source: BAORadio/libindi/v1.0.1/examples/tutorial_ccdpreview.c @ 503

Last change on this file since 503 was 490, checked in by campagne, 14 years ago

import libindi (JEC)

File size: 12.0 KB
Line 
1/*
2   INDI Developers Manual
3   Tutorial CCDPreview
4   
5   "CCD Preview"
6   
7   In this tutorial, demostrate the ccdpreview feature, and simulate the readout of a CCD camera.
8   
9   Refer to README, which contains instruction on how to build this driver, and use it
10   with an INDI-compatible client.
11   
12   For use with Kstars: click "Connect"; click "ON"; click "Start"
13
14*/
15
16#include <stdio.h>
17#include <stdlib.h>
18#include <string.h>
19#include <stdarg.h>
20#include <math.h>
21#include <unistd.h>
22#include <time.h>
23#include <fcntl.h>
24#include <signal.h>
25#include <errno.h>
26#include <sys/stat.h>
27#include <sys/types.h>
28#include <sys/socket.h>
29#include <netinet/in.h>
30#include <netdb.h>
31#include <zlib.h>
32#include <math.h>
33
34/* INDI Core headers */
35#include "indidevapi.h"
36#include "indicom.h"
37#include "eventloop.h"
38#include "base64.h"
39
40#define mydev           "Device with Data Transfer"
41#define IMAGE_CONTROL   "Image Control"
42#define COMM_GROUP      "Main Control"
43#define IMAGE_GROUP     "Image Settings"
44#define POLLMS                  100
45#define WIDTH ((int) CtrlN[0].value)
46#define HEIGHT ((int) CtrlN[1].value)
47#define BYTESPERPIX ((int) CtrlN[3].value)
48#define BYTEORDER ((int) CtrlN[4].value)
49#define FWHMPIX (CCDInfoN[0].value)
50#define FOCUS (FocusN[0].value)
51
52void uploadStream(uLong maxBytes);
53void readoutSim();
54void makepic();
55
56/*INDI controls */
57
58/* These properties with these names are required display a video stream*/
59static ISwitch PowerS[]                 = {{"CONNECT" , "Connect" , ISS_OFF, 0, 0},{"DISCONNECT", "Disconnect", ISS_ON, 0, 0}};
60static ISwitchVectorProperty PowerSP    = { mydev, "CONNECTION" , "Connection", COMM_GROUP, IP_RW, ISR_1OFMANY, 60, IPS_IDLE, PowerS, NARRAY(PowerS), "", 0};
61static ISwitch StreamS[2]={{ "ON", "", ISS_OFF},{"OFF", "", ISS_ON}};
62static ISwitchVectorProperty StreamSP={mydev, "CCDPREVIEW_STREAM", "Video Stream", COMM_GROUP, IP_RW, ISR_1OFMANY, 0, IPS_IDLE,StreamS, NARRAY(StreamS),"",0};
63static INumber CtrlN[] = {{"WIDTH", "Width", "%0.f",16., 512., 16., 256.},
64        {"HEIGHT", "Height", "%0.f", 16., 512., 16., 256.},{"MAXGOODDATA", "max. good data value", "%0.f", 1., 256.0*256.0*256.0*256.0, 0., 30000.},
65        {"BYTESPERPIXEL", "Bytes/pix", "%0.f", 1., 4., 1., 2.},{"BYTEORDER", "Byte Order", "%0.f", 1., 2., 1., 2.}};
66static INumberVectorProperty CtrlNP = {mydev ,  "CCDPREVIEW_CTRL", "Image Size", COMM_GROUP, IP_RW, 60, IPS_IDLE,CtrlN, NARRAY(CtrlN),"",0};
67/* These properties with these names are required by the indi client to calculate the FWHM in arcsec*/
68/* The FWHM here is in units of pixels. The Pixelsize here is in units of microns. */
69static INumber CCDInfoN[] = {{"CCD_FWHM_PIXEL", "FWHM[pix]", "%0.2f",0., 100., 1., 3.},
70        {"CCD_PIXEL_SIZE", "Pixelsize[mu]", "%0.1f",0., 100., 1., 15.5}};
71static INumberVectorProperty CCDInfoNP = {mydev ,  "CCD_INFO", "CCD Info", COMM_GROUP, IP_RO, 60, IPS_IDLE,CCDInfoN, NARRAY(CCDInfoN),"",0};
72
73
74
75/* Blob for sending image (required but the names can be chosen freely)*/
76static IBLOB imageB = {"CCD1", "Feed", "", 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
77static IBLOBVectorProperty imageBP = {mydev, "Video", "Video", COMM_GROUP,
78  IP_RO, 0, IPS_IDLE, &imageB, 1, "", 0};
79 
80/* Start / Stop Switch (not required, and only defined in this specific driver)*/
81static ISwitch ReadoutS[2]={{ "Start", "", ISS_OFF},{"Stop", "", ISS_ON}};
82static ISwitchVectorProperty ReadoutSP={mydev, "readout", "Readout", COMM_GROUP, IP_RW, ISR_1OFMANY, 0, IPS_IDLE,ReadoutS, NARRAY(ReadoutS),"",0};
83/* Adjustable Focus (not required, and only defined in this specific driver)*/
84static INumber FocusN[] = {{"Focus", "Focus", "%0.f",0., 100., 1., 40.}};
85static INumberVectorProperty FocusNP = {mydev ,  "Telescope", "Telescope", COMM_GROUP, IP_RW, 60, IPS_IDLE,FocusN, NARRAY(FocusN),"",0};
86
87
88/* 1 if "readout simulation" is running, 0 otherwise*/
89volatile int readout_is_running=0;
90/* The number of bytes read from the "virtual CCD" up to now */
91volatile uLong readout_bytes_done=0;
92/* 1 if readout simulation is aked to stop, 0 otherwise*/
93volatile uLong readout_stop=0 ;   
94 
95/* a buffer to hold a 16 bit image to be displayed*/
96unsigned char *image;
97
98/* in this tutorial we simply calculate the FWHM from the focus-position
99   in a real driver you will have calculate from the FWHM from the image you
100   took with your CCD. For example you can write a fitsfile and use
101   sextractor (sextractor.sourceforge.net) to make a list of all detected
102   objects with their "FWHM_WORLD" parameters and take the median of
103   that list. But make your FWHM is in units of pixels.
104*/
105double fwhm()
106{
107        return 0.3*sqrt((FOCUS-50.0)*(FOCUS-50.0))+1.0;
108}
109
110/* Initlization routine */
111static void readout_start()
112{
113        if (readout_is_running!=0)
114            return;
115       
116        /* start timer to simulate CCD readout
117           The timer will call function previewSim after POLLMS milliseconds */
118        image=malloc(WIDTH*HEIGHT*BYTESPERPIX);
119        readout_bytes_done=0;
120        readout_stop=0;
121        readout_is_running = 1;
122        CtrlNP.s=IPS_OK;
123        IDSetNumber(&CtrlNP, NULL);
124        makepic();
125        IEAddTimer (POLLMS, readoutSim, NULL);
126}
127
128
129void ISGetProperties (const char *dev)
130{ 
131
132  if (dev && strcmp (mydev, dev))
133    return;
134
135  IDDefSwitch(&StreamSP, NULL); 
136  IDDefSwitch(&ReadoutSP, NULL);
137  IDDefSwitch(&PowerSP, NULL);
138  IDDefNumber(&CtrlNP, NULL);
139  IDDefNumber(&FocusNP, NULL);
140  IDDefNumber(&CCDInfoNP, NULL);
141  FocusNP.s=IPS_OK;
142  IDSetNumber(&FocusNP, NULL);
143  CCDInfoNP.s=IPS_OK;
144  IDSetNumber(&CCDInfoNP, NULL);
145  CtrlNP.s=IPS_OK;
146  IDSetNumber(&CtrlNP, NULL);
147  IDDefBLOB(&imageBP, NULL);
148 
149}
150
151void ISNewBLOB (const char *dev, const char *name, int sizes[], char *blobs[], char *formats[], char *names[], int n)
152{
153       
154       /* ignore if not ours */ 
155       if (dev && strcmp (mydev, dev))
156         return;
157
158        /* suppress warning */
159        n=n; dev=dev; name=name; names=names; 
160
161}
162 
163void ISNewSwitch (const char *dev, const char *name, ISState *states, char *names[], int n)
164{
165       
166        /* ignore if not ours */
167        if (dev && strcmp (dev, mydev))
168            return;
169           
170        /* Connection */
171        if (!strcmp (name, PowerSP.name))
172        {
173          IUUpdateSwitches(&PowerSP, states, names, n);
174          PowerSP.s = IPS_OK;
175          IDSetSwitch(&PowerSP, NULL);
176          return;
177        }
178       
179        if (!strcmp (name, StreamSP.name))
180        {
181          IUUpdateSwitches(&StreamSP, states, names, n);
182          StreamSP.s = IPS_OK;
183          IDSetSwitch(&StreamSP, NULL);
184          return;
185        }
186       
187        /* Readout start/stop*/
188        if (!strcmp (name, ReadoutSP.name))
189        {
190          IUUpdateSwitches(&ReadoutSP, states, names, n);
191          if (ReadoutS[0].s==ISS_ON) {
192                readout_start(); 
193          }
194          if (ReadoutS[1].s==ISS_ON) {
195                readout_stop=1; 
196          }
197          ReadoutSP.s = IPS_OK;
198          IDSetSwitch(&ReadoutSP, NULL);
199          return;
200        }
201}
202
203void ISNewText (const char *dev, const char *name, char *texts[], char *names[], int n)
204{
205       
206       /* ignore if not ours */ 
207       if (dev && strcmp (mydev, dev))
208         return;
209
210        /* suppress warning */
211        n=n; dev=dev; name=name; names=names; texts=texts;
212       
213}
214
215
216void ISNewNumber (const char *dev, const char *name, double values[], char *names[], int n)
217{
218        /* ignore if not ours */ 
219       if (dev && strcmp (mydev, dev))
220         return;
221       
222       /* suppress warning */
223       n=n; dev=dev; name=name; names=names; 
224       
225        if (!strcmp (name, CtrlNP.name)) {
226                if (readout_is_running==0) {
227                        IUUpdateNumbers(&CtrlNP, values, names, n);
228                }
229                else {
230                         IDMessage (mydev, "The Parameters can not be change during readout\n");
231                }
232                CtrlNP.s=IPS_OK;
233                IDSetNumber(&CtrlNP, NULL);
234        }
235        if (!strcmp (name, FocusNP.name)) {
236                if (readout_is_running==0) {
237                        IUUpdateNumbers(&FocusNP, values, names, n);
238                }
239                else {
240                         IDMessage (mydev, "The Parameters can not be change during readout\n");
241                }
242                FocusNP.s=IPS_OK;
243                IDSetNumber(&FocusNP, NULL);
244        }
245}
246
247
248void uploadStream(uLong maxBytes)
249{
250       
251   unsigned char *Data, *compressedData;
252   int r=0,offs=0;
253   unsigned int i =0;
254   unsigned char j;
255   static uLong old_maxBytes, sendBytes;       
256   uLongf compressedBytes=0;
257   uLong  totalBytes;
258   /* #0 Allocate buffer*/
259   totalBytes     = WIDTH*HEIGHT*BYTESPERPIX;
260   Data       = (unsigned char *) malloc (sizeof(unsigned char) * totalBytes);
261   compressedData = (unsigned char *) malloc (sizeof(unsigned char) * totalBytes + totalBytes / 64 + 16 + 3);
262   if (Data == NULL || compressedData == NULL)
263   {
264     IDLog("Error! low memory. Unable to initialize fits buffers.\n");
265     return;
266   }
267   if (maxBytes<old_maxBytes) {
268     old_maxBytes=0;
269   }
270   
271   /* #1 fill transferbuffer ("Data") with data read from the imagebuffer ("image")*/
272   if (maxBytes>totalBytes) {
273        maxBytes=totalBytes;
274   }
275   j=0;
276   for (i=old_maxBytes; i < maxBytes; i+= 1) {
277     if (BYTEORDER==1) {
278        Data[i-old_maxBytes]=image[i];
279     }
280     if (BYTEORDER==2) {
281       if (i%(2*BYTESPERPIX)==0) {
282         offs=i/2;
283         }
284         if ((i%(2*BYTESPERPIX))<BYTESPERPIX) {
285         Data[i-old_maxBytes]=image[i-offs];
286         }
287        else {
288          Data[i-old_maxBytes]=image[WIDTH*HEIGHT*BYTESPERPIX-(i-offs)];
289       }
290     }
291   }
292   sendBytes=maxBytes-old_maxBytes;
293   compressedBytes = sizeof(char) * sendBytes + sendBytes / 64 + 16 + 3;
294   
295   /* #2 Compress it */ 
296   r = compress2(compressedData, &compressedBytes, Data, sendBytes, 9);
297   if (r != Z_OK)
298   {
299        /* this should NEVER happen */
300        IDLog("internal error - compression failed: %d\n", r);
301        return;
302   }
303   /* #3 Send it */
304   imageB.blob = compressedData;
305   imageB.bloblen = compressedBytes;
306   imageB.size = sendBytes;
307   strcpy(imageB.format, ".ccdpreview.z");
308   imageBP.s = IPS_OK;
309   IDSetBLOB (&imageBP, NULL);
310   free (Data);   
311   free (compressedData);
312   old_maxBytes=maxBytes;
313   
314}
315
316
317/* readout the "virtual CCD" over time*/
318void readoutSim (void *p)
319{
320        readout_bytes_done+=WIDTH*BYTESPERPIX*8;
321        uploadStream(readout_bytes_done);
322        /* again */
323        if ((readout_bytes_done<WIDTH*HEIGHT*BYTESPERPIX)&&(readout_stop==0)) {
324                IEAddTimer (POLLMS, readoutSim, NULL);
325        }
326        else {
327                /* Here you should calculate the fwhm from your image*/
328                FWHMPIX=fwhm();
329                free(image);
330                CCDInfoNP.s=IPS_OK;
331                IDSetNumber(&CCDInfoNP, NULL);
332                readout_is_running=0;
333        }
334}
335
336/* Writes a simulated star to the image buffer*/
337void makestar(int x, int y, unsigned long f,int boxsize,double fwhm)
338{
339        int i,j,b;
340        unsigned long val;
341        float rr;
342        for (i=x-boxsize/2;i<x+boxsize/2;i++){
343                for (j=y-boxsize/2;j<y+boxsize/2;j++){
344                        if ((i<0)||(j<0)||(i>WIDTH-1)||(j>HEIGHT-1)) {
345                                continue;
346                        }
347                        rr=exp(-2.0*0.7*((x-i)*(x-i)+(y-j)*(y-j))/(fwhm*fwhm));
348                        val=0;
349                        for (b=0;b<BYTESPERPIX;b++) {
350                                val+=(unsigned long) image[BYTESPERPIX*i+WIDTH*BYTESPERPIX*j+b]*pow(256.0,b);
351                        }
352                        val+=f*rr;
353                        if (BYTESPERPIX==1) {
354                                val=val/256;
355                        }
356                        for (b=0;b<BYTESPERPIX;b++) {
357                                image[BYTESPERPIX*i+WIDTH*BYTESPERPIX*j+b]=val % 256;
358                                val=(val-(val % 256))/256;
359                        }
360                }
361        }
362}
363
364/*Write a simulated bias with readout noise to the image buffer */
365void makebias(unsigned long bias,unsigned long noise)
366{
367        int i,j,b;
368        unsigned long val;
369        for (i=0;i<WIDTH;i+=1){
370                for (j=0;j<HEIGHT;j+=1){
371                        val=bias;
372                        val+=(unsigned long) (noise*(rand()/(1.0*RAND_MAX)));
373                        if (BYTESPERPIX==1) {
374                                val=val/256;
375                        }
376                        for (b=0;b<BYTESPERPIX;b++) {
377                                image[BYTESPERPIX*i+WIDTH*BYTESPERPIX*j+b]=val % 256;
378                                val=(val-(val % 256))/256;
379                        }
380                }
381        }
382}
383
384/*Fill the image buffer with some pseudoastronimical data*/
385void makepic()
386{
387        unsigned long i,x,y,b;
388        double rr;
389        makebias(200,6);
390        /*some faint stars*/
391        for (i=1;i<50;i++) {
392                x=(int) ((WIDTH-1)*(rand()/(1.0*RAND_MAX)));
393                y=(int) ((HEIGHT-1)*(rand()/(1.0*RAND_MAX)));
394                rr=pow((rand()/(1.0*RAND_MAX)),2.0)+pow((rand()/(1.0*RAND_MAX)),2.0)
395                  +pow((rand()/(1.0*RAND_MAX)),2.0);
396                rr*=10;
397                b=(int) (10000.0/(rr+1));
398                makestar(x,y,b,3*fwhm(),fwhm());
399        }
400        /*some bright stars*/
401        for (i=1;i<50;i++) {
402                x=(int) ((WIDTH-1)*(rand()/(1.0*RAND_MAX)));
403                y=(int) ((HEIGHT-1)*(rand()/(1.0*RAND_MAX)));
404                rr=pow((rand()/(1.0*RAND_MAX)),2.0)+pow((rand()/(1.0*RAND_MAX)),2.0)
405                  +pow((rand()/(1.0*RAND_MAX)),2.0);
406                rr*=10;
407                b=(unsigned long) (10000.0/(rr+1));
408                if (BYTESPERPIX>1) {
409                        b=(unsigned long) b*(pow(256.0,BYTESPERPIX-2.0));
410                }
411                makestar(x,y,b,3*fwhm(),fwhm() );
412        }
413        /*some  stars of defined brightness */
414        for (i=1;i<3;i++) {
415                x=(int) ((WIDTH-1)*(rand()/(1.0*RAND_MAX)));
416                y=(int) ((HEIGHT-1)*(rand()/(1.0*RAND_MAX)));
417                b=65000;
418                makestar(x,y,b,100,fwhm());
419        }
420        makestar(WIDTH/2,HEIGHT/2,65000,100,fwhm());
421}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.