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