2007年 6月 第 30卷第 3期
舰船电子对抗
SH IPBOARD EL EC TRON IC COUN TERM EASU R E
J un. 2007
Vol. 30 No . 3
基于余辉地址表的雷达显示余辉模拟方法
朱 兵
(船舶重工集团公司 723所 ,扬州 225001)
摘要 :针对新型雷达显示系统中余辉模拟设计问题 ,提出了一种基于余辉地址表的方法解决不重复随机地址的问
题 ,并给出了仿真结果 ,此方法大大节省了显控计算机进行余辉显示的时间 ,提高了通用显卡实现的雷达光栅显示 的性能。
关键词 :余辉 ;随机地址 ;雷达显示
Persistence Simulative Method f or Radar Display Based on Persistence Address Table
ZHU Bing
( The 723 Instit ute of CSIC , Yangzho u 225001 ,China)
Abstract :In view of t he p ro blems in per sistence simulatio n design of display system in t he new t ype radar ,t his paper p ut s forward a met hod based o n per sistence address table to solve t he p ro blem of no nrepeated rando m address , and gives o ut t he simulatio n result . This met hod greatly saves t he per sistence display time of display and co nt rol co mp uter ,imp roves t he performance of radar raster display based o n general display card.
Key words :persistence ;rando m address ;radar display
在1 024×1 024内。每次显示时接受从 PCI采集卡 传来的一条扫描线数据经过坐标转换后显示。
0 引 言 由于目前使用的综合雷达显示产品是由价格昂 贵的专业图形芯片和速度较慢的 ISA总线采用硬
1 主要原理 件方法设计的 ,因此它本身存在固有的缺点 :硬件设由于光栅扫描与旧的随机扫描的扫描机制不 计导致显示模式不够灵活 ,慢速总线导致图像数据同 ,光栅扫描无法自动产生随机扫描中荧光粉的余 的传输不够迅速。辉效应 ,因此我们不得不人为地模拟雷达扫描线的
此外它还具有不易升级、出现故障不易解决等余辉显示。通常实现扫描线的余辉方法包括画线 问题。因此利用 PCI总线技术和 Direct X技术 ,使法、定扇扫法和逐点消隐法等。 固
用通用显示卡的新型雷达显示器已成为目前的主其中画线法较容易实现 ,原理是在屏幕上以画
流。本文主要针对显示设计中的重点同时也是难直线的方式画出每一角度的扫描线。但是当程序运 点———余辉的显示 ,提出了一种采用余辉地址表来行时 ,扫描线轨迹不断地在屏幕上转动 ,该方法不能 显示余辉的方法。无缝地覆盖整个扇扫区域 ,从而产生一个辐射状的
我们设计的雷达显示系统的分辨率是 1 280×固定花纹。
1 024 ,主要 PPI显示的圆面由 4 096条扫描线组而固定扇扫法是在画线法基础上改进的一种仿
成 ,每条扫描线由 512个点组成 , PPI显示的区域是真方法 ,它虽然消除了辐射状花纹 ,但对于没有目标
中图分类号 : TN873 文献标识码 :B 文章编号 : CN3221413 (2007) 0320037203
收稿日期 : 2007 01 15
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舰船电子对抗
第 30卷
到有目标信号时 ,由于数据量的增加会造成扫描线 的转速不同。
逐点消隐法产生的余辉效果比较逼真 ,扫描线 转速也较稳定 ,因此我们采用此法来实现。主要原 理是 :在一定的时间内 ,随机将视频存储器中的内容 降低一个灰度等级 ,每个单元都必须被修改 ,这会导 致整个屏幕画面亮度逐渐衰减 ,而这就是我们所要 的效果。我们设计的思路是每画一条扫描线就随机 产生一些地址 ,按照随机产生的地址将保存在视频 存储器中的颜色值取出 ,降低灰度值后再保存回原 位置 ,由于采用此种方法使地址不会重复 ,这样扫描 1周后就应该能将整个视频存储器遍历一遍 ,从而 得到扫描线的余辉效果。因此要得到合理准确的效 果 ,不重复随机地址的产生是我们亟需解决的问题。
需要说明的是本文所提供的图形都是将原图缩 小 20 %后去除了控制区域后只显示余辉效果的图 形。为了对比效果 ,我们将背景设置为黑色。 2. 2 有选择产生余辉地址的方法
分析发现 ,上述方法会把 PPI显示圆周的 4个 边角信息也消隐掉 ,这并不是我们想要的 (我们在边 角显示雷达的相关信息) ,而且它还会因为处理边界 信息而减少处理圆内像素数据的点数 ,因此我们又 用 rand ()函数分别产生 4 096和 512个随机数 ,即 产生极坐标的随机地址 ,然后通过查坐标转换表得 到随机的直角坐标 ,这样就保证了不会将圆周的 4 个边角消隐 ,但还是没有得到预期的效果。图 3是 每画 1条线产生 200个随机点消隐的余辉效果 ,图 4是每画 1条线产生 400个随机点消隐的余辉 效果。
2 实现方法
2. 1 直接产生余辉地址的方法
我们原先使用的方法是采用 rand ( )函数分别 产生 0～1 024之间的 x , y的随机地址 ,从而得到不 同的随机点进行处理 ,效果不够理想 ,需处理大量的 点数才可达到预期的效果。图 1是每画 1条线产生 200个随机点消隐的余辉效果 ,图 2是每画 1条线 产生 400个随机点消隐的余辉效果。
图 3 200点余辉效果
图 1 200点余辉效果
图 4 400点余辉效果
2. 3 建立余辉地址表的方法
可以看到 ,上述的方法 2虽然没有处理边角信 息 ,但效果依然不理想 ,中心部位被消隐的次数明显 要比其他部位多 ,导致效果有些失真。后来也使用 选择处理中心周围点的方法来减少失真 ,但效果依
图 2 400点余辉效果
然不好。此外由于 rand ()函数只能产生伪随机数 , 随机数会产生重复 ,因此要解决随机地址的问题 ,就
第 3期
朱兵 :基于余辉地址表的雷达显示余辉模拟方法
要提出一个新的方法才可行。后来经过分析发现实 际画线时是利用了 4 096×512个点来模拟 PPI显 示的 ,本身就会有冗余点。最后我们提出了建立随 机余辉地址表的方法来解决根本问题。
首先利用程序在不处理像素消隐的情况下画 1 个完整的圆周 ,这样就会产生 4 096×512 = 2 097 125个点 ,直接将它们在视频存储器的地址保 存在 1张原始地址表中。
由于 PPI显示区域共需要 1 024×1 024 = 1 048 576个点 (而且还包括了 PPI显示圆周外的 点) ,所以说原始地址表中有将近一半的地址是重复 的。因此我们要去除重复的地址 ,然后将处理过的 不重复地址再打乱 ,最后得到不重复的随机地址表 , 我们称之为余辉地址表。这样在需要产生余辉的时 候 ,就可以顺序地读取地址表中的地址 (直接就是视 频存储器的地址) ,读出它们的内容 (像素的颜色 值) ,将其衰减后再保存回原地址 ,就实现了不重复 余辉的显示。
此外由于我们采用 Direct X技术直接写屏 ,所 以处理写点的速度比处理循环的速度快 ,因此可以 使用一次处理多个余辉点来减少余辉点数从而提升 效果。这点用前面的方法是无法做到的 ,因为它们 只能使用当前点周围的像素点 ,这样要一次处理多 个点时就会导致出现块状的消隐点 ,呈现雪花状 ,导 致消隐的效果不真实。
而现在采用余辉表的方法 ,由于当前点与其周 围的点是互不相关的 ,因此可以任意取多个点来处 理。图 5是每画 1条线产生 30个随机点消隐的余 辉效果 (不过每次循环写 5个点 ,也就是说实际写点 30×5 = 150) ,图 6是每画 1条线产生 50个随机点 消隐的余辉效果 (同理实际上是 50×5 = 250个点)。
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图 6 50点余辉效果
3 比较总结
通过对比 ,我们可以明显地看到使用余辉表在 效果上的好处 :它只处理 PPI显示圆内的像素消隐 而不会将 4个边角也处理了 ,保证了我们显示的相 关雷达信号不会被改变。另一方面使用余辉表带来 的好处是大大节省了做余辉效果的时间。
在方法 1和方法 2中 ,为了避免出现雪花状的 不真实效果 ,1次循环只能处理 1个点 (或者隔点处 理 ,但这样可能会导致一些内存错误的出现) ,而现 在可以 1次循环处理 5个点 (甚至更多) ,在相同的 时间内我们可以减少循环次数 (也就是余辉点数)来 实现更好的效果。
4 结束语
本文通过对比几种产生随机地址的方法 ,提出 了一种可行的基于余辉地址表的方法来产生不重复 的随机地址 ,从而解决了用逐点消隐法产生余辉效 果的问题。此方法同样可用于雷达显示放大窗口中 的余辉显示。如果雷达的余辉显示利用此方法 ,可 以使显控计算机用于余辉显示的处理时间大大减 少 ,省出时间进行海图叠加、开多窗口显示等 ,极大 地提高了雷达显示的性能。
参考文献
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图 5 30点余辉效果
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