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/environment/visual_enviro.hxx>
  42 #include <simgear/scene/model/model.hxx>
  43 #include <simgear/structure/exception.hxx>
  44 #include <simgear/misc/sg_path.hxx>
  45 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  46
  47 #include <sstream>
  48 #include <iomanip>
  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
  56 #include <Main/fg_props.hxx>
  57 #include <Main/globals.hxx>
  58 #include <Cockpit/panel.hxx>
  59 #include <Cockpit/hud.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
  74 wxRadarBg::wxRadarBg(SGPropertyNode *node) :
  75     _name(node->getStringValue("name", "radar")),
  76     _num(node->getIntValue("number", 0)),
  77     _time(0.0),
  78     _interval(node->getDoubleValue("update-interval-sec", 1.0)),
  79     _sim_init_done(false),
  80     _odg(0),
  81     _last_switchKnob("off"),
  82     _antenna_ht(node->getDoubleValue("antenna-ht-ft", 0.0)),
  83     _resultTexture(0),
  84     _wxEcho(0)
  85 {
  86     string branch;
  87     branch = "/instrumentation/" + _name;
  88     _Instrument = fgGetNode(branch.c_str(), _num, true);
  89
  90     const char *tacan_source = node->getStringValue("tacan-source", "/instrumentation/tacan");
  91     _Tacan = fgGetNode(tacan_source, true);
  92
  93     _font_node = _Instrument->getNode("font", true);
  94
  95 #define INITFONT(p, val, type) if (!_font_node->hasValue(p)) _font_node->set##type##Value(p, val)
  96     INITFONT("name", DEFAULT_FONT, String);
  97     INITFONT("size", 8, Float);
  98     INITFONT("line-spacing", 0.25, Float);
  99     INITFONT("color/red", 0, Float);
 100     INITFONT("color/green", 0.8, Float);
 101     INITFONT("color/blue", 0, Float);
 102     INITFONT("color/alpha", 1, Float);
 103 #undef INITFONT
 104
 105     _font_node->addChangeListener(this, true);
 106 }
 107
 108
 109 wxRadarBg::~wxRadarBg ()
 110 {
 111     _font_node->removeChangeListener(this);
 112 }
 113
 114
 115 void
 116 wxRadarBg::init ()
 117 {
 118     _serviceable_node = _Instrument->getNode("serviceable", true);
 119
 120     // texture name to use in 2D and 3D instruments
 121     _texture_path = _Instrument->getStringValue("radar-texture-path",
 122         "Aircraft/Instruments/Textures/od_wxradar.rgb");
 123     _resultTexture = FGTextureManager::createTexture(_texture_path.c_str(), false);
 124
 125     SGPath tpath(globals->get_fg_root());
 126     string path = _Instrument->getStringValue("echo-texture-path",
 127         "Aircraft/Instruments/Textures/wxecho.rgb");
 128     tpath.append(path);
 129
 130     // no mipmap or else alpha will mix with pixels on the border of shapes, ruining the effect
 131     _wxEcho = SGLoadTexture2D(tpath, false, false);
 132
 133
 134     _Instrument->setFloatValue("trk", 0.0);
 135     _Instrument->setFloatValue("tilt", 0.0);
 136     _Instrument->setStringValue("status", "");
 137     // those properties are used by a radar instrument of a MFD
 138     // input switch = OFF | TST | STBY | ON
 139     // input mode = WX | WXA | MAP
 140     // output status = STBY | TEST | WX | WXA | MAP | blank
 141     // input lightning = true | false
 142     // input TRK = +/- n degrees
 143     // input TILT = +/- n degree
 144     // input autotilt = true | false
 145     // input range = n nm (20/40/80)
 146     // input display-mode = arc | rose | map | plan
 147
 148     FGInstrumentMgr *imgr = (FGInstrumentMgr *)globals->get_subsystem("instrumentation");
 149     _odg = (FGODGauge *)imgr->get_subsystem("od_gauge");
 150     _odg->setSize(512);
 151
 152     _ai_enabled_node = fgGetNode("/sim/ai/enabled", true);
 153
 154     _user_lat_node = fgGetNode("/position/latitude-deg", true);
 155     _user_lon_node = fgGetNode("/position/longitude-deg", true);
 156     _user_alt_node = fgGetNode("/position/altitude-ft", true);
 157
 158     _user_speed_east_fps_node   = fgGetNode("/velocities/speed-east-fps", true);
 159     _user_speed_north_fps_node  = fgGetNode("/velocities/speed-north-fps", true);
 160
 161     _tacan_serviceable_node = _Tacan->getNode("serviceable", true);
 162     _tacan_distance_node    = _Tacan->getNode("indicated-distance-nm", true);
 163     _tacan_name_node        = _Tacan->getNode("name", true);
 164     _tacan_bearing_node     = _Tacan->getNode("indicated-bearing-true-deg", true);
 165     _tacan_in_range_node    = _Tacan->getNode("in-range", true);
 166
 167     _radar_mode_control_node = _Instrument->getNode("mode-control", true);
 168     _radar_coverage_node     = _Instrument->getNode("limit-deg", true);
 169     _radar_ref_rng_node      = _Instrument->getNode("reference-range-nm", true);
 170     _radar_hdg_marker_node   = _Instrument->getNode("heading-marker", true);
 171
 172     SGPropertyNode *n = _Instrument->getNode("display-controls", true);
 173     _radar_weather_node     = n->getNode("WX", true);
 174     _radar_position_node    = n->getNode("pos", true);
 175     _radar_data_node        = n->getNode("data", true);
 176     _radar_symbol_node      = n->getNode("symbol", true);
 177     _radar_centre_node      = n->getNode("centre", true);
 178     _radar_rotate_node      = n->getNode("rotate", true);
 179
 180     _radar_centre_node->setBoolValue(false);
 181     if (!_radar_coverage_node->hasValue())
 182         _radar_coverage_node->setFloatValue(120);
 183     if (!_radar_ref_rng_node->hasValue())
 184         _radar_ref_rng_node->setDoubleValue(35);
 185     if (!_radar_hdg_marker_node->hasValue())
 186         _radar_hdg_marker_node->setBoolValue(true);
 187
 188     _x_offset = 0;
 189     _y_offset = 0;
 190
 191     // OSG geometry setup. The polygons for the radar returns will be
 192     // stored in a single Geometry. The geometry will have several
 193     // primitive sets so we can have different kinds of polys and
 194     // choose a different overall color for each set.
 195     _radarGeode = new osg::Geode;
 196     osg::StateSet *stateSet = _radarGeode->getOrCreateStateSet();
 197     stateSet->setTextureAttributeAndModes(0, _wxEcho.get());
 198     _geom = new osg::Geometry;
 199     _geom->setUseDisplayList(false);
 200     // Initially allocate space for 128 quads
 201     _vertices = new osg::Vec2Array;
 202     _vertices->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC);
 203     _vertices->reserve(128 * 4);
 204     _geom->setVertexArray(_vertices);
 205     _texCoords = new osg::Vec2Array;
 206     _texCoords->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC);
 207     _texCoords->reserve(128 * 4);
 208     _geom->setTexCoordArray(0, _texCoords);
 209     osg::Vec3Array *colors = new osg::Vec3Array;
 210     colors->push_back(osg::Vec3(1.0f, 1.0f, 1.0f)); // color of echos
 211     colors->push_back(osg::Vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f)); // arc mask
 212     colors->push_back(osg::Vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f)); // rest of mask
 213     _geom->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_PER_PRIMITIVE_SET);
 214     _geom->setColorArray(colors);
 215     osg::PrimitiveSet *pset = new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::QUADS);
 216     pset->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC);
 217     _geom->addPrimitiveSet(pset);
 218     pset = new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::QUADS);
 219     pset->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC);
 220     _geom->addPrimitiveSet(pset);
 221     pset = new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::TRIANGLES);
 222     pset->setDataVariance(osg::Object::DYNAMIC);
 223     _geom->addPrimitiveSet(pset);
 224     _geom->setInitialBound(osg::BoundingBox(osg::Vec3f(-256.0f, -256.0f, 0.0f),
 225         osg::Vec3f(256.0f, 256.0f, 0.0f)));
 226     _radarGeode->addDrawable(_geom);
 227     _odg->allocRT();
 228     // Texture in the 2D panel system
 229     FGTextureManager::addTexture(_texture_path.c_str(), _odg->getTexture());
 230
 231     _textGeode = new osg::Geode;
 232
 233     osg::Camera *camera = _odg->getCamera();
 234     camera->addChild(_radarGeode.get());
 235     camera->addChild(_textGeode.get());
 236 }
 237
 238
 239 // Local coordinates for each echo
 240 const osg::Vec3f echoCoords[4] = {
 241     osg::Vec3f(-.7f, -.7f, 0.0f), osg::Vec3f(.7f, -.7f, 0.0f),
 242     osg::Vec3f(.7f, .7f, 0.0f), osg::Vec3f(-.7f, .7f, 0.0f)
 243 };
 244
 245
 246 const osg::Vec2f echoTexCoords[4] = {
 247     osg::Vec2f(0.0f, 0.0f), osg::Vec2f(UNIT, 0.0f),
 248     osg::Vec2f(UNIT, UNIT), osg::Vec2f(0.0f, UNIT)
 249 };
 250
 251
 252 // helper
 253 static void
 254 addQuad(osg::Vec2Array *vertices, osg::Vec2Array *texCoords,
 255         const osg::Matrixf& transform, const osg::Vec2f& texBase)
 256 {
 257     for (int i = 0; i < 4; i++) {
 258         const osg::Vec3f coords = transform.preMult(echoCoords[i]);
 259         texCoords->push_back(texBase + echoTexCoords[i]);
 260         vertices->push_back(osg::Vec2f(coords.x(), coords.y()));
 261     }
 262 }
 263
 264
 265 // Rotate by a heading value
 266 static inline
 267 osg::Matrixf wxRotate(float angle)
 268 {
 269     return osg::Matrixf::rotate(angle, 0.0f, 0.0f, -1.0f);
 270 }
 271
 272
 273 void
 274 wxRadarBg::update (double delta_time_sec)
 275 {
 276     if (!_sim_init_done) {
 277         if (!fgGetBool("sim/sceneryloaded", false))
 278             return;
 279
 280         _sim_init_done = true;
 281     }
 282     if (!_odg || !_serviceable_node->getBoolValue()) {
 283         _Instrument->setStringValue("status", "");
 284         return;
 285     }
 286     _time += delta_time_sec;
 287     if (_time < _interval){
 288 //        cout << "WXradar update too soon " << _time << endl;
 289         return;
 290     }
 291 //        cout << "WXradar updating" << _time<< endl;
 292
 293     _time = 0.0;
 294
 295     string mode = _Instrument->getStringValue("display-mode", "arc");
 296     if (mode == "map") {
 297         if (_display_mode != MAP) {
 298             _display_mode = MAP;
 299             center_map();
 300         }
 301     } else if (mode == "plan") {
 302         _display_mode = PLAN;}
 303     else if (mode == "bscan") {
 304         _display_mode = BSCAN;
 305     } else {
 306         _display_mode = ARC;
 307     }
 308
 309     string switchKnob = _Instrument->getStringValue("switch", "on");
 310     if (_last_switchKnob != switchKnob) {
 311         // since 3D models don't share textures with the rest of the world
 312         // we must locate them and replace their handle by hand
 313         // only do that when the instrument is turned on
 314         //if (_last_switchKnob == "off")
 315         //_odg->set_texture(_texture_path.c_str(), _resultTexture->getHandle());
 316
 317         _last_switchKnob = switchKnob;
 318     }
 319
 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 = get_heading() * 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_GENERAL, 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
 380         update_weather();
 381
 382
 383         osg::DrawArrays *quadPSet
 384             = static_cast<osg::DrawArrays*>(_geom->getPrimitiveSet(0));
 385         quadPSet->set(osg::PrimitiveSet::QUADS, 0, _vertices->size());
 386         quadPSet->dirty();
 387
 388         // erase what is out of sight of antenna
 389         /*
 390         |\     /|
 391         | \   / |
 392         |  \ /  |
 393         ---------
 394         |       |
 395         |       |
 396         ---------
 397         */
 398
 399         osg::DrawArrays *maskPSet
 400             = static_cast<osg::DrawArrays*>(_geom->getPrimitiveSet(1));
 401         osg::DrawArrays *trimaskPSet
 402             = static_cast<osg::DrawArrays*>(_geom->getPrimitiveSet(2));
 403
 404         if (_display_mode == ARC) {
 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
 419             // The triangles aren't supposed to be textured, but there's
 420             // no need to set up a different Geometry, switch modes,
 421             // etc. I happen to know that there's a white pixel in the
 422             // texture at 1.0, 0.0 :)
 423             float centerY = tan(30 * SG_DEGREES_TO_RADIANS);
 424             _vertices->push_back(osg::Vec2f(0.0, 0.0));
 425             _vertices->push_back(osg::Vec2f(-256.0, 0.0));
 426             _vertices->push_back(osg::Vec2f(-256.0, 256.0 * centerY));
 427
 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(-256, 0.0));
 433             _vertices->push_back(osg::Vec2f(256.0, 0.0));
 434             _vertices->push_back(osg::Vec2f(-256.0, -256.0));
 435
 436             _vertices->push_back(osg::Vec2f(256, 0.0));
 437             _vertices->push_back(osg::Vec2f(256.0, -256.0));
 438             _vertices->push_back(osg::Vec2f(-256.0, -256.0));
 439
 440             const osg::Vec2f whiteSpot(1.0f, 0.0f);
 441             for (int i = 0; i < 3 * 4; i++)
 442                 _texCoords->push_back(whiteSpot);
 443
 444             trimaskPSet->set(osg::PrimitiveSet::TRIANGLES, firstQuadVert + 4, 3 * 4);
 445
 446         } else {
 447             maskPSet->set(osg::PrimitiveSet::QUADS, 0, 0);
 448             trimaskPSet->set(osg::PrimitiveSet::TRIANGLES, 0, 0);
 449         }
 450
 451         maskPSet->dirty();
 452         trimaskPSet->dirty();
 453
 454         // draw without mask
 455         _vertices->clear();
 456         _texCoords->clear();
 457
 458         update_aircraft();
 459         update_tacan();
 460         update_heading_marker();
 461
 462         quadPSet->set(osg::PrimitiveSet::QUADS, 0, _vertices->size());
 463         quadPSet->dirty();
 464     }
 465 }
 466
 467
 468 void
 469 wxRadarBg::update_weather()
 470 {
 471     string modeButton = _Instrument->getStringValue("mode", "WX");
 472     _radarEchoBuffer = *sgEnviro.get_radar_echo();
 473
 474     // pretend we have a scan angle bigger then the FOV
 475     // TODO:check real fov, enlarge if < nn, and do clipping if > mm
 476 //    const float fovFactor = 1.45f;
 477     _Instrument->setStringValue("status", modeButton.c_str());
 478
 479     list_of_SGWxRadarEcho *radarEcho = &_radarEchoBuffer;
 480     list_of_SGWxRadarEcho::iterator iradarEcho, end = radarEcho->end();
 481     const float LWClevel[] = { 0.1f, 0.5f, 2.1f };
 482
 483     // draw the cloud radar echo
 484     bool drawClouds = _radar_weather_node->getBoolValue();
 485     if (drawClouds) {
 486
 487         // we do that in 3 passes, one for each color level
 488         // this is to 'merge' same colors together
 489         for (int level = 0; level <= 2; level++) {
 490             float col = level * UNIT;
 491
 492             for (iradarEcho = radarEcho->begin(); iradarEcho != end; ++iradarEcho) {
 493                 int cloudId = iradarEcho->cloudId;
 494                 bool upgrade = (cloudId >> 5) & 1;
 495                 float lwc = iradarEcho->LWC + (upgrade ? 1.0f : 0.0f);
 496
 497                 // skip ns
 498                 if (iradarEcho->LWC >= 0.5 && iradarEcho->LWC <= 0.6)
 499                     continue;
 500
 501                 if (iradarEcho->lightning || lwc < LWClevel[level])
 502                     continue;
 503
 504                 float radius = sgSqrt(iradarEcho->dist) * SG_METER_TO_NM * _scale;
 505                 float size = iradarEcho->radius * 2.0 * SG_METER_TO_NM * _scale;
 506
 507                 if (radius - size > 180)
 508                     continue;
 509
 510                 float angle = (iradarEcho->heading - _angle_offset) //* fovFactor
 511                     + 0.5 * SG_PI;
 512
 513                 // Rotate echo into position, and rotate echo to have
 514                 // a constant orientation towards the
 515                 // airplane. Compass headings increase in clockwise
 516                 // direction, while graphics rotations follow
 517                 // right-hand (counter-clockwise) rule.
 518                 const osg::Vec2f texBase(col, (UNIT * (float) (4 + (cloudId & 3))));
 519
 520                 osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 521                     * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 522                     * wxRotate(angle) * _centerTrans);
 523                 addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 524
 525                 //SG_LOG(SG_GENERAL, SG_DEBUG, "Radar: drawing clouds"
 526                 //        << " ID=" << cloudId
 527                 //        << " x=" << x
 528                 //        << " y="<< y
 529                 //        << " radius=" << radius
 530                 //        << " view_heading=" << _view_heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 531                 //        << " heading=" << iradarEcho->heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 532                 //        << " angle=" << angle * SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 533             }
 534         }
 535     }
 536
 537     // draw lightning echos
 538     bool drawLightning = _Instrument->getBoolValue("lightning", true);
 539     if (drawLightning) {
 540         const osg::Vec2f texBase(3 * UNIT, 4 * UNIT);
 541
 542         for (iradarEcho = radarEcho->begin(); iradarEcho != end; ++iradarEcho) {
 543             if (!iradarEcho->lightning)
 544                 continue;
 545
 546             float size = UNIT * 0.5f;
 547             float radius = iradarEcho->dist * _scale;
 548             float angle = iradarEcho->heading * SG_DEGREES_TO_RADIANS
 549                 - _angle_offset;
 550
 551             osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 552                 * wxRotate(-angle)
 553                 * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 554                 * wxRotate(angle) * _centerTrans);
 555             addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 556         }
 557     }
 558 }
 559
 560
 561 void
 562 wxRadarBg::update_data(const SGPropertyNode *ac, double altitude, double heading,
 563                        double radius, double bearing, bool selected)
 564 {
 565     osgText::Text *callsign = new osgText::Text;
 566     callsign->setFont(_font.get());
 567     callsign->setFontResolution(12, 12);
 568     callsign->setCharacterSize(_font_size);
 569     callsign->setColor(selected ? osg::Vec4(1, 1, 1, 1) : _font_color);
 570     osg::Matrixf m(wxRotate(-bearing)
 571         * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 572         * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 573
 574     osg::Vec3 pos = m.preMult(osg::Vec3(16, 16, 0));
 575     // cast to int's, otherwise text comes out ugly
 576     callsign->setPosition(osg::Vec3((int)pos.x(), (int)pos.y(), 0));
 577     callsign->setAlignment(osgText::Text::LEFT_BOTTOM_BASE_LINE);
 578     callsign->setLineSpacing(_font_spacing);
 579
 580     const char *identity = ac->getStringValue("transponder-id");
 581     if (!identity[0])
 582         identity = ac->getStringValue("callsign");
 583
 584     stringstream text;
 585     text << identity << endl
 586         << setprecision(0) << fixed
 587         << setw(3) << setfill('0') << heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES << "\xB0 "
 588         << setw(0) << altitude << "ft" << endl
 589         << ac->getDoubleValue("velocities/true-airspeed-kt") << "kts";
 590
 591     callsign->setText(text.str());
 592     _textGeode->addDrawable(callsign);
 593 }
 594
 595
 596 void
 597 wxRadarBg::update_aircraft()
 598 {
 599     double diff;
 600     double age_factor = 1.0;
 601     double test_rng;
 602     double test_brg;
 603     double range;
 604     double bearing;
 605     float echo_radius;
 606     double angle;
 607
 608     if (!ground_echoes.empty()){
 609         ground_echoes_iterator = ground_echoes.begin();
 610
 611         while(ground_echoes_iterator != ground_echoes.end()) {
 612             diff = _elapsed_time - (*ground_echoes_iterator)->elapsed_time;
 613
 614             if( diff > _persistance) {
 615                 ground_echoes.erase(ground_echoes_iterator);
 616             } else {
 617 //                double test_brg = (*ground_echoes_iterator)->bearing;
 618 //                double bearing = test_brg * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 619 //                float angle = calcRelBearing(bearing, _view_heading);
 620                 double bumpinessFactor  = (*ground_echoes_iterator)->bumpiness;
 621                 float heading = get_heading();
 622                 if ( _display_mode == BSCAN ){
 623                     test_rng = (*ground_echoes_iterator)->elevation * 6;
 624                     test_brg = (*ground_echoes_iterator)->bearing;
 625                     angle = calcRelBearingDeg(test_brg, heading) * 6;
 626                     range = sqrt(test_rng * test_rng + angle * angle);
 627                     bearing = atan2(angle, test_rng);
 628                     //cout << "angle " << angle <<" bearing "
 629                     //    << bearing / SG_DEGREES_TO_RADIANS <<  endl;
 630                     echo_radius = (0.1 + (1.9 * bumpinessFactor)) * 240 * age_factor;
 631                 } else {
 632                     test_rng = (*ground_echoes_iterator)->range;
 633                     range = test_rng * SG_METER_TO_NM;
 634                     test_brg = (*ground_echoes_iterator)->bearing;
 635                     bearing = test_brg * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 636                     echo_radius = (0.1 + (1.9 * bumpinessFactor)) * 120 * age_factor;
 637                     bearing += _angle_offset;
 638                 }
 639
 640                 float radius = range * _scale;
 641                 //double heading = 90 * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 642                 //heading += _angle_offset;
 643
 644                 age_factor = 1;
 645
 646                 if (diff != 0)
 647                     age_factor = 1 - (0.5 * diff/_persistance);
 648
 649                 float size = echo_radius * UNIT;
 650
 651                 const osg::Vec2f texBase(3 * UNIT, 3 * UNIT);
 652                 osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 653                     * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 654                     * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 655                 addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 656
 657                 ++ground_echoes_iterator;
 658
 659                 //cout << "test bearing " << test_brg
 660                 //<< " test_rng " << test_rng * SG_METER_TO_NM
 661                 //<< " persistance " << _persistance
 662                 //<< endl;
 663             }
 664
 665         }
 666
 667     }
 668     if (!_ai_enabled_node->getBoolValue())
 669         return;
 670
 671     bool draw_echoes = _radar_position_node->getBoolValue();
 672     bool draw_symbols = _radar_symbol_node->getBoolValue();
 673     bool draw_data = _radar_data_node->getBoolValue();
 674     if (!draw_echoes && !draw_symbols && !draw_data)
 675         return;
 676
 677     double user_lat = _user_lat_node->getDoubleValue();
 678     double user_lon = _user_lon_node->getDoubleValue();
 679     double user_alt = _user_alt_node->getDoubleValue();
 680
 681     float limit = _radar_coverage_node->getFloatValue();
 682     if (limit > 180)
 683         limit = 180;
 684     else if (limit < 0)
 685         limit = 0;
 686     limit *= SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 687
 688     int selected_id = fgGetInt("/instrumentation/radar/selected-id", -1);
 689
 690     const SGPropertyNode *selected_ac = 0;
 691     const SGPropertyNode *ai = fgGetNode("/ai/models", true);
 692
 693     for (int i = ai->nChildren() - 1; i >= -1; i--) {
 694         const SGPropertyNode *model;
 695
 696         if (i < 0) { // last iteration: selected model
 697             model = selected_ac;
 698         } else {
 699             model = ai->getChild(i);
 700             if (!model->nChildren())
 701                 continue;
 702             if (model->getIntValue("id") == selected_id) {
 703                 selected_ac = model;  // save selected model for last iteration
 704                 continue;
 705             }
 706         }
 707         if (!model)
 708             continue;
 709
 710         double echo_radius, sigma;
 711         const string name = model->getName();
 712
 713         //cout << "name "<<name << endl;
 714         if (name == "aircraft" || name == "tanker")
 715             echo_radius = 1, sigma = 1;
 716         else if (name == "multiplayer" || name == "wingman" || name == "static")
 717             echo_radius = 1.5, sigma = 1;
 718         else if (name == "ship" || name == "carrier" || name == "escort" ||name == "storm")
 719             echo_radius = 1.5, sigma = 100;
 720         else if (name == "thermal")
 721             echo_radius = 2, sigma = 100;
 722         else if (name == "rocket")
 723             echo_radius = 0.1, sigma = 0.1;
 724         else if (name == "ballistic")
 725             echo_radius = 0.001, sigma = 0.001;
 726         else
 727             continue;
 728
 729         double lat = model->getDoubleValue("position/latitude-deg");
 730         double lon = model->getDoubleValue("position/longitude-deg");
 731         double alt = model->getDoubleValue("position/altitude-ft");
 732         double heading = model->getDoubleValue("orientation/true-heading-deg");
 733
 734         double range, bearing;
 735         calcRangeBearing(user_lat, user_lon, lat, lon, range, bearing);
 736         //cout << _antenna_ht << _interval<< endl;
 737         bool isVisible = withinRadarHorizon(user_alt, alt, range);
 738
 739         if (!isVisible)
 740             continue;
 741
 742         if (!inRadarRange(sigma, range))
 743             continue;
 744
 745         bearing *= SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 746         heading *= SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 747
 748         float radius = range * _scale;
 749         float angle = calcRelBearing(bearing, _view_heading);
 750
 751         if (angle > limit || angle < -limit)
 752             continue;
 753
 754         bearing += _angle_offset;
 755         heading += _angle_offset;
 756
 757         // pos mode
 758         if (draw_echoes) {
 759             float size = echo_radius * 120 * UNIT;
 760
 761             const osg::Vec2f texBase(3 * UNIT, 3 * UNIT);
 762             osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 763                 * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 764                 * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 765             addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 766         }
 767
 768         // data mode
 769         if (draw_symbols) {
 770             const osg::Vec2f texBase(0, 3 * UNIT);
 771             float size = 600 * UNIT;
 772             osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 773                 * wxRotate(heading - bearing)
 774                 * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 775                 * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 776             addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 777         }
 778
 779         if (draw_data || i < 0)  // selected one (i == -1) is always drawn
 780             update_data(model, alt, heading, radius, bearing, i < 0);
 781     }
 782 }
 783
 784
 785 void
 786 wxRadarBg::update_tacan()
 787 {
 788     // draw TACAN symbol
 789     int mode = _radar_mode_control_node->getIntValue();
 790     bool inRange = _tacan_in_range_node->getBoolValue();
 791
 792     if (mode != 1 || !inRange)
 793         return;
 794
 795     float size = 600 * UNIT;
 796     float radius = _tacan_distance_node->getFloatValue() * _scale;
 797     float angle = _tacan_bearing_node->getFloatValue() * SG_DEGREES_TO_RADIANS
 798         + _angle_offset;
 799
 800     const osg::Vec2f texBase(1 * UNIT, 3 * UNIT);
 801     osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 802         * wxRotate(-angle)
 803         * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 804         * wxRotate(angle) * _centerTrans);
 805     addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 806
 807     //SG_LOG(SG_GENERAL, SG_DEBUG, "Radar:     drawing TACAN"
 808     //        << " dist=" << radius
 809     //        << " view_heading=" << _view_heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 810     //        << " bearing=" << angle * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 811     //        << " x=" << x << " y="<< y
 812     //        << " size=" << size);
 813 }
 814
 815
 816 void
 817 wxRadarBg::update_heading_marker()
 818 {
 819     if (!_radar_hdg_marker_node->getBoolValue())
 820         return;
 821
 822     const osg::Vec2f texBase(2 * UNIT, 3 * UNIT);
 823     float size = 600 * UNIT;
 824     osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 825         * wxRotate(_view_heading + _angle_offset));
 826
 827     m *= _centerTrans;
 828     addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 829
 830     //SG_LOG(SG_GENERAL, SG_DEBUG, "Radar:   drawing heading marker"
 831     //        << " x,y " << x <<","<< y
 832     //        << " dist" << dist
 833     //        << " view_heading" << _view_heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 834     //        << " heading " << iradarEcho->heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 835     //        << " angle " << angle * SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 836 }
 837
 838
 839 void
 840 wxRadarBg::center_map()
 841 {
 842     _lat = _user_lat_node->getDoubleValue();
 843     _lon = _user_lon_node->getDoubleValue();
 844     _x_offset = _y_offset = 0;
 845 }
 846
 847
 848 void
 849 wxRadarBg::apply_map_offset()
 850 {
 851     double lat = _user_lat_node->getDoubleValue();
 852     double lon = _user_lon_node->getDoubleValue();
 853     double bearing, distance, az2;
 854     geo_inverse_wgs_84(_lat, _lon, lat, lon, &bearing, &az2, &distance);
 855     distance *= SG_METER_TO_NM * _scale;
 856     bearing *= SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 857     _x_offset += sin(bearing) * distance;
 858     _y_offset += cos(bearing) * distance;
 859     _lat = lat;
 860     _lon = lon;
 861 }
 862
 863
 864 bool
 865 wxRadarBg::withinRadarHorizon(double user_alt, double alt, double range_nm)
 866 {
 867     // Radar Horizon  = 1.23(ht^1/2 + hr^1/2),
 868     //don't allow negative altitudes (an approximation - yes altitudes can be negative)
 869     // Allow antenna ht to be set, but only on ground
 870     _antenna_ht = _Instrument->getDoubleValue("antenna-ht-ft");
 871
 872     if (user_alt <= 0)
 873         user_alt = _antenna_ht;
 874
 875     if (alt <= 0)
 876         alt = 0; // to allow some vertical extent of target
 877
 878     double radarhorizon = 1.23 * (sqrt(alt) + sqrt(user_alt));
 879 //    SG_LOG(SG_GENERAL, SG_ALERT, "Radar: radar horizon " << radarhorizon);
 880     return radarhorizon >= range_nm;
 881 }
 882
 883
 884 bool
 885 wxRadarBg::inRadarRange(double sigma, double range_nm)
 886 {
 887     //The Radar Equation:
 888     //
 889     // MaxRange^4 = (TxPower * AntGain^2 * lambda^2 * sigma)/((constant) * MDS)
 890     //
 891     // Where (constant) = (4*pi)3 and MDS is the Minimum Detectable Signal power.
 892     //
 893     // For a given radar we can assume that the only variable is sigma,
 894     // the target radar cross section.
 895     //
 896     // Here, we will use a normalised rcs (sigma) for a standard taget and assume that this
 897     // will provide a maximum range of 35nm;
 898     //
 899     // TODO - make the maximum range adjustable at runtime
 900
 901     double constant = _radar_ref_rng;
 902
 903     if (constant <= 0)
 904         constant = 35;
 905
 906     double maxrange = constant * pow(sigma, 0.25);
 907     //SG_LOG(SG_GENERAL, SG_DEBUG, "Radar: max range " << maxrange);
 908     return maxrange >= range_nm;
 909 }
 910
 911
 912 void
 913 wxRadarBg::calcRangeBearing(double lat, double lon, double lat2, double lon2,
 914                             double &range, double &bearing) const
 915 {
 916     // calculate the bearing and range of the second pos from the first
 917     double az2, distance;
 918     geo_inverse_wgs_84(lat, lon, lat2, lon2, &bearing, &az2, &distance);
 919     range = distance *= SG_METER_TO_NM;
 920 }
 921
 922
 923 float
 924 wxRadarBg::calcRelBearing(float bearing, float heading)
 925 {
 926     float angle = bearing - heading;
 927
 928     if (angle >= SG_PI)
 929         angle -= 2.0 * SG_PI;
 930
 931     if (angle < -SG_PI)
 932         angle += 2.0 * SG_PI;
 933
 934     return angle;
 935 }
 936
 937 float
 938 wxRadarBg::calcRelBearingDeg(float bearing, float heading)
 939 {
 940     float angle = bearing - heading;
 941
 942     if (angle >= 180)
 943         return angle -= 360;
 944
 945     if (angle < -180)
 946         return angle += 360;
 947
 948     return angle;
 949 }
 950
 951
 952 void
 953 wxRadarBg::updateFont()
 954 {
 955     float red = _font_node->getFloatValue("color/red");
 956     float green = _font_node->getFloatValue("color/green");
 957     float blue = _font_node->getFloatValue("color/blue");
 958     float alpha = _font_node->getFloatValue("color/alpha");
 959     _font_color.set(red, green, blue, alpha);
 960
 961     _font_size = _font_node->getFloatValue("size");
 962     _font_spacing = _font_size * _font_node->getFloatValue("line-spacing");
 963     string path = _font_node->getStringValue("name", DEFAULT_FONT);
 964
 965     SGPath tpath;
 966     if (path[0] != '/') {
 967         tpath = globals->get_fg_root();
 968         tpath.append("Fonts");
 969         tpath.append(path);
 970     } else {
 971         tpath = path;
 972     }
 973
 974 #if (FG_OSG_VERSION >= 21000)
 975     osg::ref_ptr<osgDB::ReaderWriter::Options> fontOptions = new osgDB::ReaderWriter::Options("monochrome");
 976     osg::ref_ptr<osgText::Font> font = osgText::readFontFile(tpath.c_str(), fontOptions.get());
 977 #else
 978     osg::ref_ptr<osgText::Font> font = osgText::readFontFile(tpath.c_str());
 979 #endif
 980
 981     if (font != 0) {
 982         _font = font;
 983         _font->setMinFilterHint(osg::Texture::NEAREST);
 984         _font->setMagFilterHint(osg::Texture::NEAREST);
 985         _font->setGlyphImageMargin(0);
 986         _font->setGlyphImageMarginRatio(0);
 987     }
 988 }
 989
 990 void
 991 wxRadarBg::valueChanged(SGPropertyNode*)
 992 {
 993     updateFont();
 994 }
 995