一种指针式虚拟仪表盘及其实现方法与流程

本发明属于虚拟仪表盘技术领域，特别是涉及一种指针式虚拟仪表盘及其实现方法。

背景技术：

人机界面(Human-Machine Interface,HMI)是用户和机器之间进行传递和交互的媒介，而仪表盘在显示信息尤其是显示数据信息方面具有重要地位，其显示效果更加醒目。

伴随着嵌入式技术和显示技术的发展，出现了虚拟仪表盘以取代传统的机械式仪表盘。机械式仪表盘所有显示单元要占用固定的面板空间，而虚拟仪表盘可以和其他显示界面进行切换以实现更高的显示空间利用率，同时可以提供更丰富的显示效果。

奥迪展出的Q6e-tron quattro概念车中展示了最新的虚拟仪表盘技术，这款全新形式仪表盘的应用为奥迪进一步实现全数字化座舱奠定基础。在仪表盘位置设置一个OLED显示屏，用于代替传统仪表盘。这块显示屏使用其质地轻薄的材质制成，尺寸为14.1英尺，分辨率为2240×720像素。此外，该显示屏还将采取曲屏设计以确保视觉效果，使读取更为便利。驾驶员可通过多功能方向盘进行操作，其功能与虚拟驾驶舱技术相似，可显示速度、电池的充电状态及剩余电量。

中国申请公布专利CN 104385920 A,一种指针式虚拟仪表盘及其实现方法，该方案提出一种将指针光栅化后以步进值为单位的旋转方式然后擦除上一帧的指针数据被显示新的指针位置。不足之处在于，指针的旋转精度受步进值的限制，每绘制一帧需要先前一帧指针位置的擦除需要消耗时间和带宽。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种指针式虚拟仪表盘及其实现方法，替代传统的机械式仪表盘并提供更多的显示效果，满足屏幕式显示系统的需求。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种指针式虚拟仪表盘，包括刻度盘、指针、光晕和掩膜；

所述刻度盘：用来显示刻度作为背景，是一张正方形的纹理；

所述指针：为旋转部分，是一张正方形纹理，大小为刻度盘纹理的四分之一，其中一个角在刻度盘的中心为旋转中心；

所述光晕：为扇形，随着指针的旋转显示出来的角度发生变化；

所述掩膜：用于实现光晕显示出来的角度的变化，分为四部分，四部分拼在一起和背景纹理大小一样，四张掩膜大小一样。

一种指针式虚拟仪表盘的实现方法，包括如下步骤：

a.计算指针旋转角度；

b.计算指针操作矩阵：指针纹理旋转的依据是操作矩阵的参数；

c.将指针纹理、光晕纹理和掩膜纹理贴到背景上然后将数据发送给屏幕显示出来；

d.计算光晕显示范围；

e.计算掩膜操作矩阵：光晕的显示是通过掩膜遮盖住不显示的部分来实现，掩盖部分变化实现显示部分的变化；

f.绘制背景纹理：将背景纹理保存到内存中；

g.指针纹理旋转：根据操作矩阵旋转指针纹理；

h.将指针纹理贴到背景纹理上面：在内存中操作；

j.四张掩膜处理使掩膜遮盖住不显示部分；

k.将掩膜和光晕贴到背景纹理上；

l.将内存中的数据在屏幕上显示出来。

优选地，所述步骤a.计算指针旋转角度、b.计算指针操作矩阵和c.将指针纹理、光晕纹理和掩膜纹理贴到背景上然后将数据发送给屏幕显示出来三个过程得到指针旋转方式。

优选地，所述步骤d.计算光晕显示范围、e.计算掩膜操作矩阵、j.四张掩膜处理使掩膜遮盖住不显示部分和k.将掩膜和光晕贴到背景纹理上四个步骤实现光晕显示方式。

本发明的原理为通过设定显示的最大值、最小值和显示的最大角度、最小角度，最大值对应最大角度，最小值对应最小角度，介于最大值和最小值之间的数值通过线性计算计算出指针旋转角度和光晕显示角度，然后根据旋转角度旋转指针，并用掩膜遮盖光晕不显示的部分，然后将指针纹理、光晕纹理和掩膜纹理贴到背景上然后将数据发送给屏幕显示出来。

本发明具有以下有益效果：

本发明实现了一种指针式虚拟仪表盘，提供了一种新的实现方式，实现了光晕的显示效果，并且支持多种指针样式，并且不受旋转步长的限制，同时在设计仪表盘时只需提供素材和数据来源即可，提高界面开发效率。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种指针式虚拟仪表盘结构示意图；

图2为本发明的一种指针式虚拟仪表盘结构示意图；

图3为本发明的一种指针式虚拟仪表盘的实现方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

说明书中的标号代表如下：

1.仪表盘的表盘和背景纹理，是一张纹理。

2.掩膜1，透明只起到遮挡光晕的作用。

3.掩膜2，透明只起到遮挡光晕的作用。

4.掩膜3，透明只起到遮挡光晕的作用。

5.掩膜4，透明只起到遮挡光晕的作用。

6.指针纹理，指针的样式可以多种多样，只要不超出纹理矩形即可。

7.掩膜3，透明只起到遮挡光晕的作用。

8.仪表盘的表盘和背景纹理，是一张纹理。

9.掩膜2，透明只起到遮挡光晕的作用。

10.指针纹理，指针的样式可以多种多样，只要不超出纹理矩形即可。

11.光晕纹理，是一个扇形。

12.掩膜1，透明只起到遮挡光晕的作用。

13.掩膜4，透明只起到遮挡光晕的作用。

14.计算指针旋转角度。

15.计算指针操作矩阵参数。

16.计算光晕显示范围。

17.计算掩膜操作就是参数。

18.绘制背景纹理。

19.指针纹理旋转。

20.指针纹理贴到背景纹理上。

21.处理四张掩膜纹理

22.将掩膜和光晕贴到背景上。

23.将数据显示到屏幕上。

请参阅图1和图2所示，本发明为一种指针式虚拟仪表盘，包括刻度盘、指针、光晕和掩膜；

刻度盘：用来显示刻度作为背景，是一张正方形的纹理；

指针：为旋转部分，是一张正方形纹理，大小为刻度盘纹理的四分之一，其中一个角在刻度盘的中心为旋转中心，指针可以有多种形式。

光晕：为扇形，随着指针的旋转显示出来的角度发生变化；一张正方形纹理大小和背景一样，但是只有扇形区域图像，光晕可以没有。

掩膜：用于实现光晕显示出来的角度的变化，分为四部分，四部分拼在一起和背景纹理大小一样，四张掩膜大小一样，可以用来遮盖光晕。

请参阅图3所示，一种指针式虚拟仪表盘的实现方法，包括如下步骤：

a.计算指针旋转角度；

b.计算指针操作矩阵：指针纹理旋转的依据是操作矩阵的参数；

c.将指针纹理、光晕纹理和掩膜纹理贴到背景上然后将数据发送给屏幕显示出来；

d.计算光晕显示范围；

e.计算掩膜操作矩阵：光晕的显示是通过掩膜遮盖住不显示的部分来实现，掩盖部分变化实现显示部分的变化；

f.绘制背景纹理：将背景纹理保存到内存中；

g.指针纹理旋转：根据操作矩阵旋转指针纹理；

h.将指针纹理贴到背景纹理上面：在内存中操作；

j.四张掩膜处理使掩膜遮盖住不显示部分；

k.将掩膜和光晕贴到背景纹理上；

l.将内存中的数据在屏幕上显示出来。

其中，步骤a.计算指针旋转角度、b.计算指针操作矩阵和c.将指针纹理、光晕纹理和掩膜纹理贴到背景上然后将数据发送给屏幕显示出来三个过程得到指针旋转方式。

其中，步骤d.计算光晕显示范围、e.计算掩膜操作矩阵、j.四张掩膜处理使掩膜遮盖住不显示部分和k.将掩膜和光晕贴到背景纹理上四个步骤实现光晕显示方式。

本发明的原理为通过设定显示的最大值、最小值和显示的最大角度、最小角度，最大值对应最大角度，最小值对应最小角度，介于最大值和最小值之间的数值通过线性计算计算出指针旋转角度和光晕显示角度，然后根据旋转角度旋转指针，并用掩膜遮盖光晕不显示的部分，然后将指针纹理、光晕纹理和掩膜纹理贴到背景上然后将数据发送给屏幕显示出来。

值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。