src/Cockpit/wxradar.cxx

   1 // Wx Radar background texture
   2 //
   3 // Written by Harald JOHNSEN, started May 2005.
   4 // With major amendments by Vivian MEAZZA May 2007
   5 // Ported to OSG by Tim Moore Jun 2007
   6 //
   7 //
   8 // Copyright (C) 2005  Harald JOHNSEN
   9 //
  10 // This program is free software; you can redistribute it and/or
  11 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
  12 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  13 // License, or (at your option) any later version.
  14 //
  15 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  16 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  18 // General Public License for more details.
  19 //
  20 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  21 // along with this program; if not, write to the Free Software
  22 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  23 //
  24 //
  25
  26 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  27 #  include "config.h"
  28 #endif
  29
  30 #include <osg/Array>
  31 #include <osg/Geometry>
  32 #include <osg/Matrixf>
  33 #include <osg/PrimitiveSet>
  34 #include <osg/StateSet>
  35 #include <osg/Version>
  36 #include <osgDB/ReaderWriter>
  37 #include <osgDB/WriteFile>
  38
  39 #include <simgear/constants.h>
  40 #include <simgear/misc/sg_path.hxx>
  41 #include <simgear/scene/model/model.hxx>
  42 #include <simgear/structure/exception.hxx>
  43 #include <simgear/misc/sg_path.hxx>
  44 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  45
  46 #include <sstream>
  47 #include <iomanip>
  48
  49 using std::stringstream;
  50 using std::endl;
  51 using std::setprecision;
  52 using std::fixed;
  53 using std::setw;
  54 using std::setfill;
  55 using std::string;
  56
  57 #include <Main/fg_props.hxx>
  58 #include <Main/globals.hxx>
  59
  60 #include "panel.hxx" // for FGTextureManager
  61 #include "od_gauge.hxx"
  62 #include "wxradar.hxx"
  63
  64 #include <iostream>             // for cout, endl
  65
  66 using std::cout;
  67 using std::endl;
  68
  69 static const float UNIT = 1.0f / 8.0f;  // 8 symbols in a row/column in the texture
  70 static const char *DEFAULT_FONT = "typewriter.txf";
  71
  72 wxRadarBg::wxRadarBg(SGPropertyNode *node) :
  73     _name(node->getStringValue("name", "radar")),
  74     _num(node->getIntValue("number", 0)),
  75     _time(0.0),
  76     _interval(node->getDoubleValue("update-interval-sec", 1.0)),
  77     _elapsed_time(0),
  78     _persistance(0),
  79     _odg(0),
  80     _range_nm(0),
  81     _scale(0),
  82     _angle_offset(0),
  83     _view_heading(0),
  84     _x_offset(0),
  85     _y_offset(0),
  86     _radar_ref_rng(0),
  87     _lat(0),
  88     _lon(0),
  89     _antenna_ht(node->getDoubleValue("antenna-ht-ft", 0.0)),
  90     _resultTexture(0),
  91     _wxEcho(0),
  92     _font_size(0),
  93     _font_spacing(0)
  94 {
  95     string branch;
  96     branch = "/instrumentation/" + _name;
  97     _Instrument = fgGetNode(branch.c_str(), _num, true);
  98
  99     const char *tacan_source = node->getStringValue("tacan-source", "/instrumentation/tacan");
 100     _Tacan = fgGetNode(tacan_source, true);
 101
 102     _font_node = _Instrument->getNode("font", true);
 103
 104 #define INITFONT(p, val, type) if (!_font_node->hasValue(p)) _font_node->set##type##Value(p, val)
 105     INITFONT("name", DEFAULT_FONT, String);
 106     INITFONT("size", 8, Float);
 107     INITFONT("line-spacing", 0.25, Float);
 108     INITFONT("color/red", 0, Float);
 109     INITFONT("color/green", 0.8, Float);
 110     INITFONT("color/blue", 0, Float);
 111     INITFONT("color/alpha", 1, Float);
 112 #undef INITFONT
 113
 114     _font_node->addChangeListener(this, true);
 115 }
 116
 117
 118 wxRadarBg::~wxRadarBg ()
 119 {
 120     _font_node->removeChangeListener(this);
 121 }
 122
 123
 124 void
 125 wxRadarBg::init ()
 126 {
 127     _serviceable_node = _Instrument->getNode("serviceable", true);
 128     _sceneryLoaded = fgGetNode("/sim/sceneryloaded", true);
 129
 130     // texture name to use in 2D and 3D instruments
 131     _texture_path = _Instrument->getStringValue("radar-texture-path",
 132         "Aircraft/Instruments/Textures/od_wxradar.rgb");
 133     _resultTexture = FGTextureManager::createTexture(_texture_path.c_str(), false);
 134
 135     string path = _Instrument->getStringValue("echo-texture-path",
 136         "Aircraft/Instruments/Textures/wxecho.rgb");
 137     SGPath tpath = globals->resolve_aircraft_path(path);
 138
 139     // no mipmap or else alpha will mix with pixels on the border of shapes, ruining the effect
 140     _wxEcho = SGLoadTexture2D(tpath, NULL, false, false);
 141
 142
 143     _Instrument->setFloatValue("trk", 0.0);
 144     _Instrument->setFloatValue("tilt", 0.0);
 145     _Instrument->setStringValue("status", "");
 146     // those properties are used by a radar instrument of a MFD
 147     // input switch = OFF | TST | STBY | ON
 148     // input mode = WX | WXA | MAP
 149     // output status = STBY | TEST | WX | WXA | MAP | blank
 150     // input lightning = true | false
 151     // input TRK = +/- n degrees
 152     // input TILT = +/- n degree
 153     // input autotilt = true | false
 154     // input range = n nm (20/40/80)
 155     // input display-mode = arc | rose | map | plan
 156
 157     _odg = new FGODGauge;
 158     _odg->setSize(512);
 159
 160     _ai_enabled_node = fgGetNode("/sim/ai/enabled", true);
 161
 162     _user_lat_node = fgGetNode("/position/latitude-deg", true);
 163     _user_lon_node = fgGetNode("/position/longitude-deg", true);
 164     _user_alt_node = fgGetNode("/position/altitude-ft", true);
 165
 166     _user_speed_east_fps_node   = fgGetNode("/velocities/speed-east-fps", true);
 167     _user_speed_north_fps_node  = fgGetNode("/velocities/speed-north-fps", true);
 168
 169     _tacan_serviceable_node = _Tacan->getNode("serviceable", true);
 170     _tacan_distance_node    = _Tacan->getNode("indicated-distance-nm", true);
 171     _tacan_name_node        = _Tacan->getNode("name", true);
 172     _tacan_bearing_node     = _Tacan->getNode("indicated-bearing-true-deg", true);
 173     _tacan_in_range_node    = _Tacan->getNode("in-range", true);
 174
 175     _radar_mode_control_node = _Instrument->getNode("mode-control", true);
 176     _radar_coverage_node     = _Instrument->getNode("limit-deg", true);
 177     _radar_ref_rng_node      = _Instrument->getNode("reference-range-nm", true);
 178     _radar_hdg_marker_node   = _Instrument->getNode("heading-marker", true);
 179
 180     SGPropertyNode *n = _Instrument->getNode("display-controls", true);
 181     _radar_weather_node     = n->getNode("WX", true);
 182     _radar_position_node    = n->getNode("pos", true);
 183     _radar_data_node        = n->getNode("data", true);
 184     _radar_symbol_node      = n->getNode("symbol", true);
 185     _radar_centre_node      = n->getNode("centre", true);
 186     _radar_rotate_node      = n->getNode("rotate", true);
 187     _radar_tcas_node        = n->getNode("tcas", true);
 188     _radar_absalt_node      = n->getNode("abs-altitude", true);
 189
 190     _radar_centre_node->setBoolValue(false);
 191     if (!_radar_coverage_node->hasValue())
 192         _radar_coverage_node->setFloatValue(120);
 193     if (!_radar_ref_rng_node->hasValue())
 194         _radar_ref_rng_node->setDoubleValue(35);
 195     if (!_radar_hdg_marker_node->hasValue())
 196         _radar_hdg_marker_node->setBoolValue(true);
 197
 198     _x_offset = 0;
 199     _y_offset = 0;
 200
 201     // OSG geometry setup. The polygons for the radar returns will be
 202     // stored in a single Geometry. The geometry will have several
 203     // primitive sets so we can have different kinds of polys and
 204     // choose a different overall color for each set.
 205     _radarGeode = new osg::Geode;
 206     osg::StateSet *stateSet = _radarGeode->getOrCreateStateSet();
 207     stateSet->setTextureAttributeAndModes(0, _wxEcho.get());
 208     _geom = new osg::Geometry;
 209     _geom->setUseDisplayList(false);
 210     // Initially allocate space for 128 quads
 211     _vertices = new osg::Vec2Array;
 212     _vertices->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC);
 213     _vertices->reserve(128 * 4);
 214     _geom->setVertexArray(_vertices);
 215     _texCoords = new osg::Vec2Array;
 216     _texCoords->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC);
 217     _texCoords->reserve(128 * 4);
 218     _geom->setTexCoordArray(0, _texCoords);
 219     osg::Vec3Array *colors = new osg::Vec3Array;
 220     colors->push_back(osg::Vec3(1.0f, 1.0f, 1.0f)); // color of echos
 221     colors->push_back(osg::Vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f)); // arc mask
 222     colors->push_back(osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f)); // rest of mask
 223     _geom->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_PER_PRIMITIVE_SET);
 224     _geom->setColorArray(colors);
 225     osg::PrimitiveSet *pset = new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::QUADS);
 226     pset->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC);
 227     _geom->addPrimitiveSet(pset);
 228     pset = new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::QUADS);
 229     pset->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC);
 230     _geom->addPrimitiveSet(pset);
 231     pset = new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::TRIANGLES);
 232     pset->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC);
 233     _geom->addPrimitiveSet(pset);
 234     _geom->setInitialBound(osg::BoundingBox(osg::Vec3f(-256.0f, -256.0f, 0.0f),
 235         osg::Vec3f(256.0f, 256.0f, 0.0f)));
 236     _radarGeode->addDrawable(_geom);
 237     _odg->allocRT();
 238     // Texture in the 2D panel system
 239     FGTextureManager::addTexture(_texture_path.c_str(), _odg->getTexture());
 240
 241     _textGeode = new osg::Geode;
 242
 243     osg::Camera *camera = _odg->getCamera();
 244     camera->addChild(_radarGeode.get());
 245     camera->addChild(_textGeode.get());
 246
 247     updateFont();
 248     _time = 0.0;
 249 }
 250
 251 void wxRadarBg::shutdown()
 252 {
 253     delete _odg;
 254     _odg = NULL;
 255 }
 256
 257 // Local coordinates for each echo
 258 const osg::Vec3f echoCoords[4] = {
 259     osg::Vec3f(-.7f, -.7f, 0.0f), osg::Vec3f(.7f, -.7f, 0.0f),
 260     osg::Vec3f(.7f, .7f, 0.0f), osg::Vec3f(-.7f, .7f, 0.0f)
 261 };
 262
 263
 264 const osg::Vec2f echoTexCoords[4] = {
 265     osg::Vec2f(0.0f, 0.0f), osg::Vec2f(UNIT, 0.0f),
 266     osg::Vec2f(UNIT, UNIT), osg::Vec2f(0.0f, UNIT)
 267 };
 268
 269
 270 // helper
 271 static void
 272 addQuad(osg::Vec2Array *vertices, osg::Vec2Array *texCoords,
 273         const osg::Matrixf& transform, const osg::Vec2f& texBase)
 274 {
 275     for (int i = 0; i < 4; i++) {
 276         const osg::Vec3f coords = transform.preMult(echoCoords[i]);
 277         texCoords->push_back(texBase + echoTexCoords[i]);
 278         vertices->push_back(osg::Vec2f(coords.x(), coords.y()));
 279     }
 280 }
 281
 282
 283 // Rotate by a heading value
 284 static inline
 285 osg::Matrixf wxRotate(float angle)
 286 {
 287     return osg::Matrixf::rotate(angle, 0.0f, 0.0f, -1.0f);
 288 }
 289
 290
 291 void
 292 wxRadarBg::update (double delta_time_sec)
 293 {
 294     if (!_sceneryLoaded->getBoolValue())
 295         return;
 296
 297     if (!_odg || !_serviceable_node->getBoolValue()) {
 298         _Instrument->setStringValue("status", "");
 299         return;
 300     }
 301
 302     _time += delta_time_sec;
 303     if (_time < _interval)
 304         return;
 305
 306     _time -= _interval;
 307
 308     string mode = _Instrument->getStringValue("display-mode", "arc");
 309     if (mode == "map") {
 310         if (_display_mode != MAP) {
 311             _display_mode = MAP;
 312             center_map();
 313         }
 314     } else if (mode == "plan") {
 315         _display_mode = PLAN;}
 316     else if (mode == "bscan") {
 317         _display_mode = BSCAN;
 318     } else {
 319         _display_mode = ARC;
 320     }
 321
 322     string switchKnob = _Instrument->getStringValue("switch", "on");
 323     if (switchKnob == "off") {
 324         _Instrument->setStringValue("status", "");
 325     } else if (switchKnob == "stby") {
 326         _Instrument->setStringValue("status", "STBY");
 327     } else if (switchKnob == "tst") {
 328         _Instrument->setStringValue("status", "TST");
 329         // find something interesting to do...
 330     } else {
 331         float r = _Instrument->getFloatValue("range", 40.0);
 332         if (r != _range_nm) {
 333             center_map();
 334             _range_nm = r;
 335         }
 336
 337         _radar_ref_rng = _radar_ref_rng_node->getDoubleValue();
 338         _view_heading = fgGetDouble("/orientation/heading-deg") * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 339         _centerTrans.makeTranslate(0.0f, 0.0f, 0.0f);
 340
 341         _scale = 200.0 / _range_nm;
 342         _angle_offset = 0;
 343
 344         if (_display_mode == ARC) {
 345             _scale = 2*200.0f / _range_nm;
 346             _angle_offset = -_view_heading;
 347             _centerTrans.makeTranslate(0.0f, -200.0f, 0.0f);
 348
 349         } else if (_display_mode == MAP) {
 350             apply_map_offset();
 351
 352             bool centre = _radar_centre_node->getBoolValue();
 353             if (centre) {
 354                 center_map();
 355                 _radar_centre_node->setBoolValue(false);
 356             }
 357
 358             //SG_LOG(SG_INSTR, SG_DEBUG, "Radar: displacement "
 359             //        << _x_offset <<", "<<_y_offset
 360             //        << " user_speed_east_fps * SG_FPS_TO_KT "
 361             //        << user_speed_east_fps * SG_FPS_TO_KT
 362             //        << " user_speed_north_fps * SG_FPS_TO_KT "
 363             //        << user_speed_north_fps * SG_FPS_TO_KT
 364             //        << " dt " << delta_time_sec);
 365
 366             _centerTrans.makeTranslate(_x_offset, _y_offset, 0.0f);
 367
 368         } else if (_display_mode == PLAN) {
 369             if (_radar_rotate_node->getBoolValue()) {
 370                 _angle_offset = -_view_heading;
 371             }
 372         } else if (_display_mode == BSCAN) {
 373             _angle_offset = -_view_heading;
 374         } else {
 375             // rose
 376         }
 377
 378         _vertices->clear();
 379         _texCoords->clear();
 380         _textGeode->removeDrawables(0, _textGeode->getNumDrawables());
 381
 382 #if 0
 383         //TODO FIXME Mask below (only used for ARC mode) isn't properly aligned, i.e.
 384         // it assumes the a/c position at the center of the display - though it's somewhere at
 385         // bottom part for ARC mode.
 386         // The mask hadn't worked at all for a while (probably since the OSG port) due to
 387         // another bug (which is fixed now). Now, the mask is disabled completely until s.o.
 388         // adapted the coordinates below. And the mask is only really useful to limit displayed
 389         // weather blobs (not support yet).
 390         // Aircraft echos are already limited properly through wxradar's "limit-deg" property.
 391         {
 392             osg::DrawArrays *maskPSet
 393                 = static_cast<osg::DrawArrays*>(_geom->getPrimitiveSet(1));
 394             osg::DrawArrays *trimaskPSet
 395                 = static_cast<osg::DrawArrays*>(_geom->getPrimitiveSet(2));
 396
 397             if (_display_mode == ARC) {
 398                 // erase what is out of sight of antenna
 399                 /*
 400                 |\     /|
 401                 | \   / |
 402                 |  \ /  |
 403                 ---------
 404                 |       |
 405                 |       |
 406                 ---------
 407                 */
 408                 float xOffset = 256.0f;
 409                 float yOffset = 200.0f;
 410
 411                 int firstQuadVert = _vertices->size();
 412                 _texCoords->push_back(osg::Vec2f(0.5f, 0.25f));
 413                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(-xOffset, 0.0 + yOffset));
 414                 _texCoords->push_back(osg::Vec2f(1.0f, 0.25f));
 415                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(xOffset, 0.0 + yOffset));
 416                 _texCoords->push_back(osg::Vec2f(1.0f, 0.5f));
 417                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(xOffset, 256.0 + yOffset));
 418                 _texCoords->push_back(osg::Vec2f(0.5f, 0.5f));
 419                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(-xOffset, 256.0 + yOffset));
 420                 maskPSet->set(osg::PrimitiveSet::QUADS, firstQuadVert, 4);
 421                 firstQuadVert += 4;
 422
 423                 // The triangles aren't supposed to be textured, but there's
 424                 // no need to set up a different Geometry, switch modes,
 425                 // etc. I happen to know that there's a white pixel in the
 426                 // texture at 1.0, 0.0 :)
 427                 float centerY = tan(30 * SG_DEGREES_TO_RADIANS);
 428                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(0.0, 0.0));
 429                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(-256.0, 0.0));
 430                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(-256.0, 256.0 * centerY));
 431
 432                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(0.0, 0.0));
 433                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(256.0, 0.0));
 434                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(256.0, 256.0 * centerY));
 435
 436                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(-256, 0.0));
 437                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(256.0, 0.0));
 438                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(-256.0, -256.0));
 439
 440                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(256, 0.0));
 441                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(256.0, -256.0));
 442                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(-256.0, -256.0));
 443
 444                 const osg::Vec2f whiteSpot(1.0f, 0.0f);
 445                 for (int i = 0; i < 3 * 4; i++)
 446                     _texCoords->push_back(whiteSpot);
 447
 448                 trimaskPSet->set(osg::PrimitiveSet::TRIANGLES, firstQuadVert, 3 * 4);
 449
 450             } else
 451             {
 452                 maskPSet->set(osg::PrimitiveSet::QUADS, 0, 0);
 453                 trimaskPSet->set(osg::PrimitiveSet::TRIANGLES, 0, 0);
 454             }
 455
 456             maskPSet->dirty();
 457             trimaskPSet->dirty();
 458         }
 459 #endif
 460
 461         // remember index of next vertex
 462         int vIndex = _vertices->size();
 463
 464         update_weather();
 465
 466         osg::DrawArrays *quadPSet
 467             = static_cast<osg::DrawArrays*>(_geom->getPrimitiveSet(0));
 468
 469         update_aircraft();
 470         update_tacan();
 471         update_heading_marker();
 472
 473         // draw all new vertices are quads
 474         quadPSet->set(osg::PrimitiveSet::QUADS, vIndex, _vertices->size()-vIndex);
 475         quadPSet->dirty();
 476     }
 477 }
 478
 479
 480 void
 481 wxRadarBg::update_weather()
 482 {
 483     string modeButton = _Instrument->getStringValue("mode", "WX");
 484 // FIXME: implementation of radar echoes missing
 485 //    _radarEchoBuffer = *sgEnviro.get_radar_echo();
 486
 487     // pretend we have a scan angle bigger then the FOV
 488     // TODO:check real fov, enlarge if < nn, and do clipping if > mm
 489 //    const float fovFactor = 1.45f;
 490     _Instrument->setStringValue("status", modeButton.c_str());
 491
 492 // FIXME: implementation of radar echoes missing
 493 #if 0
 494     list_of_SGWxRadarEcho *radarEcho = &_radarEchoBuffer;
 495     list_of_SGWxRadarEcho::iterator iradarEcho, end = radarEcho->end();
 496     const float LWClevel[] = { 0.1f, 0.5f, 2.1f };
 497
 498     // draw the cloud radar echo
 499     bool drawClouds = _radar_weather_node->getBoolValue();
 500     if (drawClouds) {
 501
 502         // we do that in 3 passes, one for each color level
 503         // this is to 'merge' same colors together
 504         for (int level = 0; level <= 2; level++) {
 505             float col = level * UNIT;
 506
 507             for (iradarEcho = radarEcho->begin(); iradarEcho != end; ++iradarEcho) {
 508                 int cloudId = iradarEcho->cloudId;
 509                 bool upgrade = (cloudId >> 5) & 1;
 510                 float lwc = iradarEcho->LWC + (upgrade ? 1.0f : 0.0f);
 511
 512                 // skip ns
 513                 if (iradarEcho->LWC >= 0.5 && iradarEcho->LWC <= 0.6)
 514                     continue;
 515
 516                 if (iradarEcho->lightning || lwc < LWClevel[level])
 517                     continue;
 518
 519                 float radius = sqrt(iradarEcho->dist) * SG_METER_TO_NM * _scale;
 520                 float size = iradarEcho->radius * 2.0 * SG_METER_TO_NM * _scale;
 521
 522                 if (radius - size > 180)
 523                     continue;
 524
 525                 float angle = (iradarEcho->heading - _angle_offset) //* fovFactor
 526                     + 0.5 * SG_PI;
 527
 528                 // Rotate echo into position, and rotate echo to have
 529                 // a constant orientation towards the
 530                 // airplane. Compass headings increase in clockwise
 531                 // direction, while graphics rotations follow
 532                 // right-hand (counter-clockwise) rule.
 533                 const osg::Vec2f texBase(col, (UNIT * (float) (4 + (cloudId & 3))));
 534
 535                 osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 536                     * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 537                     * wxRotate(angle) * _centerTrans);
 538                 addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 539
 540                 //SG_LOG(SG_INSTR, SG_DEBUG, "Radar: drawing clouds"
 541                 //        << " ID=" << cloudId
 542                 //        << " x=" << x
 543                 //        << " y="<< y
 544                 //        << " radius=" << radius
 545                 //        << " view_heading=" << _view_heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 546                 //        << " heading=" << iradarEcho->heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 547                 //        << " angle=" << angle * SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 548             }
 549         }
 550     }
 551
 552     // draw lightning echos
 553     bool drawLightning = _Instrument->getBoolValue("lightning", true);
 554     if (drawLightning) {
 555         const osg::Vec2f texBase(3 * UNIT, 4 * UNIT);
 556
 557         for (iradarEcho = radarEcho->begin(); iradarEcho != end; ++iradarEcho) {
 558             if (!iradarEcho->lightning)
 559                 continue;
 560
 561             float size = UNIT * 0.5f;
 562             float radius = iradarEcho->dist * _scale;
 563             float angle = iradarEcho->heading * SG_DEGREES_TO_RADIANS
 564                 - _angle_offset;
 565
 566             osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 567                 * wxRotate(-angle)
 568                 * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 569                 * wxRotate(angle) * _centerTrans);
 570             addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 571         }
 572     }
 573 #endif
 574 }
 575
 576
 577 void
 578 wxRadarBg::update_data(const SGPropertyNode *ac, double altitude, double heading,
 579                        double radius, double bearing, bool selected)
 580 {
 581     osgText::Text *callsign = new osgText::Text;
 582     callsign->setFont(_font.get());
 583     callsign->setFontResolution(12, 12);
 584     callsign->setCharacterSize(_font_size);
 585     callsign->setColor(selected ? osg::Vec4(1, 1, 1, 1) : _font_color);
 586     osg::Matrixf m(wxRotate(-bearing)
 587         * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 588         * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 589
 590     osg::Vec3 pos = m.preMult(osg::Vec3(16, 16, 0));
 591     // cast to int's, otherwise text comes out ugly
 592     callsign->setPosition(osg::Vec3((int)pos.x(), (int)pos.y(), 0));
 593     callsign->setAlignment(osgText::Text::LEFT_BOTTOM_BASE_LINE);
 594     callsign->setLineSpacing(_font_spacing);
 595
 596     const char *identity = ac->getStringValue("transponder-id");
 597     if (!identity[0])
 598         identity = ac->getStringValue("callsign");
 599
 600     stringstream text;
 601     text << identity << endl
 602         << setprecision(0) << fixed
 603         << setw(3) << setfill('0') << heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES << "\xB0 "
 604         << setw(0) << altitude << "ft" << endl
 605         << ac->getDoubleValue("velocities/true-airspeed-kt") << "kts";
 606
 607     callsign->setText(text.str());
 608     _textGeode->addDrawable(callsign);
 609 }
 610
 611
 612 void
 613 wxRadarBg::update_aircraft()
 614 {
 615     double diff;
 616     double age_factor = 1.0;
 617     double test_rng;
 618     double test_brg;
 619     double range;
 620     double bearing;
 621     float echo_radius;
 622     double angle;
 623
 624     if (!ground_echoes.empty()){
 625         ground_echoes_iterator = ground_echoes.begin();
 626
 627         while(ground_echoes_iterator != ground_echoes.end()) {
 628             diff = _elapsed_time - (*ground_echoes_iterator)->elapsed_time;
 629
 630             if( diff > _persistance) {
 631                 ground_echoes.erase(ground_echoes_iterator++);
 632             } else {
 633 //                double test_brg = (*ground_echoes_iterator)->bearing;
 634 //                double bearing = test_brg * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 635 //                float angle = calcRelBearing(bearing, _view_heading);
 636                 double bumpinessFactor  = (*ground_echoes_iterator)->bumpiness;
 637                 float heading = fgGetDouble("/orientation/heading-deg");
 638                 if ( _display_mode == BSCAN ){
 639                     test_rng = (*ground_echoes_iterator)->elevation * 6;
 640                     test_brg = (*ground_echoes_iterator)->bearing;
 641                     angle = calcRelBearingDeg(test_brg, heading) * 6;
 642                     range = sqrt(test_rng * test_rng + angle * angle);
 643                     bearing = atan2(angle, test_rng);
 644                     //cout << "angle " << angle <<" bearing "
 645                     //    << bearing / SG_DEGREES_TO_RADIANS <<  endl;
 646                     echo_radius = (0.1 + (1.9 * bumpinessFactor)) * 240 * age_factor;
 647                 } else {
 648                     test_rng = (*ground_echoes_iterator)->range;
 649                     range = test_rng * SG_METER_TO_NM;
 650                     test_brg = (*ground_echoes_iterator)->bearing;
 651                     bearing = test_brg * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 652                     echo_radius = (0.1 + (1.9 * bumpinessFactor)) * 120 * age_factor;
 653                     bearing += _angle_offset;
 654                 }
 655
 656                 float radius = range * _scale;
 657                 //double heading = 90 * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 658                 //heading += _angle_offset;
 659
 660                 age_factor = 1;
 661
 662                 if (diff != 0)
 663                     age_factor = 1 - (0.5 * diff/_persistance);
 664
 665                 float size = echo_radius * UNIT;
 666
 667                 const osg::Vec2f texBase(3 * UNIT, 3 * UNIT);
 668                 osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 669                     * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 670                     * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 671                 addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 672
 673                 ++ground_echoes_iterator;
 674
 675                 //cout << "test bearing " << test_brg
 676                 //<< " test_rng " << test_rng * SG_METER_TO_NM
 677                 //<< " persistance " << _persistance
 678                 //<< endl;
 679             }
 680
 681         }
 682
 683     }
 684     if (!_ai_enabled_node->getBoolValue())
 685         return;
 686
 687     bool draw_tcas     = _radar_tcas_node->getBoolValue();
 688     bool draw_absolute = _radar_absalt_node->getBoolValue();
 689     bool draw_echoes   = _radar_position_node->getBoolValue();
 690     bool draw_symbols  = _radar_symbol_node->getBoolValue();
 691     bool draw_data     = _radar_data_node->getBoolValue();
 692     if (!draw_echoes && !draw_symbols && !draw_data)
 693         return;
 694
 695     double user_lat = _user_lat_node->getDoubleValue();
 696     double user_lon = _user_lon_node->getDoubleValue();
 697     double user_alt = _user_alt_node->getDoubleValue();
 698
 699     float limit = _radar_coverage_node->getFloatValue();
 700     if (limit > 180)
 701         limit = 180;
 702     else if (limit < 0)
 703         limit = 0;
 704     limit *= SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 705
 706     int selected_id = fgGetInt("/instrumentation/radar/selected-id", -1);
 707
 708     const SGPropertyNode *selected_ac = 0;
 709     const SGPropertyNode *ai = fgGetNode("/ai/models", true);
 710
 711     for (int i = ai->nChildren() - 1; i >= -1; i--) {
 712         const SGPropertyNode *model;
 713
 714         if (i < 0) { // last iteration: selected model
 715             model = selected_ac;
 716         } else {
 717             model = ai->getChild(i);
 718             if (!model->nChildren())
 719                 continue;
 720             if ((model->getIntValue("id") == selected_id)&&
 721                 (!draw_tcas)) {
 722                 selected_ac = model;  // save selected model for last iteration
 723                 continue;
 724             }
 725         }
 726         if (!model)
 727             continue;
 728
 729         double echo_radius, sigma;
 730         const string name = model->getName();
 731
 732         //cout << "name "<<name << endl;
 733         if (name == "aircraft" || name == "tanker")
 734             echo_radius = 1, sigma = 1;
 735         else if (name == "multiplayer" || name == "wingman" || name == "static")
 736             echo_radius = 1.5, sigma = 1;
 737         else if (name == "ship" || name == "carrier" || name == "escort" ||name == "storm")
 738             echo_radius = 1.5, sigma = 100;
 739         else if (name == "thermal")
 740             echo_radius = 2, sigma = 100;
 741         else if (name == "rocket")
 742             echo_radius = 0.1, sigma = 0.1;
 743         else if (name == "ballistic")
 744             echo_radius = 0.001, sigma = 0.001;
 745         else
 746             continue;
 747
 748         double lat = model->getDoubleValue("position/latitude-deg");
 749         double lon = model->getDoubleValue("position/longitude-deg");
 750         double alt = model->getDoubleValue("position/altitude-ft");
 751         double heading = model->getDoubleValue("orientation/true-heading-deg");
 752
 753         double range, bearing;
 754         calcRangeBearing(user_lat, user_lon, lat, lon, range, bearing);
 755         //cout << _antenna_ht << _interval<< endl;
 756         bool isVisible = withinRadarHorizon(user_alt, alt, range);
 757
 758         if (!isVisible)
 759             continue;
 760
 761         if (!inRadarRange(sigma, range))
 762             continue;
 763
 764         bearing *= SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 765         heading *= SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 766
 767         float radius = range * _scale;
 768         float angle = calcRelBearing(bearing, _view_heading);
 769
 770         if (angle > limit || angle < -limit)
 771             continue;
 772
 773         bearing += _angle_offset;
 774         heading += _angle_offset;
 775
 776         bool is_tcas_contact = false;
 777         if (draw_tcas)
 778         {
 779             is_tcas_contact = update_tcas(model,range,user_alt,alt,bearing,radius,draw_absolute);
 780         }
 781
 782         // pos mode
 783         if (draw_echoes && (!is_tcas_contact)) {
 784             float size = echo_radius * 120 * UNIT;
 785
 786             const osg::Vec2f texBase(3 * UNIT, 3 * UNIT);
 787             osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 788                 * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 789                 * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 790             addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 791         }
 792
 793         // data mode
 794         if (draw_symbols && (!draw_tcas)) {
 795             const osg::Vec2f texBase(0, 3 * UNIT);
 796             float size = 600 * UNIT;
 797             osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 798                 * wxRotate(heading - bearing)
 799                 * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 800                 * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 801             addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 802         }
 803
 804         if ((draw_data || i < 0)&&  // selected one (i == -1) is always drawn
 805             ((!draw_tcas)||(is_tcas_contact)||(draw_echoes)))
 806             update_data(model, alt, heading, radius, bearing, i < 0);
 807     }
 808 }
 809
 810 /** Update TCAS display.
 811  * Return true when processed as TCAS contact, false otherwise. */
 812 bool
 813 wxRadarBg::update_tcas(const SGPropertyNode *model,double range,double user_alt,double alt,
 814                        double bearing,double radius,bool absMode)
 815 {
 816     int threatLevel=0;
 817     {
 818         // update TCAS symbol
 819         osg::Vec2f texBase;
 820         threatLevel = model->getIntValue("tcas/threat-level",-1);
 821         if (threatLevel == -1)
 822         {
 823             // no TCAS information (i.e. no transponder) => not visible to TCAS
 824             return false;
 825         }
 826         int row = 7 - threatLevel;
 827         int col = 4;
 828         double vspeed = model->getDoubleValue("velocities/vertical-speed-fps");
 829         if (vspeed < -3.0) // descending
 830             col+=1;
 831         else
 832         if (vspeed > 3.0) // climbing
 833             col+=2;
 834         texBase = osg::Vec2f(col*UNIT,row * UNIT);
 835         float size = 200 * UNIT;
 836             osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 837                 * wxRotate(-bearing)
 838                 * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 839                 * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 840             addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 841     }
 842
 843     {
 844         // update TCAS data
 845         osgText::Text *altStr = new osgText::Text;
 846         altStr->setFont(_font.get());
 847         altStr->setFontResolution(12, 12);
 848         altStr->setCharacterSize(_font_size);
 849         altStr->setColor(_tcas_colors[threatLevel]);
 850         osg::Matrixf m(wxRotate(-bearing)
 851             * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 852             * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 853
 854         osg::Vec3 pos = m.preMult(osg::Vec3(16, 16, 0));
 855         // cast to int's, otherwise text comes out ugly
 856         altStr->setLineSpacing(_font_spacing);
 857
 858         stringstream text;
 859         altStr->setAlignment(osgText::Text::LEFT_CENTER);
 860         int altDif = (alt-user_alt+50)/100;
 861         char sign = 0;
 862         int dy=0;
 863         if (altDif>=0)
 864         {
 865             sign='+';
 866             dy=2;
 867         }
 868         else
 869         if (altDif<0)
 870         {
 871             sign='-';
 872             altDif = -altDif;
 873             dy=-30;
 874         }
 875         altStr->setPosition(osg::Vec3((int)pos.x()-30, (int)pos.y()+dy, 0));
 876         if (absMode)
 877         {
 878             // absolute altitude display
 879             text << setprecision(0) << fixed
 880                  << setw(3) << setfill('0') << alt/100 << endl;
 881         }
 882         else // relative altitude display
 883         if (sign)
 884         {
 885             text << sign
 886                  << setprecision(0) << fixed
 887                  << setw(2) << setfill('0') << altDif << endl;
 888         }
 889
 890         altStr->setText(text.str());
 891         _textGeode->addDrawable(altStr);
 892     }
 893
 894     return true;
 895 }
 896
 897 void
 898 wxRadarBg::update_tacan()
 899 {
 900     // draw TACAN symbol
 901     int mode = _radar_mode_control_node->getIntValue();
 902     bool inRange = _tacan_in_range_node->getBoolValue();
 903
 904     if (mode != 1 || !inRange)
 905         return;
 906
 907     float size = 600 * UNIT;
 908     float radius = _tacan_distance_node->getFloatValue() * _scale;
 909     float angle = _tacan_bearing_node->getFloatValue() * SG_DEGREES_TO_RADIANS
 910         + _angle_offset;
 911
 912     const osg::Vec2f texBase(1 * UNIT, 3 * UNIT);
 913     osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 914         * wxRotate(-angle)
 915         * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 916         * wxRotate(angle) * _centerTrans);
 917     addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 918
 919     //SG_LOG(SG_INSTR, SG_DEBUG, "Radar:     drawing TACAN"
 920     //        << " dist=" << radius
 921     //        << " view_heading=" << _view_heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 922     //        << " bearing=" << angle * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 923     //        << " x=" << x << " y="<< y
 924     //        << " size=" << size);
 925 }
 926
 927
 928 void
 929 wxRadarBg::update_heading_marker()
 930 {
 931     if (!_radar_hdg_marker_node->getBoolValue())
 932         return;
 933
 934     const osg::Vec2f texBase(2 * UNIT, 3 * UNIT);
 935     float size = 600 * UNIT;
 936     osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 937         * wxRotate(_view_heading + _angle_offset));
 938
 939     m *= _centerTrans;
 940     addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 941
 942     //SG_LOG(SG_INSTR, SG_DEBUG, "Radar:   drawing heading marker"
 943     //        << " x,y " << x <<","<< y
 944     //        << " dist" << dist
 945     //        << " view_heading" << _view_heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 946     //        << " heading " << iradarEcho->heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 947     //        << " angle " << angle * SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 948 }
 949
 950
 951 void
 952 wxRadarBg::center_map()
 953 {
 954     _lat = _user_lat_node->getDoubleValue();
 955     _lon = _user_lon_node->getDoubleValue();
 956     _x_offset = _y_offset = 0;
 957 }
 958
 959
 960 void
 961 wxRadarBg::apply_map_offset()
 962 {
 963     double lat = _user_lat_node->getDoubleValue();
 964     double lon = _user_lon_node->getDoubleValue();
 965     double bearing, distance, az2;
 966     geo_inverse_wgs_84(_lat, _lon, lat, lon, &bearing, &az2, &distance);
 967     distance *= SG_METER_TO_NM * _scale;
 968     bearing *= SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 969     _x_offset += sin(bearing) * distance;
 970     _y_offset += cos(bearing) * distance;
 971     _lat = lat;
 972     _lon = lon;
 973 }
 974
 975
 976 bool
 977 wxRadarBg::withinRadarHorizon(double user_alt, double alt, double range_nm)
 978 {
 979     // Radar Horizon  = 1.23(ht^1/2 + hr^1/2),
 980     //don't allow negative altitudes (an approximation - yes altitudes can be negative)
 981     // Allow antenna ht to be set, but only on ground
 982     _antenna_ht = _Instrument->getDoubleValue("antenna-ht-ft");
 983
 984     if (user_alt <= 0)
 985         user_alt = _antenna_ht;
 986
 987     if (alt <= 0)
 988         alt = 0; // to allow some vertical extent of target
 989
 990     double radarhorizon = 1.23 * (sqrt(alt) + sqrt(user_alt));
 991 //    SG_LOG(SG_INSTR, SG_ALERT, "Radar: radar horizon " << radarhorizon);
 992     return radarhorizon >= range_nm;
 993 }
 994
 995
 996 bool
 997 wxRadarBg::inRadarRange(double sigma, double range_nm)
 998 {
 999     //The Radar Equation:
1000     //
1001     // MaxRange^4 = (TxPower * AntGain^2 * lambda^2 * sigma)/((constant) * MDS)
1002     //
1003     // Where (constant) = (4*pi)3 and MDS is the Minimum Detectable Signal power.
1004     //
1005     // For a given radar we can assume that the only variable is sigma,
1006     // the target radar cross section.
1007     //
1008     // Here, we will use a normalised rcs (sigma) for a standard taget and assume that this
1009     // will provide a maximum range of 35nm;
1010     //
1011     // TODO - make the maximum range adjustable at runtime
1012
1013     double constant = _radar_ref_rng;
1014
1015     if (constant <= 0)
1016         constant = 35;
1017
1018     double maxrange = constant * pow(sigma, 0.25);
1019     //SG_LOG(SG_INSTR, SG_DEBUG, "Radar: max range " << maxrange);
1020     return maxrange >= range_nm;
1021 }
1022
1023
1024 void
1025 wxRadarBg::calcRangeBearing(double lat, double lon, double lat2, double lon2,
1026                             double &range, double &bearing) const
1027 {
1028     // calculate the bearing and range of the second pos from the first
1029     double az2, distance;
1030     geo_inverse_wgs_84(lat, lon, lat2, lon2, &bearing, &az2, &distance);
1031     range = distance *= SG_METER_TO_NM;
1032 }
1033
1034
1035 float
1036 wxRadarBg::calcRelBearing(float bearing, float heading)
1037 {
1038     float angle = bearing - heading;
1039
1040     if (angle >= SG_PI)
1041         angle -= 2.0 * SG_PI;
1042
1043     if (angle < -SG_PI)
1044         angle += 2.0 * SG_PI;
1045
1046     return angle;
1047 }
1048
1049 float
1050 wxRadarBg::calcRelBearingDeg(float bearing, float heading)
1051 {
1052     float angle = bearing - heading;
1053
1054     if (angle >= 180)
1055         return angle -= 360;
1056
1057     if (angle < -180)
1058         return angle += 360;
1059
1060     return angle;
1061 }
1062
1063
1064 void
1065 wxRadarBg::updateFont()
1066 {
1067     float red = _font_node->getFloatValue("color/red");
1068     float green = _font_node->getFloatValue("color/green");
1069     float blue = _font_node->getFloatValue("color/blue");
1070     float alpha = _font_node->getFloatValue("color/alpha");
1071     _font_color.set(red, green, blue, alpha);
1072
1073     _font_size = _font_node->getFloatValue("size");
1074     _font_spacing = _font_size * _font_node->getFloatValue("line-spacing");
1075     string path = _font_node->getStringValue("name", DEFAULT_FONT);
1076
1077     SGPath tpath;
1078     if (path[0] != '/') {
1079         tpath = globals->get_fg_root();
1080         tpath.append("Fonts");
1081         tpath.append(path);
1082     } else {
1083         tpath = path;
1084     }
1085
1086     osg::ref_ptr<osgDB::ReaderWriter::Options> fontOptions = new osgDB::ReaderWriter::Options("monochrome");
1087     osg::ref_ptr<osgText::Font> font = osgText::readFontFile(tpath.c_str(), fontOptions.get());
1088
1089     if (font != 0) {
1090         _font = font;
1091         _font->setMinFilterHint(osg::Texture::NEAREST);
1092         _font->setMagFilterHint(osg::Texture::NEAREST);
1093         _font->setGlyphImageMargin(0);
1094         _font->setGlyphImageMarginRatio(0);
1095     }
1096
1097     for (int i=0;i<4;i++)
1098     {
1099         const float defaultColors[4][3] = {{0,1,1},{0,1,1},{1,0.5,0},{1,0,0}};
1100         SGPropertyNode_ptr color_node = _font_node->getNode("tcas/color",i,true);
1101         float red   = color_node->getFloatValue("red",defaultColors[i][0]);
1102         float green = color_node->getFloatValue("green",defaultColors[i][1]);
1103         float blue  = color_node->getFloatValue("blue",defaultColors[i][2]);
1104         float alpha = color_node->getFloatValue("alpha",1);
1105         _tcas_colors[i]=osg::Vec4(red, green, blue, alpha);
1106     }
1107 }
1108
1109 void
1110 wxRadarBg::valueChanged(SGPropertyNode*)
1111 {
1112     updateFont();
1113     _time = _interval;
1114 }
1115