent->addChild(camera);
467    }
468
469    // then create the camera node to do the render to texture
470    {   
471        osg::Camera* camera = new osg::Camera;
472
473        // set up the background color and clear mask.
474        camera->setClearColor(clearColor);
475        camera->setClearMask(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
476
477
478        // just inherit the main cameras view
479                /* ABSOLUTE_RF required to make intersections possible.
480                Disadvantage of ABOLUTE_RF : the maincameras view matrix and projection
481                matrix has to copied to the PRE_RENDER camera by our self.
482                Therefore an update callback is installed.
483                */
484                camera->setReferenceFrame(osg::Transform::ABSOLUTE_RF); 
485        camera->setProjectionMatrix(osg::Matrixd::identity());
486        camera->setViewMatrix(osg::Matrixd::identity());
487
488        // set viewport
489        camera->setViewport(0,0,tex_width,tex_height);
490
491        // set the camera to render before the main camera.
492        camera->setRenderOrder(osg::Camera::PRE_RENDER, 0);
493
494                sceneCamera = camera;
495
496        // tell the camera to use OpenGL frame buffer object where supported.
497        camera->setRenderTargetImplementation(renderImplementation);
498
499        // attach the texture and use it as the color buffer.
500        camera->attach(osg::Camera::COLOR_BUFFER, texture);     // No Multisampling/Antialiasing
501                //camera->attach(osg::Camera::COLOR_BUFFER, texture, 0, 0, false, 4, 4); // 4x Multisampling/Antialiasing
502
503        // add subgraph to render
504        camera->addChild(subgraph);
505
506        parent->addChild(camera);
507    }   
508    return parent;
509}
510
511
512bool visual_distortion::loadShaderSource( osg::Shader* shader, const std::string& fileName )
513{
514    std::string foundFileName = osgDB::findDataFile(fileName);
515    if (foundFileName.length() != 0 )
516    {
517        return shader->loadShaderSourceFromFile( foundFileName.c_str() );
518    }
519
520    OSG_NOTIFY(osg::WARN) << "File \"" << fileName << "\" not found." << std::endl;
521
522    return false;
523}
524
525osg::Texture* visual_distortion::loadTexture( const std::string& fileName )
526{
527    std::string foundFileName = osgDB::findDataFile(fileName);
528    if (foundFileName.length() != 0 )
529    {
530        // load distortion map texture file
531        osg::Image* image = osgDB::readImageFile(foundFileName);
532        if (image)
533        {
534                        osg::Texture2D* texture = new osg::Texture2D;
535            texture->setImage(image);
536            texture->setFilter(osg::Texture2D::MIN_FILTER, osg::Texture2D::NEAREST);
537            texture->setFilter(osg::Texture2D::MAG_FILTER, osg::Texture2D::NEAREST);
538            texture->setWrap(osg::Texture2D::WRAP_S, osg::Texture2D::CLAMP_TO_EDGE);
539            texture->setWrap(osg::Texture2D::WRAP_T, osg::Texture2D::CLAMP_TO_EDGE);
540            return texture;
541        }
542    }
543
544    OSG_NOTIFY(osg::WARN) << "File \"" << fileName << "\" not found." << std::endl;
545
546    return NULL;
547}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.