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专利名称：基于d3d颜色融合技术的雷达视频渲染显示的实现方法
技术领域：
本发明属于雷达视频信号实时显示技术，采用Direct3D颜色融合(AlphaBlending)技术对P显、A显、余辉等显示效果在满足实时性要求下更清晰更多样化的显示，这对于雷达终端操控人员更好更快地发现目标，执行相应任务具有重要的应用价值。
二
背景技术：
雷达视频的软件化显示既可以采用⑶I+技术，也可以采用D3D或OpenGL技术进行显示。当采用⑶I+技术进行雷达视频显示时，虽然API函数众多，实现简单，但是由于在显卡硬件层和应用层之间还需要解释层来进行程序解释，因此程序执行效率较低，无法在满足实时性要求的前提下实现雷达视频的无极缩放等一系列复杂显示渲染功能。当采用D3D或者OpenGL进行简单纹理映射渲染来显示雷达视频时，虽然满足实时性要求，但是当用纹理坐标变换技术进行无极缩放时，GPU按照一定的插值算法(例如邻近插值、二次线 性插值、二次立方插值等)进行图像缩放，由此获得的图像清晰度较差，图像分辨率与雷达视频进行坐标变换后的分辨率比例尺不一致。此外，对于余辉显示，A显的模拟显示效果实现起来都非常复杂，并且显示效果都不尽如人意。本方案基于D3D的颜色融合(Alpha Blending)技术,对雷达视频进行特殊效果显示，在满足实时性要求的前提下对雷达视频的显示效果进行优化，使得雷达视频信号的显示效果更清晰更多样化。
三

发明内容
本发明的目的在于提供一种基于商用计算机构架的雷达视频信息实时渲染显示方法。本发明首先对雷达视频信号进行坐标转化，通过坐标转换及比例尺映射表对摩尔纹产生点进行插值补偿，然后通过D3D融合技术对雷达视频进行余辉渲染显示。在P显或A显界面需要进行动态变换(例如无极缩放、拉伸、平移等)时，首先用简单纹理坐标变换法，把显示画面尺寸变换到位，进行粗显，同时生成动态映射表，对视频画面精度比例尺重新调整计算，刷新显示图像。一方面采用D3D的颜色融合技术对雷达视频信息进行渲染显示，通过增加颜色融合度，可以实现雷达P显视频的Block化显示，使P显中的小目标和大目标块状化，易于终端操作人员观察目标，并判断出目标的运动态势；而减小融合度后，再通过插值算法进行摩尔纹补偿，目标细节补偿，可以实现雷达视频的细节精确显示。另一方面通过动态比例映射表的建立来实现雷达视频无极缩放中的纹理与视频精度比例尺不一致问题。实现本发明的技术解决方案为技术的实现平台为Visual Studio 2005，硬件平台为双核处理器、主频2. 4GHZ，4G内存，显卡GPU为完全支持DirectX 9. O及以上版本的芯片，操作系统为Windows XP0通过网络同时接入的雷达视频数量为三部，网络协议为UDP协议，P显大小为1500*1600的矩形。摩尔纹插值算法为二次线性算法。图像补偿BLOCK方法为形态学闭运算方法。
本发明与现有技术相比，其显著优点为可以实现雷达视频无极缩放，并且不损失精度，不会产生摩尔纹；可实现A显及P显的余辉显示，显示效果接近P型荧光显示器；可对P显目标进行Block化显示，便于操控人员区分目标的大小及数量。
四


图I是颜色循环混合实现余辉效果原理示意图。其中A、用于混合的目的像素，B。、最初的现实图，B1、第I次混合后的显示图，Bn^第m-Ι次混合后的显示图，Bm、第m次混合后的显示图。图2是无极缩放实现方法流程图。
五具体实施方式

本发明的具体实施步骤为I.对雷达视频信息进行坐标变换，坐标变换包括如下内容a)雷达视频信息到P显的极坐标转直角坐标变换；b)A显幅度值到直角坐标的高度变换；2.摩尔纹的补偿，通过映射表找到摩尔纹的产生点，进行改良的双线性插值；首先按照距离单元上对幅度值进行一次线性插值，再在方位上对该点进行一次线性插值，摩尔纹产生点的幅度为两次插值的均值。3.建立P显余辉模型，通过设定合适的混合函数，再根据源像素和目的像素的Alpha值将源像素和目的像素的颜色进行混合，然后混合后的结果颜色输出到渲染表面当前像素位置。Alpha混合公式如下C = <r, g, b, a>(I)F = <fr, fg, fb, fa>(2)Cf = <rfr, gfg, bfb, afa>(3)Cf s = <FUNC> (Csfs, Cdfd)(4)其中，式(I)中的C表示源像素或目的像素的颜色值；式(2)中的f表示源像素或目的像素的混合因子；式(3)中的Cf表示源像素或目的像素经过自身混合作用后得到的颜色值；式(4)中的C’表示源像素和目的像素经过自身混合因子作用后得到的颜色值再经过混合函数<FUNC>作用后输出颜色值，下标s和d分布表示源像素和目的像素。假设扫描线转到某个方位角Θ O的时刻为t0，此时余辉亮度为C’ s0,由于余辉特性是岁时间非线性变化的(指数或对数曲线)，因此扫描线转过Λ Θ角度后达到方位角Θ I的时刻记为tl，此时在方位角Θ O出的余辉亮度值C’ Si则C，Si = C，S0/m (5)其中，m表示扫面线转动的At = tl_tO时间内的循环混合次数，综合式(5)，扫描线转过之后的任意时刻的余辉亮度值为C ‘sn = C’ sO/mn通过改变混合次数m的大小来控制显示器余辉时间的长短。A显显示效果同样由余辉模型完成显示。4.响应P显无极缩放操作,其实现原理图2。首先确定原P显尺寸坐标Vetxt ={PI, P2,P3, P4}无极变换后坐标为Vetex，== {ΡΓ，P2，，P3，，P4，}PI, P2, P3, P4, ΡΓ，P2，，P3，，P4，为 point 结构对象。首先进行简单纹理变换操作，利用显示硬件HAL层的接口进行缩放，
VTEXTTRANSFER(Vetxt, Vetxt，)；然后根据生成动态精度变换表得到换算表，重绘雷达视频。
权利要求
1.基于D3D顔色融合技术的雷达视频显示特殊渲染效果的实现方法，其主要实现包括以下方面 SI响应变换操作,相应鼠标等外部设备的操作； S2进行纹理坐标变换； S3对纹理进行插值显示(粗显)； S4对雷达视频数据依据按照精度照表重新进行坐标变换； S5进行颜色混合，着色显示； 雷达P显无极缩放操作，则要进行视频变换动态精度表的建立；摩尔纹的补偿通过映射表找到摩尔纹的产生点，进行改良的双线性插值；首先按照距离单元上对幅度值进行一次线性插值，再在方位上对该点进行一次线性插值，摩尔纹产生点的幅度为两次插值的均值；建立雷达P显余辉模型，通过设定合适的混合函数，再根据源像素和目的像素的Alpha值将源像素和目的像素的颜色进行混合，然后混合后的结果颜色输出到渲染表面当前像素位置。
2.根据权利要求I所述方法，基特征在于通过GPU渲染的方式，进行顶点着色绘制雷达视频，并直接通过HAL层读写显存，摩尔纹插值算法为二次线性算法。
3.根据权利要求I所述方法，基特征在于可以实现P型荧光显示器的显示特效，可以进行Block显示，图像补偿BLOCK方法为形态学闭运算方法。
4.根据权利要求I所述方法，基特征在于可实现雷达视频的实时无极缩放显示。
5.本发明重点在模拟P型显示器显示效果余辉模型的建立、视频变换动态精度表的建立等核心技术加强保护。
全文摘要
本发明为采用Direct3D颜色融合(Alpha Blending)技术，实现对雷达P显、A显、余辉显示等效果在满足实时性要求下更清晰更多样化的显示。当采用D3D或者OpenGL进行纹理映射渲染来显示雷达视频时，当用纹理坐标变换技术进行无极缩放时，GPU按照一定的插值算法进行图像缩放，由此获得的图像清晰度较差，图像分辨率与雷达视频进行坐标变换后的分辨率比例尺不一致。此外，对于余辉显示，实现起来也非常复杂，并且显示效果都不尽如人意。本发明的显著优点为可以实现雷达视频无极缩放，并且不损失精度，不会产生摩尔纹；可实现A显及P显的余辉显示，显示效果接近P显荧光显示器；可对P显目标进行Block化显示，便于操控人员区分目标的大小及数量。
文档编号G01S7/04GK102854495SQ201210243019
公开日2013年1月2日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者刘赟 申请人:中国船舶重工集团公司第七二四研究所