src/Instrumentation/wxradar.cxx

   1 // Wx Radar background texture
   2 //
   3 // Written by Harald JOHNSEN, started May 2005.
   4 // With major amendments by Vivian MEAZZA May 2007
   5 // Ported to OSG by Tim Moore Jun 2007
   6 //
   7 //
   8 // Copyright (C) 2005  Harald JOHNSEN
   9 //
  10 // This program is free software; you can redistribute it and/or
  11 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
  12 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  13 // License, or (at your option) any later version.
  14 //
  15 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  16 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  18 // General Public License for more details.
  19 //
  20 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  21 // along with this program; if not, write to the Free Software
  22 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  23 //
  24 //
  25
  26 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  27 #  include "config.h"
  28 #endif
  29
  30 #include <osg/Array>
  31 #include <osg/Geometry>
  32 #include <osg/Matrixf>
  33 #include <osg/PrimitiveSet>
  34 #include <osg/StateSet>
  35 #include <osg/Version>
  36 #include <osgDB/ReaderWriter>
  37 #include <osgDB/WriteFile>
  38
  39 #include <simgear/constants.h>
  40 #include <simgear/misc/sg_path.hxx>
  41 #include <simgear/scene/model/model.hxx>
  42 #include <simgear/structure/exception.hxx>
  43 #include <simgear/misc/sg_path.hxx>
  44 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  45
  46 #include <sstream>
  47 #include <iomanip>
  48 using std::stringstream;
  49 using std::endl;
  50 using std::setprecision;
  51 using std::fixed;
  52 using std::setw;
  53 using std::setfill;
  54
  55 #include <Main/fg_props.hxx>
  56 #include <Main/globals.hxx>
  57 #include <Cockpit/panel.hxx>
  58
  59 #include "instrument_mgr.hxx"
  60 #include "od_gauge.hxx"
  61 #include "wxradar.hxx"
  62
  63 #include <iostream>             // for cout, endl
  64
  65 using std::cout;
  66 using std::endl;
  67
  68 static const float UNIT = 1.0f / 8.0f;  // 8 symbols in a row/column in the texture
  69 static const char *DEFAULT_FONT = "typewriter.txf";
  70
  71 wxRadarBg::wxRadarBg(SGPropertyNode *node) :
  72     _name(node->getStringValue("name", "radar")),
  73     _num(node->getIntValue("number", 0)),
  74     _time(0.0),
  75     _interval(node->getDoubleValue("update-interval-sec", 1.0)),
  76     _elapsed_time(0),
  77     _persistance(0),
  78     _sim_init_done(false),
  79     _odg(0),
  80     _range_nm(0),
  81     _scale(0),
  82     _angle_offset(0),
  83     _view_heading(0),
  84     _x_offset(0),
  85     _y_offset(0),
  86     _radar_ref_rng(0),
  87     _lat(0),
  88     _lon(0),
  89     _antenna_ht(node->getDoubleValue("antenna-ht-ft", 0.0)),
  90     _resultTexture(0),
  91     _wxEcho(0),
  92     _font_size(0),
  93     _font_spacing(0)
  94 {
  95     string branch;
  96     branch = "/instrumentation/" + _name;
  97     _Instrument = fgGetNode(branch.c_str(), _num, true);
  98
  99     const char *tacan_source = node->getStringValue("tacan-source", "/instrumentation/tacan");
 100     _Tacan = fgGetNode(tacan_source, true);
 101
 102     _font_node = _Instrument->getNode("font", true);
 103
 104 #define INITFONT(p, val, type) if (!_font_node->hasValue(p)) _font_node->set##type##Value(p, val)
 105     INITFONT("name", DEFAULT_FONT, String);
 106     INITFONT("size", 8, Float);
 107     INITFONT("line-spacing", 0.25, Float);
 108     INITFONT("color/red", 0, Float);
 109     INITFONT("color/green", 0.8, Float);
 110     INITFONT("color/blue", 0, Float);
 111     INITFONT("color/alpha", 1, Float);
 112 #undef INITFONT
 113
 114     _font_node->addChangeListener(this, true);
 115 }
 116
 117
 118 wxRadarBg::~wxRadarBg ()
 119 {
 120     _font_node->removeChangeListener(this);
 121 }
 122
 123
 124 void
 125 wxRadarBg::init ()
 126 {
 127     _serviceable_node = _Instrument->getNode("serviceable", true);
 128
 129     // texture name to use in 2D and 3D instruments
 130     _texture_path = _Instrument->getStringValue("radar-texture-path",
 131         "Aircraft/Instruments/Textures/od_wxradar.rgb");
 132     _resultTexture = FGTextureManager::createTexture(_texture_path.c_str(), false);
 133
 134     string path = _Instrument->getStringValue("echo-texture-path",
 135         "Aircraft/Instruments/Textures/wxecho.rgb");
 136     SGPath tpath = globals->resolve_aircraft_path(path);
 137
 138     // no mipmap or else alpha will mix with pixels on the border of shapes, ruining the effect
 139     _wxEcho = SGLoadTexture2D(tpath, NULL, false, false);
 140
 141
 142     _Instrument->setFloatValue("trk", 0.0);
 143     _Instrument->setFloatValue("tilt", 0.0);
 144     _Instrument->setStringValue("status", "");
 145     // those properties are used by a radar instrument of a MFD
 146     // input switch = OFF | TST | STBY | ON
 147     // input mode = WX | WXA | MAP
 148     // output status = STBY | TEST | WX | WXA | MAP | blank
 149     // input lightning = true | false
 150     // input TRK = +/- n degrees
 151     // input TILT = +/- n degree
 152     // input autotilt = true | false
 153     // input range = n nm (20/40/80)
 154     // input display-mode = arc | rose | map | plan
 155
 156     FGInstrumentMgr *imgr = (FGInstrumentMgr *)globals->get_subsystem("instrumentation");
 157     _odg = (FGODGauge *)imgr->get_subsystem("od_gauge");
 158     _odg->setSize(512);
 159
 160     _ai_enabled_node = fgGetNode("/sim/ai/enabled", true);
 161
 162     _user_lat_node = fgGetNode("/position/latitude-deg", true);
 163     _user_lon_node = fgGetNode("/position/longitude-deg", true);
 164     _user_alt_node = fgGetNode("/position/altitude-ft", true);
 165
 166     _user_speed_east_fps_node   = fgGetNode("/velocities/speed-east-fps", true);
 167     _user_speed_north_fps_node  = fgGetNode("/velocities/speed-north-fps", true);
 168
 169     _tacan_serviceable_node = _Tacan->getNode("serviceable", true);
 170     _tacan_distance_node    = _Tacan->getNode("indicated-distance-nm", true);
 171     _tacan_name_node        = _Tacan->getNode("name", true);
 172     _tacan_bearing_node     = _Tacan->getNode("indicated-bearing-true-deg", true);
 173     _tacan_in_range_node    = _Tacan->getNode("in-range", true);
 174
 175     _radar_mode_control_node = _Instrument->getNode("mode-control", true);
 176     _radar_coverage_node     = _Instrument->getNode("limit-deg", true);
 177     _radar_ref_rng_node      = _Instrument->getNode("reference-range-nm", true);
 178     _radar_hdg_marker_node   = _Instrument->getNode("heading-marker", true);
 179
 180     SGPropertyNode *n = _Instrument->getNode("display-controls", true);
 181     _radar_weather_node     = n->getNode("WX", true);
 182     _radar_position_node    = n->getNode("pos", true);
 183     _radar_data_node        = n->getNode("data", true);
 184     _radar_symbol_node      = n->getNode("symbol", true);
 185     _radar_centre_node      = n->getNode("centre", true);
 186     _radar_rotate_node      = n->getNode("rotate", true);
 187     _radar_tcas_node        = n->getNode("tcas", true);
 188     _radar_absalt_node      = n->getNode("abs-altitude", 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 #if 0
 382         //TODO FIXME Mask below (only used for ARC mode) isn't properly aligned, i.e.
 383         // it assumes the a/c position at the center of the display - though it's somewhere at
 384         // bottom part for ARC mode.
 385         // The mask hadn't worked at all for a while (probably since the OSG port) due to
 386         // another bug (which is fixed now). Now, the mask is disabled completely until s.o.
 387         // adapted the coordinates below. And the mask is only really useful to limit displayed
 388         // weather blobs (not support yet).
 389         // Aircraft echos are already limited properly through wxradar's "limit-deg" property.
 390         {
 391             osg::DrawArrays *maskPSet
 392                 = static_cast<osg::DrawArrays*>(_geom->getPrimitiveSet(1));
 393             osg::DrawArrays *trimaskPSet
 394                 = static_cast<osg::DrawArrays*>(_geom->getPrimitiveSet(2));
 395
 396             if (_display_mode == ARC) {
 397                 // erase what is out of sight of antenna
 398                 /*
 399                 |\     /|
 400                 | \   / |
 401                 |  \ /  |
 402                 ---------
 403                 |       |
 404                 |       |
 405                 ---------
 406                 */
 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                 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, 3 * 4);
 448
 449             } else
 450             {
 451                 maskPSet->set(osg::PrimitiveSet::QUADS, 0, 0);
 452                 trimaskPSet->set(osg::PrimitiveSet::TRIANGLES, 0, 0);
 453             }
 454
 455             maskPSet->dirty();
 456             trimaskPSet->dirty();
 457         }
 458 #endif
 459
 460         // remember index of next vertex
 461         int vIndex = _vertices->size();
 462
 463         update_weather();
 464
 465         osg::DrawArrays *quadPSet
 466             = static_cast<osg::DrawArrays*>(_geom->getPrimitiveSet(0));
 467
 468         update_aircraft();
 469         update_tacan();
 470         update_heading_marker();
 471
 472         // draw all new vertices are quads
 473         quadPSet->set(osg::PrimitiveSet::QUADS, vIndex, _vertices->size()-vIndex);
 474         quadPSet->dirty();
 475     }
 476 }
 477
 478
 479 void
 480 wxRadarBg::update_weather()
 481 {
 482     string modeButton = _Instrument->getStringValue("mode", "WX");
 483 // FIXME: implementation of radar echoes missing
 484 //    _radarEchoBuffer = *sgEnviro.get_radar_echo();
 485
 486     // pretend we have a scan angle bigger then the FOV
 487     // TODO:check real fov, enlarge if < nn, and do clipping if > mm
 488 //    const float fovFactor = 1.45f;
 489     _Instrument->setStringValue("status", modeButton.c_str());
 490
 491 // FIXME: implementation of radar echoes missing
 492 #if 0
 493     list_of_SGWxRadarEcho *radarEcho = &_radarEchoBuffer;
 494     list_of_SGWxRadarEcho::iterator iradarEcho, end = radarEcho->end();
 495     const float LWClevel[] = { 0.1f, 0.5f, 2.1f };
 496
 497     // draw the cloud radar echo
 498     bool drawClouds = _radar_weather_node->getBoolValue();
 499     if (drawClouds) {
 500
 501         // we do that in 3 passes, one for each color level
 502         // this is to 'merge' same colors together
 503         for (int level = 0; level <= 2; level++) {
 504             float col = level * UNIT;
 505
 506             for (iradarEcho = radarEcho->begin(); iradarEcho != end; ++iradarEcho) {
 507                 int cloudId = iradarEcho->cloudId;
 508                 bool upgrade = (cloudId >> 5) & 1;
 509                 float lwc = iradarEcho->LWC + (upgrade ? 1.0f : 0.0f);
 510
 511                 // skip ns
 512                 if (iradarEcho->LWC >= 0.5 && iradarEcho->LWC <= 0.6)
 513                     continue;
 514
 515                 if (iradarEcho->lightning || lwc < LWClevel[level])
 516                     continue;
 517
 518                 float radius = sqrt(iradarEcho->dist) * SG_METER_TO_NM * _scale;
 519                 float size = iradarEcho->radius * 2.0 * SG_METER_TO_NM * _scale;
 520
 521                 if (radius - size > 180)
 522                     continue;
 523
 524                 float angle = (iradarEcho->heading - _angle_offset) //* fovFactor
 525                     + 0.5 * SG_PI;
 526
 527                 // Rotate echo into position, and rotate echo to have
 528                 // a constant orientation towards the
 529                 // airplane. Compass headings increase in clockwise
 530                 // direction, while graphics rotations follow
 531                 // right-hand (counter-clockwise) rule.
 532                 const osg::Vec2f texBase(col, (UNIT * (float) (4 + (cloudId & 3))));
 533
 534                 osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 535                     * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 536                     * wxRotate(angle) * _centerTrans);
 537                 addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 538
 539                 //SG_LOG(SG_GENERAL, SG_DEBUG, "Radar: drawing clouds"
 540                 //        << " ID=" << cloudId
 541                 //        << " x=" << x
 542                 //        << " y="<< y
 543                 //        << " radius=" << radius
 544                 //        << " view_heading=" << _view_heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 545                 //        << " heading=" << iradarEcho->heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 546                 //        << " angle=" << angle * SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 547             }
 548         }
 549     }
 550
 551     // draw lightning echos
 552     bool drawLightning = _Instrument->getBoolValue("lightning", true);
 553     if (drawLightning) {
 554         const osg::Vec2f texBase(3 * UNIT, 4 * UNIT);
 555
 556         for (iradarEcho = radarEcho->begin(); iradarEcho != end; ++iradarEcho) {
 557             if (!iradarEcho->lightning)
 558                 continue;
 559
 560             float size = UNIT * 0.5f;
 561             float radius = iradarEcho->dist * _scale;
 562             float angle = iradarEcho->heading * SG_DEGREES_TO_RADIANS
 563                 - _angle_offset;
 564
 565             osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 566                 * wxRotate(-angle)
 567                 * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 568                 * wxRotate(angle) * _centerTrans);
 569             addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 570         }
 571     }
 572 #endif
 573 }
 574
 575
 576 void
 577 wxRadarBg::update_data(const SGPropertyNode *ac, double altitude, double heading,
 578                        double radius, double bearing, bool selected)
 579 {
 580     osgText::Text *callsign = new osgText::Text;
 581     callsign->setFont(_font.get());
 582     callsign->setFontResolution(12, 12);
 583     callsign->setCharacterSize(_font_size);
 584     callsign->setColor(selected ? osg::Vec4(1, 1, 1, 1) : _font_color);
 585     osg::Matrixf m(wxRotate(-bearing)
 586         * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 587         * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 588
 589     osg::Vec3 pos = m.preMult(osg::Vec3(16, 16, 0));
 590     // cast to int's, otherwise text comes out ugly
 591     callsign->setPosition(osg::Vec3((int)pos.x(), (int)pos.y(), 0));
 592     callsign->setAlignment(osgText::Text::LEFT_BOTTOM_BASE_LINE);
 593     callsign->setLineSpacing(_font_spacing);
 594
 595     const char *identity = ac->getStringValue("transponder-id");
 596     if (!identity[0])
 597         identity = ac->getStringValue("callsign");
 598
 599     stringstream text;
 600     text << identity << endl
 601         << setprecision(0) << fixed
 602         << setw(3) << setfill('0') << heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES << "\xB0 "
 603         << setw(0) << altitude << "ft" << endl
 604         << ac->getDoubleValue("velocities/true-airspeed-kt") << "kts";
 605
 606     callsign->setText(text.str());
 607     _textGeode->addDrawable(callsign);
 608 }
 609
 610
 611 void
 612 wxRadarBg::update_aircraft()
 613 {
 614     double diff;
 615     double age_factor = 1.0;
 616     double test_rng;
 617     double test_brg;
 618     double range;
 619     double bearing;
 620     float echo_radius;
 621     double angle;
 622
 623     if (!ground_echoes.empty()){
 624         ground_echoes_iterator = ground_echoes.begin();
 625
 626         while(ground_echoes_iterator != ground_echoes.end()) {
 627             diff = _elapsed_time - (*ground_echoes_iterator)->elapsed_time;
 628
 629             if( diff > _persistance) {
 630                 ground_echoes.erase(ground_echoes_iterator++);
 631             } else {
 632 //                double test_brg = (*ground_echoes_iterator)->bearing;
 633 //                double bearing = test_brg * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 634 //                float angle = calcRelBearing(bearing, _view_heading);
 635                 double bumpinessFactor  = (*ground_echoes_iterator)->bumpiness;
 636                 float heading = fgGetDouble("/orientation/heading-deg");
 637                 if ( _display_mode == BSCAN ){
 638                     test_rng = (*ground_echoes_iterator)->elevation * 6;
 639                     test_brg = (*ground_echoes_iterator)->bearing;
 640                     angle = calcRelBearingDeg(test_brg, heading) * 6;
 641                     range = sqrt(test_rng * test_rng + angle * angle);
 642                     bearing = atan2(angle, test_rng);
 643                     //cout << "angle " << angle <<" bearing "
 644                     //    << bearing / SG_DEGREES_TO_RADIANS <<  endl;
 645                     echo_radius = (0.1 + (1.9 * bumpinessFactor)) * 240 * age_factor;
 646                 } else {
 647                     test_rng = (*ground_echoes_iterator)->range;
 648                     range = test_rng * SG_METER_TO_NM;
 649                     test_brg = (*ground_echoes_iterator)->bearing;
 650                     bearing = test_brg * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 651                     echo_radius = (0.1 + (1.9 * bumpinessFactor)) * 120 * age_factor;
 652                     bearing += _angle_offset;
 653                 }
 654
 655                 float radius = range * _scale;
 656                 //double heading = 90 * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 657                 //heading += _angle_offset;
 658
 659                 age_factor = 1;
 660
 661                 if (diff != 0)
 662                     age_factor = 1 - (0.5 * diff/_persistance);
 663
 664                 float size = echo_radius * UNIT;
 665
 666                 const osg::Vec2f texBase(3 * UNIT, 3 * UNIT);
 667                 osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 668                     * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 669                     * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 670                 addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 671
 672                 ++ground_echoes_iterator;
 673
 674                 //cout << "test bearing " << test_brg
 675                 //<< " test_rng " << test_rng * SG_METER_TO_NM
 676                 //<< " persistance " << _persistance
 677                 //<< endl;
 678             }
 679
 680         }
 681
 682     }
 683     if (!_ai_enabled_node->getBoolValue())
 684         return;
 685
 686     bool draw_tcas     = _radar_tcas_node->getBoolValue();
 687     bool draw_absolute = _radar_absalt_node->getBoolValue();
 688     bool draw_echoes   = _radar_position_node->getBoolValue();
 689     bool draw_symbols  = _radar_symbol_node->getBoolValue();
 690     bool draw_data     = _radar_data_node->getBoolValue();
 691     if (!draw_echoes && !draw_symbols && !draw_data)
 692         return;
 693
 694     double user_lat = _user_lat_node->getDoubleValue();
 695     double user_lon = _user_lon_node->getDoubleValue();
 696     double user_alt = _user_alt_node->getDoubleValue();
 697
 698     float limit = _radar_coverage_node->getFloatValue();
 699     if (limit > 180)
 700         limit = 180;
 701     else if (limit < 0)
 702         limit = 0;
 703     limit *= SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 704
 705     int selected_id = fgGetInt("/instrumentation/radar/selected-id", -1);
 706
 707     const SGPropertyNode *selected_ac = 0;
 708     const SGPropertyNode *ai = fgGetNode("/ai/models", true);
 709
 710     for (int i = ai->nChildren() - 1; i >= -1; i--) {
 711         const SGPropertyNode *model;
 712
 713         if (i < 0) { // last iteration: selected model
 714             model = selected_ac;
 715         } else {
 716             model = ai->getChild(i);
 717             if (!model->nChildren())
 718                 continue;
 719             if ((model->getIntValue("id") == selected_id)&&
 720                 (!draw_tcas)) {
 721                 selected_ac = model;  // save selected model for last iteration
 722                 continue;
 723             }
 724         }
 725         if (!model)
 726             continue;
 727
 728         double echo_radius, sigma;
 729         const string name = model->getName();
 730
 731         //cout << "name "<<name << endl;
 732         if (name == "aircraft" || name == "tanker")
 733             echo_radius = 1, sigma = 1;
 734         else if (name == "multiplayer" || name == "wingman" || name == "static")
 735             echo_radius = 1.5, sigma = 1;
 736         else if (name == "ship" || name == "carrier" || name == "escort" ||name == "storm")
 737             echo_radius = 1.5, sigma = 100;
 738         else if (name == "thermal")
 739             echo_radius = 2, sigma = 100;
 740         else if (name == "rocket")
 741             echo_radius = 0.1, sigma = 0.1;
 742         else if (name == "ballistic")
 743             echo_radius = 0.001, sigma = 0.001;
 744         else
 745             continue;
 746
 747         double lat = model->getDoubleValue("position/latitude-deg");
 748         double lon = model->getDoubleValue("position/longitude-deg");
 749         double alt = model->getDoubleValue("position/altitude-ft");
 750         double heading = model->getDoubleValue("orientation/true-heading-deg");
 751
 752         double range, bearing;
 753         calcRangeBearing(user_lat, user_lon, lat, lon, range, bearing);
 754         //cout << _antenna_ht << _interval<< endl;
 755         bool isVisible = withinRadarHorizon(user_alt, alt, range);
 756
 757         if (!isVisible)
 758             continue;
 759
 760         if (!inRadarRange(sigma, range))
 761             continue;
 762
 763         bearing *= SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 764         heading *= SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 765
 766         float radius = range * _scale;
 767         float angle = calcRelBearing(bearing, _view_heading);
 768
 769         if (angle > limit || angle < -limit)
 770             continue;
 771
 772         bearing += _angle_offset;
 773         heading += _angle_offset;
 774
 775         bool is_tcas_contact = false;
 776         if (draw_tcas)
 777         {
 778             is_tcas_contact = update_tcas(model,range,user_alt,alt,bearing,radius,draw_absolute);
 779         }
 780
 781         // pos mode
 782         if (draw_echoes && (!is_tcas_contact)) {
 783             float size = echo_radius * 120 * UNIT;
 784
 785             const osg::Vec2f texBase(3 * UNIT, 3 * UNIT);
 786             osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 787                 * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 788                 * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 789             addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 790         }
 791
 792         // data mode
 793         if (draw_symbols && (!draw_tcas)) {
 794             const osg::Vec2f texBase(0, 3 * UNIT);
 795             float size = 600 * UNIT;
 796             osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 797                 * wxRotate(heading - bearing)
 798                 * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 799                 * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 800             addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 801         }
 802
 803         if ((draw_data || i < 0)&&  // selected one (i == -1) is always drawn
 804             ((!draw_tcas)||(is_tcas_contact)||(draw_echoes)))
 805             update_data(model, alt, heading, radius, bearing, i < 0);
 806     }
 807 }
 808
 809 /** Update TCAS display.
 810  * Return true when processed as TCAS contact, false otherwise. */
 811 bool
 812 wxRadarBg::update_tcas(const SGPropertyNode *model,double range,double user_alt,double alt,
 813                        double bearing,double radius,bool absMode)
 814 {
 815     int threatLevel=0;
 816     {
 817         // update TCAS symbol
 818         osg::Vec2f texBase;
 819         threatLevel = model->getIntValue("tcas/threat-level",-1);
 820         if (threatLevel == -1)
 821         {
 822             // no TCAS information (i.e. no transponder) => not visible to TCAS
 823             return false;
 824         }
 825         int row = 7 - threatLevel;
 826         int col = 4;
 827         double vspeed = model->getDoubleValue("velocities/vertical-speed-fps");
 828         if (vspeed < -3.0) // descending
 829             col+=1;
 830         else
 831         if (vspeed > 3.0) // climbing
 832             col+=2;
 833         texBase = osg::Vec2f(col*UNIT,row * UNIT);
 834         float size = 200 * UNIT;
 835             osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 836                 * wxRotate(-bearing)
 837                 * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 838                 * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 839             addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 840     }
 841
 842     {
 843         // update TCAS data
 844         osgText::Text *altStr = new osgText::Text;
 845         altStr->setFont(_font.get());
 846         altStr->setFontResolution(12, 12);
 847         altStr->setCharacterSize(_font_size);
 848         altStr->setColor(_tcas_colors[threatLevel]);
 849         osg::Matrixf m(wxRotate(-bearing)
 850             * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 851             * wxRotate(bearing) * _centerTrans);
 852
 853         osg::Vec3 pos = m.preMult(osg::Vec3(16, 16, 0));
 854         // cast to int's, otherwise text comes out ugly
 855         altStr->setLineSpacing(_font_spacing);
 856
 857         stringstream text;
 858         altStr->setAlignment(osgText::Text::LEFT_CENTER);
 859         int altDif = (alt-user_alt+50)/100;
 860         char sign = 0;
 861         int dy=0;
 862         if (altDif>=0)
 863         {
 864             sign='+';
 865             dy=2;
 866         }
 867         else
 868         if (altDif<0)
 869         {
 870             sign='-';
 871             altDif = -altDif;
 872             dy=-30;
 873         }
 874         altStr->setPosition(osg::Vec3((int)pos.x()-30, (int)pos.y()+dy, 0));
 875         if (absMode)
 876         {
 877             // absolute altitude display
 878             text << setprecision(0) << fixed
 879                  << setw(3) << setfill('0') << alt/100 << endl;
 880         }
 881         else // relative altitude display
 882         if (sign)
 883         {
 884             text << sign
 885                  << setprecision(0) << fixed
 886                  << setw(2) << setfill('0') << altDif << endl;
 887         }
 888
 889         altStr->setText(text.str());
 890         _textGeode->addDrawable(altStr);
 891     }
 892
 893     return true;
 894 }
 895
 896 void
 897 wxRadarBg::update_tacan()
 898 {
 899     // draw TACAN symbol
 900     int mode = _radar_mode_control_node->getIntValue();
 901     bool inRange = _tacan_in_range_node->getBoolValue();
 902
 903     if (mode != 1 || !inRange)
 904         return;
 905
 906     float size = 600 * UNIT;
 907     float radius = _tacan_distance_node->getFloatValue() * _scale;
 908     float angle = _tacan_bearing_node->getFloatValue() * SG_DEGREES_TO_RADIANS
 909         + _angle_offset;
 910
 911     const osg::Vec2f texBase(1 * UNIT, 3 * UNIT);
 912     osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 913         * wxRotate(-angle)
 914         * osg::Matrixf::translate(0.0f, radius, 0.0f)
 915         * wxRotate(angle) * _centerTrans);
 916     addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 917
 918     //SG_LOG(SG_GENERAL, SG_DEBUG, "Radar:     drawing TACAN"
 919     //        << " dist=" << radius
 920     //        << " view_heading=" << _view_heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 921     //        << " bearing=" << angle * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 922     //        << " x=" << x << " y="<< y
 923     //        << " size=" << size);
 924 }
 925
 926
 927 void
 928 wxRadarBg::update_heading_marker()
 929 {
 930     if (!_radar_hdg_marker_node->getBoolValue())
 931         return;
 932
 933     const osg::Vec2f texBase(2 * UNIT, 3 * UNIT);
 934     float size = 600 * UNIT;
 935     osg::Matrixf m(osg::Matrixf::scale(size, size, 1.0f)
 936         * wxRotate(_view_heading + _angle_offset));
 937
 938     m *= _centerTrans;
 939     addQuad(_vertices, _texCoords, m, texBase);
 940
 941     //SG_LOG(SG_GENERAL, SG_DEBUG, "Radar:   drawing heading marker"
 942     //        << " x,y " << x <<","<< y
 943     //        << " dist" << dist
 944     //        << " view_heading" << _view_heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 945     //        << " heading " << iradarEcho->heading * SG_RADIANS_TO_DEGREES
 946     //        << " angle " << angle * SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 947 }
 948
 949
 950 void
 951 wxRadarBg::center_map()
 952 {
 953     _lat = _user_lat_node->getDoubleValue();
 954     _lon = _user_lon_node->getDoubleValue();
 955     _x_offset = _y_offset = 0;
 956 }
 957
 958
 959 void
 960 wxRadarBg::apply_map_offset()
 961 {
 962     double lat = _user_lat_node->getDoubleValue();
 963     double lon = _user_lon_node->getDoubleValue();
 964     double bearing, distance, az2;
 965     geo_inverse_wgs_84(_lat, _lon, lat, lon, &bearing, &az2, &distance);
 966     distance *= SG_METER_TO_NM * _scale;
 967     bearing *= SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 968     _x_offset += sin(bearing) * distance;
 969     _y_offset += cos(bearing) * distance;
 970     _lat = lat;
 971     _lon = lon;
 972 }
 973
 974
 975 bool
 976 wxRadarBg::withinRadarHorizon(double user_alt, double alt, double range_nm)
 977 {
 978     // Radar Horizon  = 1.23(ht^1/2 + hr^1/2),
 979     //don't allow negative altitudes (an approximation - yes altitudes can be negative)
 980     // Allow antenna ht to be set, but only on ground
 981     _antenna_ht = _Instrument->getDoubleValue("antenna-ht-ft");
 982
 983     if (user_alt <= 0)
 984         user_alt = _antenna_ht;
 985
 986     if (alt <= 0)
 987         alt = 0; // to allow some vertical extent of target
 988
 989     double radarhorizon = 1.23 * (sqrt(alt) + sqrt(user_alt));
 990 //    SG_LOG(SG_GENERAL, SG_ALERT, "Radar: radar horizon " << radarhorizon);
 991     return radarhorizon >= range_nm;
 992 }
 993
 994
 995 bool
 996 wxRadarBg::inRadarRange(double sigma, double range_nm)
 997 {
 998     //The Radar Equation:
 999     //
1000     // MaxRange^4 = (TxPower * AntGain^2 * lambda^2 * sigma)/((constant) * MDS)
1001     //
1002     // Where (constant) = (4*pi)3 and MDS is the Minimum Detectable Signal power.
1003     //
1004     // For a given radar we can assume that the only variable is sigma,
1005     // the target radar cross section.
1006     //
1007     // Here, we will use a normalised rcs (sigma) for a standard taget and assume that this
1008     // will provide a maximum range of 35nm;
1009     //
1010     // TODO - make the maximum range adjustable at runtime
1011
1012     double constant = _radar_ref_rng;
1013
1014     if (constant <= 0)
1015         constant = 35;
1016
1017     double maxrange = constant * pow(sigma, 0.25);
1018     //SG_LOG(SG_GENERAL, SG_DEBUG, "Radar: max range " << maxrange);
1019     return maxrange >= range_nm;
1020 }
1021
1022
1023 void
1024 wxRadarBg::calcRangeBearing(double lat, double lon, double lat2, double lon2,
1025                             double &range, double &bearing) const
1026 {
1027     // calculate the bearing and range of the second pos from the first
1028     double az2, distance;
1029     geo_inverse_wgs_84(lat, lon, lat2, lon2, &bearing, &az2, &distance);
1030     range = distance *= SG_METER_TO_NM;
1031 }
1032
1033
1034 float
1035 wxRadarBg::calcRelBearing(float bearing, float heading)
1036 {
1037     float angle = bearing - heading;
1038
1039     if (angle >= SG_PI)
1040         angle -= 2.0 * SG_PI;
1041
1042     if (angle < -SG_PI)
1043         angle += 2.0 * SG_PI;
1044
1045     return angle;
1046 }
1047
1048 float
1049 wxRadarBg::calcRelBearingDeg(float bearing, float heading)
1050 {
1051     float angle = bearing - heading;
1052
1053     if (angle >= 180)
1054         return angle -= 360;
1055
1056     if (angle < -180)
1057         return angle += 360;
1058
1059     return angle;
1060 }
1061
1062
1063 void
1064 wxRadarBg::updateFont()
1065 {
1066     float red = _font_node->getFloatValue("color/red");
1067     float green = _font_node->getFloatValue("color/green");
1068     float blue = _font_node->getFloatValue("color/blue");
1069     float alpha = _font_node->getFloatValue("color/alpha");
1070     _font_color.set(red, green, blue, alpha);
1071
1072     _font_size = _font_node->getFloatValue("size");
1073     _font_spacing = _font_size * _font_node->getFloatValue("line-spacing");
1074     string path = _font_node->getStringValue("name", DEFAULT_FONT);
1075
1076     SGPath tpath;
1077     if (path[0] != '/') {
1078         tpath = globals->get_fg_root();
1079         tpath.append("Fonts");
1080         tpath.append(path);
1081     } else {
1082         tpath = path;
1083     }
1084
1085 #if (FG_OSG_VERSION >= 21000)
1086     osg::ref_ptr<osgDB::ReaderWriter::Options> fontOptions = new osgDB::ReaderWriter::Options("monochrome");
1087     osg::ref_ptr<osgText::Font> font = osgText::readFontFile(tpath.c_str(), fontOptions.get());
1088 #else
1089     osg::ref_ptr<osgText::Font> font = osgText::readFontFile(tpath.c_str());
1090 #endif
1091
1092     if (font != 0) {
1093         _font = font;
1094         _font->setMinFilterHint(osg::Texture::NEAREST);
1095         _font->setMagFilterHint(osg::Texture::NEAREST);
1096         _font->setGlyphImageMargin(0);
1097         _font->setGlyphImageMarginRatio(0);
1098     }
1099
1100     for (int i=0;i<4;i++)
1101     {
1102         const float defaultColors[4][3] = {{0,1,1},{0,1,1},{1,0.5,0},{1,0,0}};
1103         SGPropertyNode_ptr color_node = _font_node->getNode("tcas/color",i,true);
1104         float red   = color_node->getFloatValue("red",defaultColors[i][0]);
1105         float green = color_node->getFloatValue("green",defaultColors[i][1]);
1106         float blue  = color_node->getFloatValue("blue",defaultColors[i][2]);
1107         float alpha = color_node->getFloatValue("alpha",1);
1108         _tcas_colors[i]=osg::Vec4(red, green, blue, alpha);
1109     }
1110 }
1111
1112 void
1113 wxRadarBg::valueChanged(SGPropertyNode*)
1114 {
1115     updateFont();
1116     _time = _interval;
1117 }
1118