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