Sommets et paramétrage du panorama
Etape 5

Le but de ce projet est non seulement de dessiner des panoramas, mais également de les annoter avec les noms des principaux sommets visibles. Cela implique de connaître le nom, la position et l'altitude des sommets alpins importants.

Pour cela, nous mettons à votre disposition une archive Zip contenant un unique fichier textuel nommé alps.txt, qui liste 21 069 sommets alpins. Tout comme les fichiers HGT, il provient du site Viewfinder Panoramas de Jonathan de Ferranti.

Le fichier alps.txt contient une ligne par sommet répertorié. Chacune de ces lignes contient les champs suivants à propos du sommet qu'elle décrit, dans l'ordre : sa longitude, sa latitude, son altitude, trois champs que nous ignorerons, et enfin son nom. Par exemple, les trois lignes ci-dessous décrivent trois sommets des Alpes bernoises, le Lauberhorn, l'Eiger et le Rotstock :

    7:56:53 46:35:33  2472  H1 C02 D0 LAUBERHORN
    8:00:19 46:34:39  3970  H1 C02 E0 EIGER
    7:59:01 46:34:38  2663  H1 C02 E0 ROTSTOCK

Le format de chaque ligne est documenté sur le site Viewfinder Panoramas, mais le court résumé qui suit devrait suffire à l'analyser correctement.

Chaque champ commence à une position fixe de la ligne. Par exemple, la longitude commence toujours à la colonne 0 (la première), la latitude à la colonne 10, etc. Les coordonnées sont données en degrés, minutes et secondes, séparées par deux-points (:) et l'altitude est donnée en mètres. Le fichier est encodé en ASCII, et ne contient donc malheureusement aucune lettre accentuée.

Le dessin d'un panorama requiert la connaissance d'un certain nombre de paramètres à son sujet. Pour ce projet, un panorama sera paramétré par :

1. la position de l'observateur \(O\),
2. l'altitude de l'observateur \(e\),
3. l'azimut du centre du panorama \(a\),
4. l'angle de vue horizontal \(v_h\),
5. la distance maximale de visibilité \(d\),
6. la largeur du panorama \(w\),
7. la hauteur du panorama \(h\).

En gros, les cinq premiers paramètres déterminent la partie de la Terre qui est représentée sur le panorama, tandis que les deux derniers déterminent la taille de l'image rectangulaire finale.

La figure ci-dessous présente la partie de la Terre représentée sur le panorama, que nous nommerons la zone visible, et la signification des différents paramètres. La zone visible est un volume tridimensionnel difficile à décrire mais qui est un secteur de disque vu de dessus, et un triangle vu de profil. La figure présente ces deux vues de la zone visible, en blanc : à gauche, elle est vue de dessus, à droite, elle est vue de profil.

Notez que l'angle de vue vertical, noté \(v_v\), ne fait pas partie des paramètres puisqu'il peut être calculé en fonction d'autres paramètres, comme nous le verrons plus bas.

La classe Summit du paquetage ch.epfl.alpano.summit, publique et immuable (donc finale), représente un sommet. Elle possède un unique constructeur public :

• Summit(String name, GeoPoint position, int elevation), qui construit un sommet dont le nom, la position et l'altitude sont ceux donnés, ou lève l'exception NullPointerException si le nom ou la position sont nuls.

En plus de ce constructeur, la classe Summit offre des accesseurs publics pour chacun de ses attributs (name, position et elevation), ainsi qu'une redéfinition de la méthode toString héritée de Object.

La méthode toString retourne une chaîne composée, dans l'ordre, du nom du sommet, de sa position et de son altitude. Par exemple, appliquée à l'objet représentant l'Eiger, elle retourne :

EIGER (8.0053,46.5775) 3970

La classe GazetteerParser du paquetage ch.epfl.alpano.summit, publique et non instanciable (c-à-d dotée d'un constructeur privé et vide), représente un lecteur de fichier décrivant des sommets¹. Elle possède une unique méthode publique (et statique), permettant de charger le contenu du fichier décrivant les sommets :

• List<Summit> readSummitsFrom(File file), qui retourne un tableau dynamique non modifiable contenant les sommets lus depuis le fichier file, ou lève l'exception IOException en cas d'erreur d'entrée/sortie ou si une ligne du fichier n'obéit pas au format décrit plus haut.

Pour mémoire, un tableau dynamique non modifiable peut s'obtenir à partir d'un tableau dynamique (de type ArrayList) au moyen de la méthode unmodifiableList de la classe Collections (avec un s).

La classe PanoramaParameters du paquetage ch.epfl.alpano, publique et immuable (donc finale), représente les paramètres nécessaires au dessin d'un panorama. Elle est dotée de l'unique constructeur public suivant :

• PanoramaParameters(GeoPoint observerPosition, int observerElevation, double centerAzimuth, double horizontalFieldOfView, int maxDistance, int width, int height), qui construit un objet contenant les paramètres passés en argument et qui correspondent à ceux énumérés à la section 1.2 ; lève l'exception NullPointerException si la position de l'observateur est nulle, ou l'exception IllegalArgumentException si l'azimut central n'est pas canonique, si l'angle de vue horizontal n'est pas compris entre 0 (exclu) et \(2\pi\) (inclu) ou si la largeur, hauteur et distance maximales ne sont pas strictement positives.

Comme d'habitude dans ce projet, les angles sont spécifiés en radians, les distances et altitudes en mètres.

En dehors de ce constructeur, la classe PanoramaParameters contient un accesseur public pour chacun des argument passés au constructeur, de même type et de même nom (observerPosition, observerElevation, etc.). De plus, elle offre un accesseur pour l'angle de vue vertical, que l'on peut considérer comme un paramètre dérivé car il se calcule en fonction d'autres paramètres, comme expliqué plus haut :

• double verticalFieldOfView(), qui retourne l'angle de vue vertical.

D'autre par, la classe PanoramaParameters offre des méthodes permettant de faire la correspondance entre les index des pixels et le système de coordonnées horizontales de l'observateur (azimut et élévation), correspondance illustrée à la figure 5 plus haut :

• double azimuthForX(double x), qui retourne l'azimut canonique correspondant à l'index de pixel horizontal x, ou lève l'exception IllegalArgumentException si celui-ci est inférieur à zéro, ou supérieur à la largeur moins un,
• double xForAzimuth(double a), qui retourne l'index de pixel horizontal correspondant à l'azimut donné, ou lève l'exception IllegalArgumentException si cet azimut n'appartient pas à la zone visible,
• double altitudeForY(double y), qui retourne l'élévation (nommée, malheureusement, altitude en anglais) correspondant à l'index de pixel vertical y, ou lève l'exception IllegalArgumentException si celui-ci est inférieur à zéro, ou supérieur à la hauteur moins un,
• double yForAltitude(double a), qui retourne l'index de pixel vertical correspondant à l'élévation donnée, ou lève l'exception IllegalArgumentException si celle-ci n'appartient pas à la zone visible.

Les index de pixels utilisés par ces méthodes sont de type double, ce qui permet de désigner des positions situées entre les pixels et est parfois utile. Les qualifier d'index est dès lors un abus de langage, mais il ne devrait pas nuire à la compréhension.

Finalement, la classe PanoramaParameters offre des méthodes qui ne sont visibles que dans son paquetage :

• boolean isValidSampleIndex(int x, int y), qui retourne vrai si et seulement si l'index passé est un index de pixel valide,
• int linearSampleIndex(int x, int y), qui retourne l'index linéaire du pixel d'index donné.

L'index linéaire est simplement un index à une dimension, qui vaut 0 pour le pixel d'index (0,0), 1 pour celui d'index (1,0), et ainsi de suite jusqu'au pixel en bas à droite de l'image, dont l'index est \((w-1, h-1)\) et l'index linéaire \(w\cdot h - 1\).

(Ces méthodes utilisent le mot sample au lieu de pixel pour des raisons qui deviendront claires plus tard, lors de l'introduction du suréchantillonnage.)

Comme d'habitude, nous ne vous fournissons pas de tests unitaires mais un fichier de vérification de noms contenu dans une archive Zip à importer dans votre projet.