source: osgVisual/trunk/src/distortion/visual_distortion.cpp @ 344

Last change on this file since 344 was 305, checked in by Torben Dannhauer, 13 years ago
File size: 19.2 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 == "width" )
100                                        {
101                                                std::stringstream sstr(attr_value);
102                                                sstr >> tex_width;
103                                        }
104                                        if( attr_name == "height" )
105                                        {
106                                                std::stringstream sstr(attr_value);
107                                                sstr >> tex_height;
108                                        }
109                                        if( attr_name == "useshader" )
110                                                useShaderDistortion = (attr_value == "yes") ? true : false;
111                                        if( attr_name == "hdr" )
112                                                useHDR = (attr_value == "yes") ? true : false;
113                                        if( attr_name == "usetexturerectangle" )
114                                                useTextureRectangle = (attr_value == "yes") ? true : false;
115
116
117                                        attr = attr->next; 
118                                }       // WHILE attrib END
119                        }       // IF Node == distortion END
120
121                        // Check for distortionmap node
122                        if(cur_node->type == XML_ELEMENT_NODE && node_name == "distortionmap")
123                        {
124                                xmlAttr  *attr = cur_node->properties;
125                                while ( attr ) 
126                                { 
127                                        std::string attr_name=reinterpret_cast<const char*>(attr->name);
128                                        std::string attr_value=reinterpret_cast<const char*>(attr->children->content);
129                                        if( attr_name == "filename" )
130                                        {
131                                                distortMapFileName = attr_value;
132                                        }
133                                        attr = attr->next; 
134                                }
135                        }
136
137                        // Check for distortionmap node
138                        if(cur_node->type == XML_ELEMENT_NODE && node_name == "blendmap")
139                        {
140                                xmlAttr  *attr = cur_node->properties;
141                                while ( attr ) 
142                                { 
143                                        std::string attr_name=reinterpret_cast<const char*>(attr->name);
144                                        std::string attr_value=reinterpret_cast<const char*>(attr->children->content);
145                                        if( attr_name == "filename" )
146                                        {
147                                                blendMapFileName = attr_value;
148                                        }
149                                        attr = attr->next; 
150                                }
151                        }
152                }       // FOR all nodes END
153
154                // clean up
155                xmlFreeDoc(tmpDoc); xmlCleanupParser();
156                return true;
157        }       // IF Config valid END
158        else
159        {
160                OSG_WARN << "ERROR: visual_distortion::processXMLConfiguration() - Module configuration not found" << std::endl;
161                return false;
162        }
163
164        return true;
165}
166
167osg::Group* visual_distortion::initialize(osg::Group* subgraph, const osg::Vec4& clearColor )
168{
169        OSG_NOTIFY (osg::ALWAYS ) << "visual_distortion initialize..";  // The sentence is finished by the init result...
170
171        // Initialize variables:
172        tex_width = 2048;
173    tex_height = 2048;
174        useShaderDistortion = false;
175        useHDR = false; 
176        distortMapFileName = "..\\resources\\distortion\\distort_distDisabled.bmp";
177        blendMapFileName = "..\\resources\\distortion\\blend_distDisabled.bmp";
178
179        // Process XML configuration
180        if(!processXMLConfiguration())
181                return NULL;    // Abort distortion initialization.
182
183        // Add this node to the scenegraph to get updated during update traversal.
184        subgraph->addChild( this );
185
186        // add the keyboard handler for toggle distortion
187        arguments.getApplicationUsage()->addKeyboardMouseBinding("d", "Toggle Distortion.");
188        kBEventHandler = new ToggleDistortionKBEventHandler( this );
189        viewer->addEventHandler( kBEventHandler );
190
191        cleanGraph = subgraph;
192        distortedGraph = createPreRenderSubGraph( subgraph, clearColor );
193
194        // Create and install updateCallback (to get called for copying the main cameras view matrixes to the PRE_RENDER camera)
195        // -- must be called _AFTER_ createPreRenderSubGraph() (necessary because sceneCamera is set by createPreRenderSubGraph())
196        updateCallback = new distortionUpdateCallback( viewer, sceneCamera );
197        this->setUpdateCallback( updateCallback );
198
199        // Note down state flags..
200        initialized = true;
201        distortionEnabled = true;
202
203        distortionEnabled = true;
204        viewer->setSceneData( distortedGraph );
205       
206        return distortedGraph;
207}
208
209void visual_distortion::shutdown()
210{
211        if(initialized)
212        {
213                // Remove this Node from scenegraph
214                cleanGraph->removeChild( this );
215
216                // Remove update callback
217                this->removeUpdateCallback( updateCallback );
218                updateCallback = NULL;
219
220                OSG_NOTIFY (osg::ALWAYS ) << "visual_distortion shutdown complete." << std::endl;
221        }
222}
223
224void visual_distortion::distortionUpdateCallback::operator()(osg::Node* node, osg::NodeVisitor* nv)
225{
226        // Copy Main Camera's matrixes to the PRE_RENDER Camera.
227        //std::cout << "distortion updatecallback" << std::endl;
228        sceneCamera->setViewMatrix( viewer->getCamera()->getViewMatrix() );
229        sceneCamera->setProjectionMatrix( viewer->getCamera()->getProjectionMatrix() );
230}
231
232void visual_distortion::toggleDistortion()
233{
234        // Toggle
235        //// If not Distorted: enabled distortion
236        if( !distortionEnabled )
237        {
238                distortionEnabled = true;
239                viewer->setSceneData( distortedGraph );
240        }
241        else    // .. otherwise disable distortion
242        {
243                distortionEnabled = false;
244                viewer->setSceneData( cleanGraph );
245        }
246}
247
248
249osg::Group* visual_distortion::createPreRenderSubGraph(osg::Group* subgraph, const osg::Vec4& clearColor )
250{
251    if (!subgraph) return 0;
252
253    // create a group to contain the flag and the pre rendering camera.
254    osg::Group* parent = new osg::Group;
255
256    // texture to render to and to use for rendering of flag.
257    //osg::Texture* texture = 0;
258    osg::Texture2D* texture = new osg::Texture2D;
259    texture->setTextureSize(tex_width, tex_height);
260    texture->setInternalFormat(GL_RGBA);
261    texture->setFilter(osg::Texture2D::MIN_FILTER,osg::Texture2D::LINEAR);
262    texture->setFilter(osg::Texture2D::MAG_FILTER,osg::Texture2D::LINEAR);
263   
264    //texture = texture2D;
265
266    if (useHDR)
267    {
268        texture->setInternalFormat(GL_RGBA16F_ARB);
269        texture->setSourceFormat(GL_RGBA);
270        texture->setSourceType(GL_FLOAT);
271    }
272
273    // load a distortion map texture file
274        if ( osgDB::fileExists( distortMapFileName ) )
275                distortMapTexture = loadTexture(distortMapFileName);
276        else
277        {
278                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;
279                exit(-1);
280        }
281
282    // load a blend map texture file
283        if ( osgDB::fileExists( blendMapFileName ) )
284                blendMapTexture = loadTexture(blendMapFileName);
285        else
286        {
287                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;
288                exit(-1);
289        }
290
291    // set up the plane to render the rendered view.
292    {
293        // create the quad to visualize.
294        osg::Geometry* polyGeom = new osg::Geometry();
295
296        polyGeom->setSupportsDisplayList(false);
297
298        osg::Vec3 origin(0.0f,0.0f,0.0f);
299        osg::Vec3 xAxis(1.0f,0.0f,0.0f);
300        osg::Vec3 yAxis(0.0f,1.0f,0.0f);
301        osg::Vec3 zAxis(0.0f,0.0f,1.0f);
302        float width = 1600.0f;
303                float height = 900.0f;
304        int noSteps = 128;
305        if (useShaderDistortion)
306            noSteps = 2;
307
308        osg::Vec3Array* vertices = new osg::Vec3Array;
309        osg::Vec2Array* texcoords = new osg::Vec2Array;
310        osg::Vec2Array* texcoords2 = useShaderDistortion?NULL:(new osg::Vec2Array);
311        osg::Vec4Array* colors = new osg::Vec4Array;
312
313        osg::Vec3 bottom = origin;
314        osg::Vec3 dx = xAxis*(width/((float)(noSteps-1)));
315        osg::Vec3 dy = yAxis*(height/((float)(noSteps-1)));
316
317        osg::Vec2 bottom_texcoord(0.0f,0.0f);
318        osg::Vec2 dx_texcoord(1.0f/(float)(noSteps-1),0.0f);
319        osg::Vec2 dy_texcoord(0.0f,1.0f/(float)(noSteps-1));
320
321        osg::Vec3 cursor = bottom;
322        osg::Vec2 texcoord = bottom_texcoord;
323        int i,j;
324        for(i=0;i<noSteps;++i)
325        {
326            osg::Vec3 cursor = bottom+dy*(float)i;
327            osg::Vec2 texcoord = bottom_texcoord+dy_texcoord*(float)i;
328            for(j=0;j<noSteps;++j)
329            {
330                vertices->push_back(cursor);
331                if (distortMapTexture && !useShaderDistortion)
332                {
333                    osg::Vec2 imgcoord = osg::Vec2((distortMapTexture->getImage(0)->s()-1) * texcoord.x(),
334                                                   (distortMapTexture->getImage(0)->t()-1) * texcoord.y());
335                    unsigned char* pPixel = &distortMapTexture->getImage(0)->data()[(int)imgcoord.y()*distortMapTexture->getImage(0)->getRowSizeInBytes()+
336                                                                                    (int)imgcoord.x()*distortMapTexture->getImage(0)->getPixelSizeInBits()/8];
337                    texcoords->push_back(osg::Vec2(((float)pPixel[2] / 255.0f + (pPixel[0] % 16)) / 16.0f,
338                                                   1.0f - ((float)pPixel[1] / 255.0f + (pPixel[0] / 16)) / 16.0f));
339                    texcoords2->push_back(osg::Vec2(texcoord.x(), texcoord.y()));
340                }
341                else
342                    texcoords->push_back(osg::Vec2(texcoord.x(), texcoord.y()));
343                colors->push_back(osg::Vec4(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f));
344
345                cursor += dx;
346                texcoord += dx_texcoord;
347            }
348        }
349
350        // pass the created vertex array to the points geometry object.
351        polyGeom->setVertexArray(vertices);
352
353        polyGeom->setColorArray(colors);
354        polyGeom->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_PER_VERTEX);
355        polyGeom->setTexCoordArray(0,texcoords);
356        if (!useShaderDistortion)
357            polyGeom->setTexCoordArray(2,texcoords2);
358
359        for(i=0;i<noSteps-1;++i)
360        {
361            osg::DrawElementsUShort* elements = new osg::DrawElementsUShort(osg::PrimitiveSet::QUAD_STRIP);
362            for(j=0;j<noSteps;++j)
363            {
364                elements->push_back(j+(i+1)*noSteps);
365                elements->push_back(j+(i)*noSteps);
366            }
367            polyGeom->addPrimitiveSet(elements);
368        }
369
370        // new we need to add the texture to the Drawable, we do so by creating a
371        // StateSet to contain the Texture StateAttribute.
372        osg::StateSet* stateset = polyGeom->getOrCreateStateSet();
373        stateset->setTextureAttributeAndModes(0, texture, osg::StateAttribute::ON);
374        stateset->setMode(GL_LIGHTING, osg::StateAttribute::OFF);
375        stateset->setMode(GL_DEPTH_TEST, osg::StateAttribute::OFF);
376
377        osg::Geode* geode = new osg::Geode();
378        geode->addDrawable(polyGeom);
379
380        if (useShaderDistortion)
381        {
382            // apply the distortion map texture
383            if (distortMapTexture)
384                geode->getOrCreateStateSet()->setTextureAttributeAndModes(1, distortMapTexture, osg::StateAttribute::ON);
385        }
386
387        // apply the blend map texture
388        if (blendMapTexture)
389            geode->getOrCreateStateSet()->setTextureAttributeAndModes(2, blendMapTexture, osg::StateAttribute::ON);
390
391        // set up the camera to render the textured quad
392        osg::Camera* camera = new osg::Camera;
393
394        // just inherit the main cameras view
395        camera->setReferenceFrame(osg::Transform::ABSOLUTE_RF);
396        camera->setViewMatrix(osg::Matrix::identity());
397                camera->setProjectionMatrixAsOrtho2D(0,1600,0,900);             /** \todo: use screen size dynamically */
398               
399        // set the camera to render before the main camera.
400        camera->setRenderOrder(osg::Camera::POST_RENDER, 200);
401               
402        // only clear the depth buffer
403        camera->setClearMask(0);
404
405        // add subgraph to render
406        camera->addChild(geode);
407
408        if (useShaderDistortion)
409        {
410            // create shaders for distortion
411            osg::StateSet* ss = geode->getOrCreateStateSet();
412
413            osg::Program* distortProgram = new osg::Program;
414            distortProgram->setName( "distortion" );
415            osg::Shader* distortVertObj = new osg::Shader( osg::Shader::VERTEX );
416            osg::Shader* distortFragObj = new osg::Shader( osg::Shader::FRAGMENT );
417
418            if (loadShaderSource( distortVertObj, "../resources/distortion/shader.vert" ) &&
419                loadShaderSource( distortFragObj, "../resources/distortion/shader.frag" ) &&
420                distortMapTexture)
421            {
422                distortProgram->addShader( distortFragObj );
423                distortProgram->addShader( distortVertObj );
424                ss->addUniform( new osg::Uniform("textureImage", 0) );
425                ss->addUniform( new osg::Uniform("textureDistort", 1) );
426                ss->addUniform( new osg::Uniform("textureBlend", 2) );
427                ss->setAttributeAndModes(distortProgram, osg::StateAttribute::ON);
428            }
429                        else
430                        {
431                                OSG_NOTIFY(osg::FATAL) << "##################################" << std::endl << "## Unable to activate ShaderDistortion!" << std::endl << "## ABORT" << std::endl << "##################################" << std::endl;
432                                exit(0);
433                        }
434        }
435
436        parent->addChild(camera);
437    }
438
439    // then create the camera node to do the render to texture
440    {   
441        osg::Camera* camera = new osg::Camera;
442
443        // set up the background color and clear mask.
444        camera->setClearColor(clearColor);
445        camera->setClearMask(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
446
447
448        // just inherit the main cameras view
449                /* ABSOLUTE_RF required to make intersections possible.
450                Disadvantage of ABOLUTE_RF : the maincameras view matrix and projection
451                matrix has to copied to the PRE_RENDER camera by our self.
452                Therefore an update callback is installed.
453                */
454                camera->setReferenceFrame(osg::Transform::ABSOLUTE_RF); 
455        camera->setProjectionMatrix(osg::Matrixd::identity());
456        camera->setViewMatrix(osg::Matrixd::identity());
457
458        // set viewport
459        camera->setViewport(0,0,tex_width,tex_height);
460
461        // set the camera to render before the main camera.
462        camera->setRenderOrder(osg::Camera::PRE_RENDER, 0);
463
464                sceneCamera = camera;
465
466        // tell the camera to use OpenGL frame buffer object where supported.
467        camera->setRenderTargetImplementation(osg::Camera::FRAME_BUFFER_OBJECT);
468
469        // attach the texture and use it as the color buffer.
470        //camera->attach(osg::Camera::COLOR_BUFFER, texture);   // No Multisampling/Antialiasing
471                camera->attach(osg::Camera::COLOR_BUFFER, texture, 0, 0, false, 4, 4); // 4x Multisampling/Antialiasing
472
473        // add subgraph to render
474        camera->addChild(subgraph);
475
476        parent->addChild(camera);
477    }   
478    return parent;
479}
480
481
482bool visual_distortion::loadShaderSource( osg::Shader* shader, const std::string& fileName )
483{
484    std::string foundFileName = osgDB::findDataFile(fileName);
485    if (foundFileName.length() != 0 )
486    {
487        return shader->loadShaderSourceFromFile( foundFileName.c_str() );
488    }
489
490    OSG_NOTIFY(osg::WARN) << "File \"" << fileName << "\" not found." << std::endl;
491
492    return false;
493}
494
495osg::Texture* visual_distortion::loadTexture( const std::string& fileName )
496{
497    std::string foundFileName = osgDB::findDataFile(fileName);
498    if (foundFileName.length() != 0 )
499    {
500        // load distortion map texture file
501        osg::Image* image = osgDB::readImageFile(foundFileName);
502        if (image)
503        {
504                        osg::Texture2D* texture = new osg::Texture2D;
505            texture->setImage(image);
506            texture->setFilter(osg::Texture2D::MIN_FILTER, osg::Texture2D::NEAREST);
507            texture->setFilter(osg::Texture2D::MAG_FILTER, osg::Texture2D::NEAREST);
508            texture->setWrap(osg::Texture2D::WRAP_S, osg::Texture2D::CLAMP_TO_EDGE);
509            texture->setWrap(osg::Texture2D::WRAP_T, osg::Texture2D::CLAMP_TO_EDGE);
510            return texture;
511        }
512    }
513
514    OSG_NOTIFY(osg::WARN) << "File \"" << fileName << "\" not found." << std::endl;
515
516    return NULL;
517}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.