CN109343008A - 气象雷达显示组件 - Google Patents

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CN109343008A
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宋青
钱雪佳
钱珏
张新
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China Aeronautical Radio Electronics Research Institute
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Abstract

本发明公开了一种气象雷达显示组件，实施以下程序步骤：创建一个列数为CountX、行数为CountY的矩形纹理；根据接收到的气象雷达扫描角度将该角度的颜色信息对应到矩形纹理的行上，然后依次读取CountX个显示颜色索引，按索引更新矩形纹理中对应行的像素数据，通过子纹理更新的方式更新原矩形纹理；绘制气象雷达显示图形，将矩形纹理中的行映射到气象雷达显示图形中对应的扇形上；根据显示需求对气象雷达显示纹理进行平移或缩放完成显示。本发明为航空显示系统提供了一种实时、高效的气象雷达显示实现方法。

Description

气象雷达显示组件
技术领域
本发明涉及机载设备中气象信息显示技术。
背景技术
气象条件与航空飞行安全密切相关，在导航画面上叠加气象雷达图用于实时直观展现航空器所处的气象环境已经成为国际上民航飞机显示画面的经典设计，应用机型广泛，可重用于以后各型飞机研制中。
气象雷达扫描数据信息量大，探测目标显示颜色多样，显示区域不规则，迫切需要一种高效简便的方法可以实时处理雷达扫描数据，进行平滑显示。
发明内容
本发明的发明目的在于提供了一种气象雷达显示组件，可实现气象雷达实时扫描角度的目标颜色信息动态显示。
本发明的发明目的通过以下技术方案实现；
一种气象雷达显示组件，实施以下程序步骤：
(1)创建一个列数为CountX、行数为CountY的矩形纹理；
(2)根据接收到的气象雷达数据计算扫描角度，将该角度的颜色信息对应到矩形纹理的行上，然后依次读取CountX个显示颜色索引，按索引更新矩形纹理中对应行的像素数据，通过子纹理更新的方式更新原矩形纹理；
(3)绘制气象雷达显示图形；其中，所述气象雷达显示为半圆形，角度方向由CountY个扇形组成，半径方向由CountX个颜色区域组成，每个角度径向由圆心向外依次显示雷达当前扫描角度扫描到的CountX个目标等级颜色；将矩形纹理中的各行依次映射到气象雷达显示图形中对应的扇形上；
(4)根据显示需求对气象雷达显示纹理进行平移或缩放完成显示。
附图说明
图1为气象雷达显示图形的示意图。
图2为ARINC CHARACTERISTIC 708A–ATTACHMENT 15-2 WEATHER RADAR DISPLAYDATA BUS FORMAT中定义的气象雷达显示数据总线格式与显示画面相关的数据，主要是第50-1600位定义，表示的是Data Accept、Scan Angle、Range Bin Data。
图3为矩形纹理与气象雷达显示扇形进行映射的示意图。
图4为OpenGL纹理坐标系统指示，纹理坐标系是以纹理左下角为坐标原点，横向x轴向右为正，最大值为1，纵向y轴向上为正，最大值为1。
图5为纹理坐标到图元顶点的映射示意图，OpenGL是基于顶点的网格绘制，纹理通过纹理坐标映射到图元各顶点。依次绘制弧向的扇形，并将对应的纹理进行映射，即可完成气象雷达显示画面。平移通过调用OpenGL API glTranslatef()实现，缩放通过调用OpenGL API glScalef()实现。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
本实施例所示的一种气象雷达显示组件，实施以下程序步骤：
(1)创建一个列数为CountX、行数为CountY的矩形纹理，初始化为所有像素为黑色，RGBA的值为(0,0,0,255)。调用OpenGL API glGenTextures函数创建一个纹理对象，生成一个纹理ID textureId，用于标识当前的纹理对象。
glGenTextures(1,&textureId)；
调用glBindTexture绑定纹理对象，用于确定当前操作的纹理对象。
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,textureId)；
调用glTexImage2D函数加载纹理数据，将初始化的pRandom指向的数据存储区中全黑的像素值数据传给当前绑定的纹理对象，该纹理的像素宽度为sizex，像素高度为sizey，像素数据的颜色格式为GL_RGBA，每个像素数据按无符号字节类型存储。
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D,0,GL_RGBA,sizex,sizey,0,GL_RGBA,GL_UNSIGNED_BYTE,pRandom)；
设置纹理参数：纹理参数决定渲染的规则和纹理贴图的行为。通过设置纹理滤镜来决定OpenGL对纹理采用的放大、缩小的算法，以适应不同图元大小的显示尺寸。
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILETER,MagFilter)；
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,MinFilter)；
(2)纹理图片由像素组成，存储格式是按照从左到右、从下到上顺序存储。以上设置的纹理像素格式为GL_RGBA，即一个像素包含4个颜色分量，分别为R(红)、G(绿)、B(蓝)、A(透明度)，每个分量存储在一个字节中。替换一个纹理图像比直接重新加载纹理效率更高，因此本文采用更新子纹理的方法完成显示图像的更新。
根据接收到的气象雷达数据计算扫描角度，将该角度的颜色信息对应到矩形纹理的行上，然后依次读取CountX个显示颜色索引，按索引更新矩形纹理中对应行的像素数据，通过子纹理更新的方式更新原纹理。
表1
表2
参数 修改 类型 长度 描述
ControlWord1 R long 32 控制字
ControlWord2 R long 32 控制字
RangeBins R uchar 8*512 颜色值，共512个
表1和表2为本实例中的对外接口，实例是基于Arinc 661标准的扩展Widget，表1定义了Widget的定义时参数和运行时参数，表2为A661_ParameterStructure_BufferOfFillStyles708结构的定义。实例是通过Arinc 661运行时参数更新方式接收并更新纹理数据的。从ControlWord1中提取位数19-30位的数据为ScanAngle，LSB为0.0879，计算出实际的扫描角度。如下：
根据角度与行的对应关系计算出该扫描角度对应的行，如下：
AngleInCol＝(a661_ushort)(fAngle*w->w_CountY/180.0)；
根据颜色索引RangeBins得到对应的颜色RGBA值，更新该角度的512个颜色数据到对应行，
按子纹理更新的方式更新原纹理的该行像素数据，子纹理更新调用OpenGL APIglTexSubImage2D，如下：
glTexSubImage2D((GLenum)GL_TEXTURE_2D,0,(GLint)StartXInTex,(GLint)StartYInTex,(GLsizei)NumColumns,(GLsizei)NumRows,(GLenum)GL_RGBA,(GLenum)GL_UNSIGNED_BYTE,w->w_TextureTable)；
(3)绘制气象雷达显示图形；其中，所述气象雷达显示为为一个正负90度的半圆形，0度为正上，向右为正，角度方向由CountY(根据需要设定)个扇形组成，半径方向由CountX(512)个颜色区域组成，每个角度径向由圆心向外依次显示雷达当前扫描角度扫描到的CountX个目标等级颜色；将矩形纹理中的各行依次映射到气象雷达显示图形中对应的扇形上。
根据扇形个数，纹理行数计算扇形角度deltaD，纹理坐标步进stepN,，每画一个扇形(扇形个数索引angN)，绕Z轴旋转扇形角度，绘制下一个扇形，扇形的圆心坐标为(0.0F,0.0F)，扇形半径maxR，扇形弧向第一点坐标为(maxR,0.0F)，弧向第二点坐标为(maxR*cos(deltaD),maxR*sin(deltaD))，依次计算三个点的纹理坐标，调用OpenGL APIglTexCoord2f和glVertex2f依次按纹理坐标和顶点坐标绘制扇形。如下：
(4)根据显示需求对气象雷达显示纹理进行平移或缩放完成显示。平移通过调用OpenGL API glTranslatef()实现，缩放通过调用OpenGL API glScalef()实现。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (1)

1.一种气象雷达显示组件，实施以下程序步骤：
(1)创建一个列数为CountX、行数为CountY的矩形纹理；
(2)根据接收到的气象雷达数据计算扫描角度，将该角度的颜色信息对应到矩形纹理的行上，然后依次读取CountX个显示颜色索引，按索引更新矩形纹理中对应行的像素数据，通过子纹理更新的方式更新原矩形纹理；
(3)绘制气象雷达显示图形；其中，所述气象雷达显示为半圆形，角度方向由CountY个扇形组成，半径方向由CountX个颜色区域组成，每个角度径向由圆心向外依次显示雷达当前扫描角度扫描到的CountX个目标等级颜色；将矩形纹理中的各行依次映射到气象雷达显示图形中对应的扇形上；
(4)根据显示需求对气象雷达显示纹理进行平移或缩放完成显示。
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