src/Instrumentation/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 #include <Cockpit/panel.hxx>
  60
  61 #include "instrument_mgr.hxx"
  62 #include "od_gauge.hxx"
  63 #include "wxradar.hxx"
  64
  65 #include <iostream>             // for cout, endl
  66
  67 using std::cout;
  68 using std::endl;
  69
  70 static const float UNIT = 1.0f / 8.0f;  // 8 symbols in a row/column in the texture
  71 static const char *DEFAULT_FONT = "typewriter.txf";
  72
  73 wxRadarBg::wxRadarBg(SGPropertyNode *node) :
  74     _name(node->getStringValue("name", "radar")),
  75     _num(node->getIntValue("number", 0)),
  76     _time(0.0),
  77     _interval(node->getDoubleValue("update-interval-sec", 1.0)),
  78     _elapsed_time(0),
  79     _persistance(0),
  80     _sim_init_done(false),
  81     _odg(0),
  82     _range_nm(0),
  83     _scale(0),
  84     _angle_offset(0),
  85     _view_heading(0),
  86     _x_offset(0),
  87     _y_offset(0),
  88     _radar_ref_rng(0),
  89     _lat(0),
  90     _lon(0),
  91     _antenna_ht(node->getDoubleValue("antenna-ht-ft", 0.0)),
  92     _resultTexture(0),
  93     _wxEcho(0),
  94     _font_size(0),
  95     _font_spacing(0)
  96 {
  97     string branch;
  98     branch = "/instrumentation/" + _name;
  99     _Instrument = fgGetNode(branch.c_str(), _num, true);
 100
 101     const char *tacan_source = node->getStringValue("tacan-source", "/instrumentation/tacan");
 102     _Tacan = fgGetNode(tacan_source, true);
 103
 104     _font_node = _Instrument->getNode("font", true);
 105
 106 #define INITFONT(p, val, type) if (!_font_node->hasValue(p)) _font_node->set##type##Value(p, val)
 107     INITFONT("name", DEFAULT_FONT, String);
 108     INITFONT("size", 8, Float);
 109     INITFONT("line-spacing", 0.25, Float);
 110     INITFONT("color/red", 0, Float);
 111     INITFONT("color/green", 0.8, Float);
 112     INITFONT("color/blue", 0, Float);
 113     INITFONT("color/alpha", 1, Float);
 114 #undef INITFONT
 115
 116     _font_node->addChangeListener(this, true);
 117 }
 118
 119
 120 wxRadarBg::~wxRadarBg ()
 121 {
 122     _font_node->removeChangeListener(this);
 123 }
 124
 125
 126 void
 127 wxRadarBg::init ()
 128 {
 129     _serviceable_node = _Instrument->getNode("serviceable", true);
 130
 131     // texture name to use in 2D and 3D instruments
 132     _texture_path = _Instrument->getStringValue("radar-texture-path",
 133         "Aircraft/Instruments/Textures/od_wxradar.rgb");
 134     _resultTexture = FGTextureManager::createTexture(_texture_path.c_str(), false);
 135
 136     string path = _Instrument->getStringValue("echo-texture-path",
 137         "Aircraft/Instruments/Textures/wxecho.rgb");
 138     SGPath tpath = globals->resolve_aircraft_path(path);
 139
 140     // no mipmap or else alpha will mix with pixels on the border of shapes, ruining the effect
 141     _wxEcho = SGLoadTexture2D(tpath, NULL, false, false);
 142
 143
 144     _Instrument->setFloatValue("trk", 0.0);
 145     _Instrument->setFloatValue("tilt", 0.0);
 146     _Instrument->setStringValue("status", "");
 147     // those properties are used by a radar instrument of a MFD
 148     // input switch = OFF | TST | STBY | ON
 149     // input mode = WX | WXA | MAP
 150     // output status = STBY | TEST | WX | WXA | MAP | blank
 151     // input lightning = true | false
 152     // input TRK = +/- n degrees
 153     // input TILT = +/- n degree
 154     // input autotilt = true | false
 155     // input range = n nm (20/40/80)
 156     // input display-mode = arc | rose | map | plan
 157
 158     FGInstrumentMgr *imgr = (FGInstrumentMgr *)globals->get_subsystem("instrumentation");
 159     _odg = (FGODGauge *)imgr->get_subsystem("od_gauge");
 160     _odg->setSize(512);
 161
 162     _ai_enabled_node = fgGetNode("/sim/ai/enabled", true);
 163
 164     _user_lat_node = fgGetNode("/position/latitude-deg", true);
 165     _user_lon_node = fgGetNode("/position/longitude-deg", true);
 166     _user_alt_node = fgGetNode("/position/altitude-ft", true);
 167
 168     _user_speed_east_fps_node   = fgGetNode("/velocities/speed-east-fps", true);
 169     _user_speed_north_fps_node  = fgGetNode("/velocities/speed-north-fps", true);
 170
 171     _tacan_serviceable_node = _Tacan->getNode("serviceable", true);
 172     _tacan_distance_node    = _Tacan->getNode("indicated-distance-nm", true);
 173     _tacan_name_node        = _Tacan->getNode("name", true);
 174     _tacan_bearing_node     = _Tacan->getNode("indicated-bearing-true-deg", true);
 175     _tacan_in_range_node    = _Tacan->getNode("in-range", true);
 176
 177     _radar_mode_control_node = _Instrument->getNode("mode-control", true);
 178     _radar_coverage_node     = _Instrument->getNode("limit-deg", true);
 179     _radar_ref_rng_node      = _Instrument->getNode("reference-range-nm", true);
 180     _radar_hdg_marker_node   = _Instrument->getNode("heading-marker", true);
 181
 182     SGPropertyNode *n = _Instrument->getNode("display-controls", true);
 183     _radar_weather_node     = n->getNode("WX", true);
 184     _radar_position_node    = n->getNode("pos", true);
 185     _radar_data_node        = n->getNode("data", true);
 186     _radar_symbol_node      = n->getNode("symbol", true);
 187     _radar_centre_node      = n->getNode("centre", true);
 188     _radar_rotate_node      = n->getNode("rotate", true);
 189     _radar_tcas_node        = n->getNode("tcas", true);
 190     _radar_absalt_node      = n->getNode("abs-altitude", true);
 191
 192     _radar_centre_node->setBoolValue(false);
 193     if (!_radar_coverage_node->hasValue())
 194         _radar_coverage_node->setFloatValue(120);
 195     if (!_radar_ref_rng_node->hasValue())
 196         _radar_ref_rng_node->setDoubleValue(35);
 197     if (!_radar_hdg_marker_node->hasValue())
 198         _radar_hdg_marker_node->setBoolValue(true);
 199
 200     _x_offset = 0;
 201     _y_offset = 0;
 202
 203     // OSG geometry setup. The polygons for the radar returns will be
 204     // stored in a single Geometry. The geometry will have several
 205     // primitive sets so we can have different kinds of polys and
 206     // choose a different overall color for each set.
 207     _radarGeode = new osg::Geode;
 208     osg::StateSet *stateSet = _radarGeode->getOrCreateStateSet();
 209     stateSet->setTextureAttributeAndModes(0, _wxEcho.get());
 210     _geom = new osg::Geometry;
 211     _geom->setUseDisplayList(false);
 212     // Initially allocate space for 128 quads
 213     _vertices = new osg::Vec2Array;
 214     _vertices->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC);
 215     _vertices->reserve(128 * 4);
 216     _geom->setVertexArray(_vertices);
 217     _texCoords = new osg::Vec2Array;
 218     _texCoords->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC);
 219     _texCoords->reserve(128 * 4);
 220     _geom->setTexCoordArray(0, _texCoords);
 221     osg::Vec3Array *colors = new osg::Vec3Array;
 222     colors->push_back(osg::Vec3(1.0f, 1.0f, 1.0f)); // color of echos
 223     colors->push_back(osg::Vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f)); // arc mask
 224     colors->push_back(osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f)); // rest of mask
 225     _geom->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_PER_PRIMITIVE_SET);
 226     _geom->setColorArray(colors);
 227     osg::PrimitiveSet *pset = new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::QUADS);
 228     pset->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC);
 229     _geom->addPrimitiveSet(pset);
 230     pset = new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::QUADS);
 231     pset->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC);
 232     _geom->addPrimitiveSet(pset);
 233     pset = new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::TRIANGLES);
 234     pset->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC);
 235     _geom->addPrimitiveSet(pset);
 236     _geom->setInitialBound(osg::BoundingBox(osg::Vec3f(-256.0f, -256.0f, 0.0f),
 237         osg::Vec3f(256.0f, 256.0f, 0.0f)));
 238     _radarGeode->addDrawable(_geom);
 239     _odg->allocRT();
 240     // Texture in the 2D panel system
 241     FGTextureManager::addTexture(_texture_path.c_str(), _odg->getTexture());
 242
 243     _textGeode = new osg::Geode;
 244
 245     osg::Camera *camera = _odg->getCamera();
 246     camera->addChild(_radarGeode.get());
 247     camera->addChild(_textGeode.get());
 248
 249     updateFont();
 250 }
 251
 252
 253 // Local coordinates for each echo
 254 const osg::Vec3f echoCoords[4] = {
 255     osg::Vec3f(-.7f, -.7f, 0.0f), osg::Vec3f(.7f, -.7f, 0.0f),
 256     osg::Vec3f(.7f, .7f, 0.0f), osg::Vec3f(-.7f, .7f, 0.0f)
 257 };
 258
 259
 260 const osg::Vec2f echoTexCoords[4] = {
 261     osg::Vec2f(0.0f, 0.0f), osg::Vec2f(UNIT, 0.0f),
 262     osg::Vec2f(UNIT, UNIT), osg::Vec2f(0.0f, UNIT)
 263 };
 264
 265
 266 // helper
 267 static void
 268 addQuad(osg::Vec2Array *vertices, osg::Vec2Array *texCoords,
 269         const osg::Matrixf& transform, const osg::Vec2f& texBase)
 270 {
 271     for (int i = 0; i < 4; i++) {
 272         const osg::Vec3f coords = transform.preMult(echoCoords[i]);
 273         texCoords->push_back(texBase + echoTexCoords[i]);
 274         vertices->push_back(osg::Vec2f(coords.x(), coords.y()));
 275     }
 276 }
 277
 278
 279 // Rotate by a heading value
 280 static inline
 281 osg::Matrixf wxRotate(float angle)
 282 {
 283     return osg::Matrixf::rotate(angle, 0.0f, 0.0f, -1.0f);
 284 }
 285
 286
 287 void
 288 wxRadarBg::update (double delta_time_sec)
 289 {
 290     if (!_sim_init_done) {
 291         if (!fgGetBool("sim/sceneryloaded", false))
 292             return;
 293
 294         _sim_init_done = true;
 295     }
 296     if (!_odg || !_serviceable_node->getBoolValue()) {
 297         _Instrument->setStringValue("status", "");
 298         return;
 299     }
 300     _time += delta_time_sec;
 301     if (_time < _interval){
 302 //        cout << "WXradar update too soon " << _time << endl;
 303         return;
 304     }
 305 //        cout << "WXradar updating" << _time<< endl;
 306
 307     _time = 0.0;
 308
 309     string mode = _Instrument->getStringValue("display-mode", "arc");
 310     if (mode == "map") {
 311         if (_display_mode != MAP) {
 312             _display_mode = MAP;
 313             center_map();
 314         }
 315     } else if (mode == "plan") {
 316         _display_mode = PLAN;}
 317     else if (mode == "bscan") {
 318         _display_mode = BSCAN;
 319     } else {
 320         _display_mode = ARC;
 321     }
 322
 323     string switchKnob = _Instrument->getStringValue("switch", "on");
 324     if (switchKnob == "off") {
 325         _Instrument->setStringValue("status", "");
 326     } else if (switchKnob == "stby") {
 327         _Instrument->setStringValue("status", "STBY");
 328     } else if (switchKnob == "tst") {
 329         _Instrument->setStringValue("status", "TST");
 330         // find something interesting to do...
 331     } else {
 332         float r = _Instrument->getFloatValue("range", 40.0);
 333         if (r != _range_nm) {
 334             center_map();
 335             _range_nm = r;
 336         }
 337
 338         _radar_ref_rng = _radar_ref_rng_node->getDoubleValue();
 339         _view_heading = fgGetDouble("/orientation/heading-deg") * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 340         _centerTrans.makeTranslate(0.0f, 0.0f, 0.0f);
 341
 342         _scale = 200.0 / _range_nm;
 343         _angle_offset = 0;
 344
 345         if (_display_mode == ARC) {
 346             _scale = 2*200.0f / _range_nm;
 347             _angle_offset = -_view_heading;
 348             _centerTrans.makeTranslate(0.0f, -200.0f, 0.0f);
 349
 350         } else if (_display_mode == MAP) {
 351             apply_map_offset();
 352
 353             bool centre = _radar_centre_node->getBoolValue();
 354             if (centre) {
 355                 center_map();
 356                 _radar_centre_node->setBoolValue(false);
 357             }
 358
 359             //SG_LOG(SG_INSTR, SG_DEBUG, "Radar: displacement "
 360             //        << _x_offset <<", "<<_y_offset
 361             //        << " user_speed_east_fps * SG_FPS_TO_KT "
 362             //        << user_speed_east_fps * SG_FPS_TO_KT
 363             //        << " user_speed_north_fps * SG_FPS_TO_KT "
 364             //        << user_speed_north_fps * SG_FPS_TO_KT
 365             //        << " dt " << delta_time_sec);
 366
 367             _centerTrans.makeTranslate(_x_offset, _y_offset, 0.0f);
 368
 369         } else if (_display_mode == PLAN) {
 370             if (_radar_rotate_node->getBoolValue()) {
 371                 _angle_offset = -_view_heading;
 372             }
 373         } else if (_display_mode == BSCAN) {
 374             _angle_offset = -_view_heading;
 375         } else {
 376             // rose
 377         }
 378
 379         _vertices->clear();
 380         _texCoords->clear();
 381         _textGeode->removeDrawables(0, _textGeode->getNumDrawables());
 382
 383 #if 0
 384         //TODO FIXME Mask below (only used for ARC mode) isn't properly aligned, i.e.
 385         // it assumes the a/c position at the center of the display - though it's somewhere at
 386         // bottom part for ARC mode.
 387         // The mask hadn't worked at all for a while (probably since the OSG port) due to
 388         // another bug (which is fixed now). Now, the mask is disabled completely until s.o.
 389         // adapted the coordinates below. And the mask is only really useful to limit displayed
 390         // weather blobs (not support yet).
 391         // Aircraft echos are already limited properly through wxradar's "limit-deg" property.
 392         {
 393             osg::DrawArrays *maskPSet
 394                 = static_cast<osg::DrawArrays*>(_geom->getPrimitiveSet(1));
 395             osg::DrawArrays *trimaskPSet
 396                 = static_cast<osg::DrawArrays*>(_geom->getPrimitiveSet(2));
 397
 398             if (_display_mode == ARC) {
 399                 // erase what is out of sight of antenna
 400                 /*
 401                 |\     /|
 402                 | \   / |
 403                 |  \ /  |
 404                 ---------
 405                 |       |
 406                 |       |
 407                 ---------
 408                 */
 409                 float xOffset = 256.0f;
 410                 float yOffset = 200.0f;
 411
 412                 int firstQuadVert = _vertices->size();
 413                 _texCoords->push_back(osg::Vec2f(0.5f, 0.25f));
 414                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(-xOffset, 0.0 + yOffset));
 415                 _texCoords->push_back(osg::Vec2f(1.0f, 0.25f));
 416                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(xOffset, 0.0 + yOffset));
 417                 _texCoords->push_back(osg::Vec2f(1.0f, 0.5f));
 418                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(xOffset, 256.0 + yOffset));
 419                 _texCoords->push_back(osg::Vec2f(0.5f, 0.5f));
 420                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(-xOffset, 256.0 + yOffset));
 421                 maskPSet->set(osg::PrimitiveSet::QUADS, firstQuadVert, 4);
 422                 firstQuadVert += 4;
 423
 424                 // The triangles aren't supposed to be textured, but there's
 425                 // no need to set up a different Geometry, switch modes,
 426                 // etc. I happen to know that there's a white pixel in the
 427                 // texture at 1.0, 0.0 :)
 428                 float centerY = tan(30 * SG_DEGREES_TO_RADIANS);
 429                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(0.0, 0.0));
 430                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(-256.0, 0.0));
 431                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(-256.0, 256.0 * centerY));
 432
 433                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(0.0, 0.0));
 434                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(256.0, 0.0));
 435                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(256.0, 256.0 * centerY));
 436
 437                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(-256, 0.0));
 438                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(256.0, 0.0));
 439                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(-256.0, -256.0));
 440
 441                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(256, 0.0));
 442                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(256.0, -256.0));
 443                 _vertices->push_back(osg::Vec2f(-256.0, -256.0));
 444
 445                 const osg::Vec2f whiteSpot(1.0f, 0.0f);
 446                 for (int i = 0; i < 3 * 4; i++)
 447                     _texCoords->push_back(whiteSpot);
 448
 449                 trimaskPSet->set(osg::PrimitiveSet::TRIANGLES, firstQuadVert, 3 * 4);
 450
 451             } else
 452             {
 453                 maskPSet->set(osg::PrimitiveSet::QUADS, 0, 0);
 454                 trimaskPSet->set(osg::PrimitiveSet::TRIANGLES, 0, 0);
 455             }
 456
 457             maskPSet->dirty();
 458             trimaskPSet->dirty();
 459         }
 460 #endif
 461
 462         // remember index of next vertex
 463         int vIndex = _vertices->size();
 464
 465         update_weather();
 466
 467         osg::DrawArrays *quadPSet
 468             = static_cast<osg::DrawArrays*>(_geom->getPrimitiveSet(0));
 469
 470         update_aircraft();
 471         update_tacan();
 472         update_heading_marker();
 473
 474         // draw all new vertices are quads
 475         quadPSet->set(osg::PrimitiveSet::QUADS, vIndex, _vertices->size()-vIndex);
 476         quadPSet->dirty();
 477     }
 478 }
 479
 480
 481 void
 482 wxRadarBg::update_weather()
 483 {
 484     string modeButton = _Instrument->getStringValue("mode", "WX");
 485 // FIXME: implementation of radar echoes missing
 486 //    _radarEchoBuffer = *sgEnviro.get_radar_echo();
 487
 488     // pretend we have a scan angle bigger then the FOV
 489     // TODO:check real fov, enlarge if < nn, and do clipping if > mm
 490 //    const float fovFactor = 1.45f;
 491     _Instrument->setStringValue("status", modeButton.c_str());
 492
 493 // FIXME: implementation of radar echoes missing
 494 #if 0
 495     list_of_SGWxRadarEcho *radarEcho = &_radarEchoBuffer;
 496     list_of_SGWxRadarEcho::iterator iradarEcho, end = radarEcho->end();
 497     const float LWClevel[] = { 0.1f, 0.5f, 2.1f };
 498
 499     // draw the cloud radar echo
 500     bool drawClouds = _radar_weather_node->getBoolValue();
 501     if (drawClouds) {
 502
 503         // we do that in 3 passes, one for each color level
 504         // this is to 'merge' same colors together
 505         for (int level = 0; level <= 2; level++) {
 506             float col = level * UNIT;
 507
 508             for (iradarEcho = radarEcho->begin(); iradarEcho != end; ++iradarEcho) {
 509                 int cloudId = iradarEcho->cloudId;
 510                 bool upgrade = (cloudId >> 5) & 1;
 511                 float lwc = iradarEcho->LWC + (upgrade ? 1.0f : 0.0f);
 512
 513                 // skip ns
 514                 if (iradarEcho->LWC >= 0.5 && iradarEcho->LWC <= 0.6)
 515                     continue;
 516
 517                 if (iradarEcho->lightning || lwc < LWClevel[level])
 518                     continue;
 519
 520                 float radius = sqrt(iradarEcho->dist) * SG_METER_TO_NM * _scale;
 521                 float size = iradarEcho->radius * 2.0 * SG_METER_TO_NM * _scale;
 522
 523                 if (radius - size > 180)
 524                     continue;
 525
 526                 float angle = (iradarEcho->heading - _angle_offset) //* fovFactor
 527                     + 0.5 * SG_PI;
 528
 529                 // Rotate echo into position, and rotate echo to have
 530                 // a constant orientation towards the
 531                 // airplane. Compass headings increase in clockwise
 532                 // direction, while graphics rotations follow
 533                 // right-hand (counter-clockwise) rule.
 534                 const osg::Vec2f texBase(col, (UNIT * (float) (4 + (cloudId & 3))));
 535
 536                 osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 537                     * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 538                     * wxRotate(angle) * _centerTrans);
 539                 addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 540
 541                 //SG_LOG(SG_INSTR, SG_DEBUG, "Radar: drawing clouds"
 542                 //        << " ID=" << cloudId
 543                 //        << " x=" << x
 544                 //        << " y="<< y
 545                 //        << " radius=" << radius
 546                 //        << " view_heading=" << _view_heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 547                 //        << " heading=" << iradarEcho->heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 548                 //        << " angle=" << angle * SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 549             }
 550         }
 551     }
 552
 553     // draw lightning echos
 554     bool drawLightning = _Instrument->getBoolValue("lightning", true);
 555     if (drawLightning) {
 556         const osg::Vec2f texBase(3 * UNIT, 4 * UNIT);
 557
 558         for (iradarEcho = radarEcho->begin(); iradarEcho != end; ++iradarEcho) {
 559             if (!iradarEcho->lightning)
 560                 continue;
 561
 562             float size = UNIT * 0.5f;
 563             float radius = iradarEcho->dist * _scale;
 564             float angle = iradarEcho->heading * SG_DEGREES_TO_RADIANS
 565                 - _angle_offset;
 566
 567             osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 568                 * wxRotate(-angle)
 569                 * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 570                 * wxRotate(angle) * _centerTrans);
 571             addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 572         }
 573     }
 574 #endif
 575 }
 576
 577
 578 void
 579 wxRadarBg::update_data(const SGPropertyNode *ac, double altitude, double heading,
 580                        double radius, double bearing, bool selected)
 581 {
 582     osgText::Text *callsign = new osgText::Text;
 583     callsign->setFont(_font.get());
 584     callsign->setFontResolution(12, 12);
 585     callsign->setCharacterSize(_font_size);
 586     callsign->setColor(selected ? osg::Vec4(1, 1, 1, 1) : _font_color);
 587     osg::Matrixf m(wxRotate(-bearing)
 588         * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 589         * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 590
 591     osg::Vec3 pos = m.preMult(osg::Vec3(16, 16, 0));
 592     // cast to int's, otherwise text comes out ugly
 593     callsign->setPosition(osg::Vec3((int)pos.x(), (int)pos.y(), 0));
 594     callsign->setAlignment(osgText::Text::LEFT_BOTTOM_BASE_LINE);
 595     callsign->setLineSpacing(_font_spacing);
 596
 597     const char *identity = ac->getStringValue("transponder-id");
 598     if (!identity[0])
 599         identity = ac->getStringValue("callsign");
 600
 601     stringstream text;
 602     text << identity << endl
 603         << setprecision(0) << fixed
 604         << setw(3) << setfill('0') << heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES << "\xB0 "
 605         << setw(0) << altitude << "ft" << endl
 606         << ac->getDoubleValue("velocities/true-airspeed-kt") << "kts";
 607
 608     callsign->setText(text.str());
 609     _textGeode->addDrawable(callsign);
 610 }
 611
 612
 613 void
 614 wxRadarBg::update_aircraft()
 615 {
 616     double diff;
 617     double age_factor = 1.0;
 618     double test_rng;
 619     double test_brg;
 620     double range;
 621     double bearing;
 622     float echo_radius;
 623     double angle;
 624
 625     if (!ground_echoes.empty()){
 626         ground_echoes_iterator = ground_echoes.begin();
 627
 628         while(ground_echoes_iterator != ground_echoes.end()) {
 629             diff = _elapsed_time - (*ground_echoes_iterator)->elapsed_time;
 630
 631             if( diff > _persistance) {
 632                 ground_echoes.erase(ground_echoes_iterator++);
 633             } else {
 634 //                double test_brg = (*ground_echoes_iterator)->bearing;
 635 //                double bearing = test_brg * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 636 //                float angle = calcRelBearing(bearing, _view_heading);
 637                 double bumpinessFactor  = (*ground_echoes_iterator)->bumpiness;
 638                 float heading = fgGetDouble("/orientation/heading-deg");
 639                 if ( _display_mode == BSCAN ){
 640                     test_rng = (*ground_echoes_iterator)->elevation * 6;
 641                     test_brg = (*ground_echoes_iterator)->bearing;
 642                     angle = calcRelBearingDeg(test_brg, heading) * 6;
 643                     range = sqrt(test_rng * test_rng + angle * angle);
 644                     bearing = atan2(angle, test_rng);
 645                     //cout << "angle " << angle <<" bearing "
 646                     //    << bearing / SG_DEGREES_TO_RADIANS <<  endl;
 647                     echo_radius = (0.1 + (1.9 * bumpinessFactor)) * 240 * age_factor;
 648                 } else {
 649                     test_rng = (*ground_echoes_iterator)->range;
 650                     range = test_rng * SG_METER_TO_NM;
 651                     test_brg = (*ground_echoes_iterator)->bearing;
 652                     bearing = test_brg * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 653                     echo_radius = (0.1 + (1.9 * bumpinessFactor)) * 120 * age_factor;
 654                     bearing += _angle_offset;
 655                 }
 656
 657                 float radius = range * _scale;
 658                 //double heading = 90 * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 659                 //heading += _angle_offset;
 660
 661                 age_factor = 1;
 662
 663                 if (diff != 0)
 664                     age_factor = 1 - (0.5 * diff/_persistance);
 665
 666                 float size = echo_radius * UNIT;
 667
 668                 const osg::Vec2f texBase(3 * UNIT, 3 * UNIT);
 669                 osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 670                     * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 671                     * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 672                 addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 673
 674                 ++ground_echoes_iterator;
 675
 676                 //cout << "test bearing " << test_brg
 677                 //<< " test_rng " << test_rng * SG_METER_TO_NM
 678                 //<< " persistance " << _persistance
 679                 //<< endl;
 680             }
 681
 682         }
 683
 684     }
 685     if (!_ai_enabled_node->getBoolValue())
 686         return;
 687
 688     bool draw_tcas     = _radar_tcas_node->getBoolValue();
 689     bool draw_absolute = _radar_absalt_node->getBoolValue();
 690     bool draw_echoes   = _radar_position_node->getBoolValue();
 691     bool draw_symbols  = _radar_symbol_node->getBoolValue();
 692     bool draw_data     = _radar_data_node->getBoolValue();
 693     if (!draw_echoes && !draw_symbols && !draw_data)
 694         return;
 695
 696     double user_lat = _user_lat_node->getDoubleValue();
 697     double user_lon = _user_lon_node->getDoubleValue();
 698     double user_alt = _user_alt_node->getDoubleValue();
 699
 700     float limit = _radar_coverage_node->getFloatValue();
 701     if (limit > 180)
 702         limit = 180;
 703     else if (limit < 0)
 704         limit = 0;
 705     limit *= SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 706
 707     int selected_id = fgGetInt("/instrumentation/radar/selected-id", -1);
 708
 709     const SGPropertyNode *selected_ac = 0;
 710     const SGPropertyNode *ai = fgGetNode("/ai/models", true);
 711
 712     for (int i = ai->nChildren() - 1; i >= -1; i--) {
 713         const SGPropertyNode *model;
 714
 715         if (i < 0) { // last iteration: selected model
 716             model = selected_ac;
 717         } else {
 718             model = ai->getChild(i);
 719             if (!model->nChildren())
 720                 continue;
 721             if ((model->getIntValue("id") == selected_id)&&
 722                 (!draw_tcas)) {
 723                 selected_ac = model;  // save selected model for last iteration
 724                 continue;
 725             }
 726         }
 727         if (!model)
 728             continue;
 729
 730         double echo_radius, sigma;
 731         const string name = model->getName();
 732
 733         //cout << "name "<<name << endl;
 734         if (name == "aircraft" || name == "tanker")
 735             echo_radius = 1, sigma = 1;
 736         else if (name == "multiplayer" || name == "wingman" || name == "static")
 737             echo_radius = 1.5, sigma = 1;
 738         else if (name == "ship" || name == "carrier" || name == "escort" ||name == "storm")
 739             echo_radius = 1.5, sigma = 100;
 740         else if (name == "thermal")
 741             echo_radius = 2, sigma = 100;
 742         else if (name == "rocket")
 743             echo_radius = 0.1, sigma = 0.1;
 744         else if (name == "ballistic")
 745             echo_radius = 0.001, sigma = 0.001;
 746         else
 747             continue;
 748
 749         double lat = model->getDoubleValue("position/latitude-deg");
 750         double lon = model->getDoubleValue("position/longitude-deg");
 751         double alt = model->getDoubleValue("position/altitude-ft");
 752         double heading = model->getDoubleValue("orientation/true-heading-deg");
 753
 754         double range, bearing;
 755         calcRangeBearing(user_lat, user_lon, lat, lon, range, bearing);
 756         //cout << _antenna_ht << _interval<< endl;
 757         bool isVisible = withinRadarHorizon(user_alt, alt, range);
 758
 759         if (!isVisible)
 760             continue;
 761
 762         if (!inRadarRange(sigma, range))
 763             continue;
 764
 765         bearing *= SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 766         heading *= SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 767
 768         float radius = range * _scale;
 769         float angle = calcRelBearing(bearing, _view_heading);
 770
 771         if (angle > limit || angle < -limit)
 772             continue;
 773
 774         bearing += _angle_offset;
 775         heading += _angle_offset;
 776
 777         bool is_tcas_contact = false;
 778         if (draw_tcas)
 779         {
 780             is_tcas_contact = update_tcas(model,range,user_alt,alt,bearing,radius,draw_absolute);
 781         }
 782
 783         // pos mode
 784         if (draw_echoes && (!is_tcas_contact)) {
 785             float size = echo_radius * 120 * UNIT;
 786
 787             const osg::Vec2f texBase(3 * UNIT, 3 * UNIT);
 788             osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 789                 * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 790                 * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 791             addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 792         }
 793
 794         // data mode
 795         if (draw_symbols && (!draw_tcas)) {
 796             const osg::Vec2f texBase(0, 3 * UNIT);
 797             float size = 600 * UNIT;
 798             osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 799                 * wxRotate(heading - bearing)
 800                 * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 801                 * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 802             addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 803         }
 804
 805         if ((draw_data || i < 0)&&  // selected one (i == -1) is always drawn
 806             ((!draw_tcas)||(is_tcas_contact)||(draw_echoes)))
 807             update_data(model, alt, heading, radius, bearing, i < 0);
 808     }
 809 }
 810
 811 /** Update TCAS display.
 812  * Return true when processed as TCAS contact, false otherwise. */
 813 bool
 814 wxRadarBg::update_tcas(const SGPropertyNode *model,double range,double user_alt,double alt,
 815                        double bearing,double radius,bool absMode)
 816 {
 817     int threatLevel=0;
 818     {
 819         // update TCAS symbol
 820         osg::Vec2f texBase;
 821         threatLevel = model->getIntValue("tcas/threat-level",-1);
 822         if (threatLevel == -1)
 823         {
 824             // no TCAS information (i.e. no transponder) => not visible to TCAS
 825             return false;
 826         }
 827         int row = 7 - threatLevel;
 828         int col = 4;
 829         double vspeed = model->getDoubleValue("velocities/vertical-speed-fps");
 830         if (vspeed < -3.0) // descending
 831             col+=1;
 832         else
 833         if (vspeed > 3.0) // climbing
 834             col+=2;
 835         texBase = osg::Vec2f(col*UNIT,row * UNIT);
 836         float size = 200 * UNIT;
 837             osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 838                 * wxRotate(-bearing)
 839                 * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 840                 * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 841             addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 842     }
 843
 844     {
 845         // update TCAS data
 846         osgText::Text *altStr = new osgText::Text;
 847         altStr->setFont(_font.get());
 848         altStr->setFontResolution(12, 12);
 849         altStr->setCharacterSize(_font_size);
 850         altStr->setColor(_tcas_colors[threatLevel]);
 851         osg::Matrixf m(wxRotate(-bearing)
 852             * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 853             * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 854
 855         osg::Vec3 pos = m.preMult(osg::Vec3(16, 16, 0));
 856         // cast to int's, otherwise text comes out ugly
 857         altStr->setLineSpacing(_font_spacing);
 858
 859         stringstream text;
 860         altStr->setAlignment(osgText::Text::LEFT_CENTER);
 861         int altDif = (alt-user_alt+50)/100;
 862         char sign = 0;
 863         int dy=0;
 864         if (altDif>=0)
 865         {
 866             sign='+';
 867             dy=2;
 868         }
 869         else
 870         if (altDif<0)
 871         {
 872             sign='-';
 873             altDif = -altDif;
 874             dy=-30;
 875         }
 876         altStr->setPosition(osg::Vec3((int)pos.x()-30, (int)pos.y()+dy, 0));
 877         if (absMode)
 878         {
 879             // absolute altitude display
 880             text << setprecision(0) << fixed
 881                  << setw(3) << setfill('0') << alt/100 << endl;
 882         }
 883         else // relative altitude display
 884         if (sign)
 885         {
 886             text << sign
 887                  << setprecision(0) << fixed
 888                  << setw(2) << setfill('0') << altDif << endl;
 889         }
 890
 891         altStr->setText(text.str());
 892         _textGeode->addDrawable(altStr);
 893     }
 894
 895     return true;
 896 }
 897
 898 void
 899 wxRadarBg::update_tacan()
 900 {
 901     // draw TACAN symbol
 902     int mode = _radar_mode_control_node->getIntValue();
 903     bool inRange = _tacan_in_range_node->getBoolValue();
 904
 905     if (mode != 1 || !inRange)
 906         return;
 907
 908     float size = 600 * UNIT;
 909     float radius = _tacan_distance_node->getFloatValue() * _scale;
 910     float angle = _tacan_bearing_node->getFloatValue() * SG_DEGREES_TO_RADIANS
 911         + _angle_offset;
 912
 913     const osg::Vec2f texBase(1 * UNIT, 3 * UNIT);
 914     osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 915         * wxRotate(-angle)
 916         * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 917         * wxRotate(angle) * _centerTrans);
 918     addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 919
 920     //SG_LOG(SG_INSTR, SG_DEBUG, "Radar:     drawing TACAN"
 921     //        << " dist=" << radius
 922     //        << " view_heading=" << _view_heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 923     //        << " bearing=" << angle * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 924     //        << " x=" << x << " y="<< y
 925     //        << " size=" << size);
 926 }
 927
 928
 929 void
 930 wxRadarBg::update_heading_marker()
 931 {
 932     if (!_radar_hdg_marker_node->getBoolValue())
 933         return;
 934
 935     const osg::Vec2f texBase(2 * UNIT, 3 * UNIT);
 936     float size = 600 * UNIT;
 937     osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 938         * wxRotate(_view_heading + _angle_offset));
 939
 940     m *= _centerTrans;
 941     addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 942
 943     //SG_LOG(SG_INSTR, SG_DEBUG, "Radar:   drawing heading marker"
 944     //        << " x,y " << x <<","<< y
 945     //        << " dist" << dist
 946     //        << " view_heading" << _view_heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 947     //        << " heading " << iradarEcho->heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 948     //        << " angle " << angle * SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 949 }
 950
 951
 952 void
 953 wxRadarBg::center_map()
 954 {
 955     _lat = _user_lat_node->getDoubleValue();
 956     _lon = _user_lon_node->getDoubleValue();
 957     _x_offset = _y_offset = 0;
 958 }
 959
 960
 961 void
 962 wxRadarBg::apply_map_offset()
 963 {
 964     double lat = _user_lat_node->getDoubleValue();
 965     double lon = _user_lon_node->getDoubleValue();
 966     double bearing, distance, az2;
 967     geo_inverse_wgs_84(_lat, _lon, lat, lon, &bearing, &az2, &distance);
 968     distance *= SG_METER_TO_NM * _scale;
 969     bearing *= SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 970     _x_offset += sin(bearing) * distance;
 971     _y_offset += cos(bearing) * distance;
 972     _lat = lat;
 973     _lon = lon;
 974 }
 975
 976
 977 bool
 978 wxRadarBg::withinRadarHorizon(double user_alt, double alt, double range_nm)
 979 {
 980     // Radar Horizon  = 1.23(ht^1/2 + hr^1/2),
 981     //don't allow negative altitudes (an approximation - yes altitudes can be negative)
 982     // Allow antenna ht to be set, but only on ground
 983     _antenna_ht = _Instrument->getDoubleValue("antenna-ht-ft");
 984
 985     if (user_alt <= 0)
 986         user_alt = _antenna_ht;
 987
 988     if (alt <= 0)
 989         alt = 0; // to allow some vertical extent of target
 990
 991     double radarhorizon = 1.23 * (sqrt(alt) + sqrt(user_alt));
 992 //    SG_LOG(SG_INSTR, SG_ALERT, "Radar: radar horizon " << radarhorizon);
 993     return radarhorizon >= range_nm;
 994 }
 995
 996
 997 bool
 998 wxRadarBg::inRadarRange(double sigma, double range_nm)
 999 {
1000     //The Radar Equation:
1001     //
1002     // MaxRange^4 = (TxPower * AntGain^2 * lambda^2 * sigma)/((constant) * MDS)
1003     //
1004     // Where (constant) = (4*pi)3 and MDS is the Minimum Detectable Signal power.
1005     //
1006     // For a given radar we can assume that the only variable is sigma,
1007     // the target radar cross section.
1008     //
1009     // Here, we will use a normalised rcs (sigma) for a standard taget and assume that this
1010     // will provide a maximum range of 35nm;
1011     //
1012     // TODO - make the maximum range adjustable at runtime
1013
1014     double constant = _radar_ref_rng;
1015
1016     if (constant <= 0)
1017         constant = 35;
1018
1019     double maxrange = constant * pow(sigma, 0.25);
1020     //SG_LOG(SG_INSTR, SG_DEBUG, "Radar: max range " << maxrange);
1021     return maxrange >= range_nm;
1022 }
1023
1024
1025 void
1026 wxRadarBg::calcRangeBearing(double lat, double lon, double lat2, double lon2,
1027                             double &range, double &bearing) const
1028 {
1029     // calculate the bearing and range of the second pos from the first
1030     double az2, distance;
1031     geo_inverse_wgs_84(lat, lon, lat2, lon2, &bearing, &az2, &distance);
1032     range = distance *= SG_METER_TO_NM;
1033 }
1034
1035
1036 float
1037 wxRadarBg::calcRelBearing(float bearing, float heading)
1038 {
1039     float angle = bearing - heading;
1040
1041     if (angle >= SG_PI)
1042         angle -= 2.0 * SG_PI;
1043
1044     if (angle < -SG_PI)
1045         angle += 2.0 * SG_PI;
1046
1047     return angle;
1048 }
1049
1050 float
1051 wxRadarBg::calcRelBearingDeg(float bearing, float heading)
1052 {
1053     float angle = bearing - heading;
1054
1055     if (angle >= 180)
1056         return angle -= 360;
1057
1058     if (angle < -180)
1059         return angle += 360;
1060
1061     return angle;
1062 }
1063
1064
1065 void
1066 wxRadarBg::updateFont()
1067 {
1068     float red = _font_node->getFloatValue("color/red");
1069     float green = _font_node->getFloatValue("color/green");
1070     float blue = _font_node->getFloatValue("color/blue");
1071     float alpha = _font_node->getFloatValue("color/alpha");
1072     _font_color.set(red, green, blue, alpha);
1073
1074     _font_size = _font_node->getFloatValue("size");
1075     _font_spacing = _font_size * _font_node->getFloatValue("line-spacing");
1076     string path = _font_node->getStringValue("name", DEFAULT_FONT);
1077
1078     SGPath tpath;
1079     if (path[0] != '/') {
1080         tpath = globals->get_fg_root();
1081         tpath.append("Fonts");
1082         tpath.append(path);
1083     } else {
1084         tpath = path;
1085     }
1086
1087 #if (FG_OSG_VERSION >= 21000)
1088     osg::ref_ptr<osgDB::ReaderWriter::Options> fontOptions = new osgDB::ReaderWriter::Options("monochrome");
1089     osg::ref_ptr<osgText::Font> font = osgText::readFontFile(tpath.c_str(), fontOptions.get());
1090 #else
1091     osg::ref_ptr<osgText::Font> font = osgText::readFontFile(tpath.c_str());
1092 #endif
1093
1094     if (font != 0) {
1095         _font = font;
1096         _font->setMinFilterHint(osg::Texture::NEAREST);
1097         _font->setMagFilterHint(osg::Texture::NEAREST);
1098         _font->setGlyphImageMargin(0);
1099         _font->setGlyphImageMarginRatio(0);
1100     }
1101
1102     for (int i=0;i<4;i++)
1103     {
1104         const float defaultColors[4][3] = {{0,1,1},{0,1,1},{1,0.5,0},{1,0,0}};
1105         SGPropertyNode_ptr color_node = _font_node->getNode("tcas/color",i,true);
1106         float red   = color_node->getFloatValue("red",defaultColors[i][0]);
1107         float green = color_node->getFloatValue("green",defaultColors[i][1]);
1108         float blue  = color_node->getFloatValue("blue",defaultColors[i][2]);
1109         float alpha = color_node->getFloatValue("alpha",1);
1110         _tcas_colors[i]=osg::Vec4(red, green, blue, alpha);
1111     }
1112 }
1113
1114 void
1115 wxRadarBg::valueChanged(SGPropertyNode*)
1116 {
1117     updateFont();
1118     _time = _interval;
1119 }
1120