[发明专利]一种基于OpenGL-ES的数字仪表盘绘制方法

说明书

本发明涉及一种基于OpenGL‑ES的数字仪表盘绘制方法，属于图像实时显示技术领域。本发明的绘制方法采用反走样进行数字仪表盘的线条绘制，将OpenGL‑ES绘制的线条按照从边缘到中心拆分为至少两个三角形，并对三角形顶点赋予不同的透明度，以实现绘制结果中线条颜色和背景颜色的平滑融合。该绘制方法绘制出的数字仪表盘的线条无锯齿，且边缘与背景能够很好的融合，相对于OpenGL‑ES默认的抗锯齿功能的全屏处理，本发明的反走样直线线条绘制能够大幅提高绘制的效率。

技术领域

本发明涉及一种基于OpenGL-ES的数字仪表盘绘制方法，属于图像实时显示技术领域。

背景技术

目前航空、汽车驾驶中的人机交互技术迅速发展，智能化程度越来越高，视频、雷达传感器也越来越多，飞行器或者汽车有了更多、更复杂的状态，使用传统的机械仪表难以在有限的空间内显示这些信息，因此数字仪表盘是驾驶技术的的发展趋势。GPU(图形处理单元)具有很强的图像处理、并行运算的能力，目前在手机、机顶盒、平板电脑等手持设备中非常普及，并运用在更多涉及移动计算的场合。Android较新的版本默认运行的硬件包含有GPU，用于加速和显示相关的大多数任务。

OpenGL-ES是免授权费的，跨平台的，功能完善的2D和3D图形应用程序接口API，主要针对多种嵌入式系统专门设计。它由精心定义的桌面OpenGL子集组成。OpenGL-ES是利用GPU强大计算、渲染能力的编程标准，基于shader的编程方式在最新的OpenGL-ES 2.0及以上支持，能够更灵活地实现渲染的管线。虽然OpenGL-ES和GPU针对图形图像渲染而设计，提供了完备的API，但是针对仪表盘绘制这样的应用目前还没有直接的实现方法。一是OpenGL-ES不直接支持矢量的绘制，二是不支持特定字体，比如汉字等字符的高效绘制，三是绘制的线条或者图形边缘有明显的锯齿，目前的抗锯齿算法运算量大，效率低，不适合实时性要求较高的仪表盘绘制，四是目前的渲染流程只支持渲染过程中的处理，但不直接支持对渲染完成后的延迟处理，如基于统计的亮度、对比度调整、变形处理等。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于OpenGL-ES的数字仪表盘绘制方法，以解决目前在OpenGL-ES的数字仪表盘绘制过程中所采用的抗锯齿算法运算量大，效率低，不适合实时性要求较高的仪表盘绘制的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种基于OpenGL-ES的数字仪表盘绘制方法，该方法采用反走样进行数字仪表盘的线条绘制，将OpenGL-ES绘制的线条按照从边缘到中心拆分为至少两个三角形，并对三角形顶点赋予不同的透明度，以实现绘制结果中线条颜色和背景颜色的平滑融合。

该方法采用Truetype字体进行数字仪表盘的字符绘制，使用矢量绘制工具加载Truetype字体，将字符绘制到一个以网格划分的透明背景图像之中，并记录字符的宽高和位置参数，在OpenGL-ES中以纹理的方式加载图像，并根据参数将纹理中的一小块贴图到背景上，从实现数字仪表盘的字符绘制。

该方法采用矢量图形进行数字仪表盘的图形绘制，使用矢量绘制工具绘制出图形，估算所绘制的矢量图形的矩形包围框的大小，将矩形包围框内部的部分上传到GPU的纹理当中，并根据矩形包围框的大小将纹理的局部贴图到背景中。

该方法采用矩阵栈保存来实现仪表盘中图形几何的变换，利用OpenGL-ES中ViewModel矩阵控制绘制的状态。

该方法还包括将视频画面与仪表盘的叠加，将视频的每帧图像上传到OpenGL-ES的FBO对象绑定的纹理当中，将仪表盘的绘制重定向到FBO，即绘制到纹理，以实现仪表盘和视频画面的叠加。

该方法还包括对仪表盘显示画面的畸变校正，利用OpenGL-ES的FBO对象将渲染定向到FBO绑定的纹理，再将纹理以畸变校正参数指定的方式贴图到屏幕上，以实现对仪表盘显示画面的畸变校正。