專利名稱：一種基于商用圖形卡的多類型傳感器信息軟件化實(shí)時(shí)顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于商用圖形卡的多類型傳感器信息的軟件化實(shí)時(shí)顯示方法，通過(guò)采用了商用圖像卡GPU渲染和靈活的3D視角畫面顯示技術(shù)。提高多類型傳感器信息的可視化多維精細(xì)顯示能力與效果。
背景技術(shù)：
多類型傳感器信息實(shí)時(shí)顯示技術(shù)廣泛應(yīng)用于基于多傳感器組網(wǎng)的環(huán)境檢測(cè)、大氣環(huán)境預(yù)測(cè)、區(qū)域態(tài)勢(shì)監(jiān)控等應(yīng)用領(lǐng)域的綜合信息顯示中。其典型傳感器包括主動(dòng)探測(cè)雷達(dá)、被動(dòng)監(jiān)測(cè)雷達(dá)、紅外探測(cè)傳感器、光電探測(cè)傳感器等設(shè)備，對(duì)多類傳感器信息的綜合顯示的要求日趨精細(xì)化、高效率，靈活性、直觀性和可視化?，F(xiàn)有對(duì)多傳感器的顯示內(nèi)容中，對(duì)多傳感器精細(xì)特征信息多以表格形式顯示，信息的特征級(jí)參數(shù)無(wú)法以圖形形式表現(xiàn)，且不具備對(duì)目標(biāo)的多維顯示能力；對(duì)圖像的現(xiàn)實(shí)，很多都采用專用圖形處理板來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像顯示。采用圖形處理板的方式，雖然實(shí)時(shí)性很高，但是硬件成本價(jià)格昂貴，靈活性不高，而且升級(jí)維護(hù)較為困難。隨著計(jì)算機(jī)CPU、GPU的浮點(diǎn)運(yùn)算能力和多核運(yùn)算能力越來(lái)越高，基于CPU和GPU聯(lián)合處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別仿真評(píng)估系統(tǒng)的多傳感器顯示處理。近年來(lái)也有不少單位和研究者采用DirectX和OpenGL等多媒體開發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)信息的軟件化顯示，但大多數(shù)都是通過(guò)固定函數(shù)流水線的方式，并沒(méi)有完全發(fā)揮出商用顯卡的GPU在處理圖形圖像方面的潛力。并且，顯示方式也大多是采用屏幕坐標(biāo)按像素點(diǎn)逐一顯示的方式，跟專用圖形處理板的處理方式有些類似，靈活性很差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于商用圖形卡架構(gòu)的突出傳感器級(jí)目標(biāo)綜合識(shí)別仿真評(píng)估系統(tǒng)的綜合信息實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目采用3D游戲視角的畫面顯示方式，通過(guò)不斷調(diào)整3D場(chǎng)景中的世界坐標(biāo)和觀察點(diǎn)坐標(biāo)就可以實(shí)現(xiàn)傳感器信息的諸如偏心顯示、縮放顯示和背景地圖的疊加及漫游等特殊效果顯示。以及采用視頻圖像Alpha通道混合的方式，實(shí)現(xiàn)了多傳感器視頻的軟件余輝顯示等。本發(fā)明的技術(shù)解決方案為采用靈活的3D視角(Transforming and LightingT&L)畫面顯示方式實(shí)現(xiàn)軟件化識(shí)別綜合信息實(shí)時(shí)顯示的方法，在軟件化的基礎(chǔ)上，將Direct3D GPU渲染技術(shù)引入進(jìn)來(lái)，大幅度提高了顯示效率，可以實(shí)時(shí)顯示傳感器視頻的一次顯示、二次顯示等；同時(shí)把世界坐標(biāo)、觀察點(diǎn)坐標(biāo)及視口變換等3D視角(Transformingand Lighting T&L)畫面顯示的概念應(yīng)用于識(shí)別信息顯示，大大增加了顯示的靈活性，可以輕松實(shí)現(xiàn)偏心、PPI顯、三維窗等各種子窗口縮放顯示等功能。本發(fā)明靈活的3D視角畫面顯示方式實(shí)現(xiàn)軟件化識(shí)別綜合信息實(shí)時(shí)顯示的方法中，在軟件化的基礎(chǔ)上，利用地理信息系統(tǒng)中經(jīng)緯度信息實(shí)現(xiàn)了海圖的繪制，并實(shí)現(xiàn)了電子海圖、電子地圖等和傳感器視頻疊加的隨機(jī)漫游。本發(fā)明與傳統(tǒng)的顯示方式相比，既提高了顯示效率又省卻了傳感器數(shù)據(jù)極坐標(biāo)與屏幕直角坐標(biāo)之間繁雜的映射關(guān)系，并且方便進(jìn)行各種顯示變換，提高了顯示靈活性。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖1基于D3D T&L多傳感器信號(hào)信息畫面顯示的實(shí)現(xiàn)流程圖。圖2基于D3D GPU渲染的多傳感器信號(hào)信息畫面顯示的數(shù)據(jù)流。圖3海圖疊加雷達(dá)視頻的實(shí)現(xiàn)框圖
具體實(shí)施例方式本發(fā)明靈活的3D視角(Transforming and Lighting T&L)畫面顯示方式實(shí)現(xiàn)軟件化雷達(dá)綜合信息實(shí)時(shí)顯示的方法中，主要使用了 Direct3D多媒體開發(fā)技術(shù)，首先，利用Direct3D的高效性，采用可編程流水線的方式(GPU渲染)，充分發(fā)揮GPU的功能，實(shí)現(xiàn)了顯示效率的大幅度提高。其次，利用Direct3D處理畫面的靈活性，一方面采用3D視角(Transforming and Lighting T&L)的畫面顯示方式，通過(guò)不斷調(diào)整3D場(chǎng)景中的世界坐標(biāo)和觀察點(diǎn)坐標(biāo)就可以實(shí)現(xiàn)諸如偏心顯示、縮放顯示和背景地圖的疊加及漫游等特殊效果顯示。另一方面采用視頻圖像Alpha通道混合的方式實(shí)現(xiàn)了傳感器視頻的余輝顯示。在圖形渲染方面，結(jié)合圖2，為了充分利用多核計(jì)算機(jī)的處理能力，開辟了兩個(gè)物理線程分別來(lái)進(jìn)行傳感器信息的獲取和其視頻的渲染。在進(jìn)行視頻顯示時(shí)，先對(duì)傳感器信息進(jìn)行預(yù)處理，在提取了方位、工作方式等信息后再把幅度信息轉(zhuǎn)換成位置(D3D世界坐標(biāo)系)和顏色信息，然后把相關(guān)信息寫入D3D后臺(tái)頂點(diǎn)緩沖區(qū)。在將位置顏色信息寫入頂點(diǎn)緩沖區(qū)時(shí)，采用了按每個(gè)波束逐個(gè)距離點(diǎn)畫三角形渲染的方式，這樣在任何復(fù)雜的顯示變換下都有效消除了量化漏點(diǎn)。接下來(lái)結(jié)合圖2，通過(guò)投影變換和視口變換等處理，最后就可以刷新到前臺(tái)屏幕上，這樣就形成了一幀圖像；在對(duì)畫面做顯示變換時(shí)，結(jié)合圖1，可以通過(guò)不斷調(diào)整觀察點(diǎn)坐標(biāo)，進(jìn)行觀察變換，就可以輕松實(shí)現(xiàn)偏心、縮放等效果。在海圖(地圖)疊加方面，結(jié)合圖3，首先把地理信息(河流，海岸線等)中的經(jīng)緯度相對(duì)本地經(jīng)緯度做相對(duì)位置換算，轉(zhuǎn)換成距離方位信息，然后就距離方位信息轉(zhuǎn)換成D3D世界坐標(biāo)信息，接下來(lái)通過(guò)投影變換和視口變換等處理，最后就可以刷新到前臺(tái)屏幕上。當(dāng)然它也可以隨著觀察變換進(jìn)行偏心、縮放等效果。同時(shí)，通過(guò)不斷改變本地經(jīng)緯度信息可以實(shí)現(xiàn)地圖漫游。
權(quán)利要求
1.一種以靈活的3D游戲視角畫面顯示方式實(shí)現(xiàn)高速軟件化傳感器綜合信息顯示的方法，基特征在于通過(guò)GPU渲染的方式，利用GPU進(jìn)行頂點(diǎn)計(jì)算，并且直接讀寫顯存。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以靈活的3D游戲視角畫面顯示方式實(shí)現(xiàn)高速軟件化傳感器綜合信息顯示的方法，基特征在于可以通過(guò)不斷調(diào)整3D場(chǎng)景中的世界坐標(biāo)和觀察點(diǎn)坐標(biāo)就可以實(shí)現(xiàn)諸如偏心顯示、縮放顯示和背景地圖的疊加及漫游等特殊效果顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以靈活的3D游戲視角畫面顯示方式實(shí)現(xiàn)高速軟件化目標(biāo)綜合信息顯示的方法，其特征在于通過(guò)對(duì)傳感器視頻的Alpha通道的混合，實(shí)現(xiàn)類似于流星拖尾的余輝效果。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以基于軟件化3D游戲視角畫面顯示方式實(shí)現(xiàn)多類型傳感器信信軟件化實(shí)時(shí)顯示方法。該方法主要使用了Direct3D多媒體開發(fā)技術(shù)，首先，利用Direct3D的高效性，采用可編程流水線的方式(GPU渲染)，充分發(fā)揮GPU的功能，實(shí)現(xiàn)了顯示效率的大幅度提高。其次，利用Direct3D處理畫面的靈活性，一方面采用3D游戲視角的畫面顯示方式，通過(guò)不斷調(diào)整3D場(chǎng)景中的世界坐標(biāo)和觀察點(diǎn)坐標(biāo)就可以實(shí)現(xiàn)諸如偏心顯示、縮放顯示和背景地圖的疊加及漫游等特殊效果顯示。另一方面采用視頻圖像Alpha通道混合的方式實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)視頻的余輝顯示。本發(fā)明提供的方法在基于商用計(jì)算機(jī)架構(gòu)下具有編程靈活性好、實(shí)時(shí)性好、成本低、易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F3/14GK102566956SQ20111040990
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者吳少鵬, 沈凡 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所