一种基于预置像素的高效座舱画面设计方法
【技术领域】
[0001]本发明属于嵌入式机载显示系统领域，具体涉及到一种高效座舱画面设计方法。
【背景技术】
[0002]随着现代飞机技术的高速发展，屏幕综合显示时必然趋势，机载图形显示时新一代航空电子系统实现综合化、数字化和智能化的核心，而提高图形显示质量、加快图形生成速度是机载显示系统的关键。画面实时清晰时飞行员能够及时准确操作的保证，画面刷新速度速度至少要比帧存刷新速度快，才能达到画面动态实时显示。从图形显示系统的硬件结构和图形生成算法着手，将成熟的软件硬件IP技术应用到座舱综合显示系统中，并结合图形显示优化处理方法，可从根本上提高机载图形画面显示性能。
[0003]目前，座舱显示设计已落后与座舱显示需求，需要定义与开发实现之间的差距正在逐步拉大。座舱显示生成需要几周甚至更长时间才能实现，增加了开发成本，降低了项目开发研制的时效性。导致座舱显示开发落后的主要原因在于缺少快速设计工具和可重用软件，致使座舱设计开发是一个耗时较长的过程，严重制约画面显示的开发能力。现代座舱显示开发过程如图1所示。由此可见，现代座舱显示开发存在的问题在于繁琐的人工过程、耗时、交互性差、严重依赖特定设备(即在无硬件平台支持的情况下，无法验证画面设计是否符合要求)。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决上述问题，同时提高CPU运行效率、保证画面显示质量、有效节约(PU内部有限内存空间，提出了一种基于预置像素的方法来实现机载座舱画面设计
本发明的上述目的，将通过以下技术方案得以实现:一种基于预置像素的高效座舱画面设计方法，其特征在于包括步骤:
首先利用图像处理软件工具生成相应分辨率的座舱画面并存储画面图像；
然后根据座舱画面分辨率、画面显示设备扫描方向将座舱画面转化为座舱画面字符点阵；
继而根据像素位置与像素值之间的对应关系，将字符点阵转化为像素值-像素显示位置的矩阵表；
最后根据座舱画面显示位置、显示设备分辨率将像素值-像素位置矩阵表上的相应像素值填充至VRAM中相应的像素位置。
[0005]本发明技术方案应用实施后的显著效果为:该画面设计方法工作量小、开发周期短、易于维护、并能改变了以往单一的只能通过代码实现的思维方式，达到“即设即见”的效果;其图形生成时间比硬代码实现提高50%以上，大幅度节省CPU运算时间，提高CPU运算性能，满足机载座舱画面实时显示要求。
【附图说明】
[0006]图1本发明基于预置像素的高效座舱画面实现过程。
[0007]图2和图3是本发明座舱画面设计的过程示意图。
[0008]图4和图5是经本发明方法设计的座舱画面显示过程示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图及实施例对本发明做进一步描述，但不对本发明做限定。
[0010]请参阅图1，其是本发明用于基于预置像素的画面设计实现过程。本发明的实现原理:首先利用图像处理软件工具生成相应分辨率的座舱画面，将其存储;然后根据座舱画面分辨率、画面显示设备扫描方向等将座舱画面转化为座舱画面字符点阵;再次根据像素位置与像素值之间的对应关系，将字符点阵转化为像素值-像素显示位置的矩阵表;最后根据座舱画面显示位置、显示设备分辨率将像素值-像素位置矩阵表上的相应像素值填充至VRAM中相应的像素位置。
[0011]图像数据组成方式图像头数据、调色板数据、图像数据。其中图像头数据主要定义扫描方向、字节内像素数据从高到低或从低到高排列；调色板数据定义描述像素数据的RGB颜色分量的排列数据及数据位表示；图像数据定义每个像素点的像素值及像素点位置。图像头数据结构、调色板数据结构定义分别如下所示:
Typedef struct _HC0L0R{ //图像头数据结构定义 Unsigned char scan；
Unsigned char gray；
Unsigned short width；
Unsigned short height；
Unsigned char rgb；
}HDCo1r；
Typedef Struct _PALENTRY{ //调色板数据结构定义 Unsigned char red；
Unsigned char green；
Unsigned char blue；
}PALENTRY；
请参阅图2、图3，其是本发明用于基于预置像素的座舱画面设计过程。座舱显示画面一般是位图图像，位图图像就是把一副图像按水平和垂直方向划分若干个小方格，每个小方格为一个像素点，由这些像素点排列组成的栅格称为“光栅”，计算机通过这些像素点的位置、颜色、亮度等信息表示出整幅图像，这些图像即为位图。位图图像也称栅格图像(点阵)，与分辨率有关，当位图放大时，组成它的像素点按比例放大。而BMP图像文件作为一种与硬件设备无关的图像文件格式，广泛应用于图像设计中，采用位映射存储方式，其文件存储格式由3部分组成:位图文件头数据结构，包含BMP图像的类型、显示内容;位图信息数据；图像的宽、高、压缩方式以及定义颜色等信息。
[0012]PhotoShop作为一种位图图像处理软件，能够将设计画面存为为满足要求的图像画面，其支持的色彩模式可实现模式之间切换;可任意调整图像的尺寸、分辨率及画布的大小;可在不影响分辨率情况下改变图像尺寸，也可以在不影响尺寸的情况下增减分辨率;利用磁性套索工具可自动修复图像边缘的色素反差，可从根本上改变之前只能用代码实现的像素反差;可自由建立图层、背景层、文本层等多种图层，并且方便对各个图层进行编辑，实现图像图层的按需排列及图像预显示。
[0013]利用图像设计工具Photoshop，设计的某型显示器座舱画面如图2、图3所示。画面设计完成之后要移植到相应的平台环境中运行，以测试是否满足初始设计要求。首先，满足座舱画面显示的外观要求;其次，应详细检查设计座舱画面显示特性是否满足顶层设计文档POP设计要求;最后，确保座舱画面显示是否满足实时性要求。
[0014]利用图形转换算法将图形产生工具Photo shop生成的bmp座舱显示画面通过设置分辨率、扫描方式、rgb颜色值等将其转化为相应分辨率的座舱画面字符显示点阵。
[0015]通过算法将字符点阵矩阵转化为一定像素要求的像素值，并将其像素点填充位置记录，将像素值与像素显示位置存入VRAM像素点阵Array[][]。
[0016]请参阅图4、图5所示，其是座舱画面显示。根据显示区域起始点坐标及画面显示区域大小计算座舱画面字符点阵显示位置，并将待显示的像素值存入相应的显示位置，即由CPU首先计算一帧图形数据刷新值帧存的A场VRAM显示，再计算下一帧图形数据刷新至帧存B场VRAM显示输出，以此达到经过帧存A、B两场兵兵操作循环实现座舱画面实时显示。
[0017]字符画面图形作为⑶S显示系统的重要组成部分，其画面设计比较复杂，且实现过程仅停留在软件代码实现上，在硬件平台尚未搭建时，无法看到实际的显示效果;若采用图形产品工具预先根据POP设计画面，缩短项目研制周期，节约项目开发成本。
[0018]本发明的高效座舱画面设计方法已在某两型产品环境N1sII和DSP环境进行了验证，其中N1sII环境采用Altera公司的EPC235F48418高速数字接口处理器FPGA软核作为控制CPU，主频为50.544MHz; DSP环境采用ADI公司的TigerSHARC系统TSlOl芯片作为控制CPU，主频为40Mhz。对比结果显示，本发明设计方法的画面生成时间被大幅缩短。
[0019]本发明提出的一种基于预置像素的座舱画面设计方法，通过图像工具PhotoShop设计满足POP要求的字符图形，并可进行压缩存储，脱离了硬件平台的限制、大幅度提高CPU作图利用率、缩短项目研制周期，并提高字符图形画面显示质量;其图形生成时间比由硬代码实现提高50%以上，大幅节省了 CPU运算时间，提高了 CPU运算性能，满足机载座舱画面实时显示要求。
【主权项】
1.一种基于预置像素的高效座舱画面设计方法，其特征在于包括步骤: 首先利用图像处理软件工具生成相应分辨率的座舱画面并存储画面图像； 然后根据座舱画面分辨率、画面显示设备扫描方向将座舱画面转化为座舱画面字符点阵； 继而根据像素位置与像素值之间的对应关系，将字符点阵转化为像素值-像素显示位置的矩阵表； 最后根据座舱画面显示位置、显示设备分辨率将像素值-像素位置矩阵表上的相应像素值填充至VRAM中相应的像素位置。
【专利摘要】本发明揭示了一种基于预置像素的高效座舱画面设计方法，其特征在于包括如下步骤：首先利用图像处理软件工具生成相应分辨率的座舱画面并存储画面图像；然后根据座舱画面分辨率、画面显示设备扫描方向将座舱画面转化为座舱画面字符点阵；继而根据像素位置与像素值之间的对应关系，将字符点阵转化为像素值-像素显示位置的矩阵表；最后根据座舱画面显示位置、显示设备分辨率将像素值-像素位置矩阵表上的相应像素值填充至VRAM中相应的像素位置。本发明设计方法工作量小、开发周期短、易于维护、并能改变了以往单一的只能通过代码实现的思维方式，达到“即设即见”的效果；大幅度节省CPU运算时间，提高CPU运算性能，满足机载座舱画面实时显示要求。
【IPC分类】G06T11/40, G06T11/20, G06T1/20
【公开号】CN105574906
【申请号】CN201510960623
【发明人】赵文龙, 王瑞球, 朱国强
【申请人】苏州长风航空电子有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月21日