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