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