Многослойная визуализация в графической компоненте операционной системы реального времени

Программное обеспечение комплекса бортового оборудования гражданского авиалайнера работает под управлением операционной системы реального времени (ОСРВ), частью которой является графическая компонента, формирующая изображение дисплея пилота. На него выводится интегрированная информация об окружающей обстановке и состоянии систем самолета, передаваемая от разных приложений. В работе рассматриваются вопросы обеспечения эффективной и безопасной генерации изображений от нескольких приложений, выполняемых в разных разделах ОСРВ, на один экран. Подробно разбирается подход, использующий многослойную визуализацию, позволяющий повысить эффективность с помощью аппаратной поддержки технологии VOP (Video Object Plane). Применение этого подхода потребовало разработки алгоритмов, которые должны соответствовать авиационному стандарту ARINC 661 и обеспечивать выполнение приложений в независимых разделах. Выполнение этих требований позволит сертифицировать разработанные программы и библиотеки для использования на борту гражданских авиалайнеров. Была достигнута приемлемая скорость рендеринга 25 кадров в секунду при создании слоев изображения пятью разделами.

1. Федосов Е.А. Косьянчук В.В., Сельвесюк Н.И. Интегрированная модульная авионика. Радиоэлектронные технологии, т. 201, 2015, стр. 66-71.

2. Маллачиев К.М., Пакулин Н.В., Хорошилов А.В. Устройство и архитектура операционной системы реального времени. Труды ИСП РАН, 2016, т. 28, вып. 2, стр. 181-192. DOI: 10.15514/ISPRAS-2016-28(2)-12. / Mallachiev K.M., Pakulin N.V., Khoroshilov A.V. Design and architecture of real-time operating system. Trudy ISP RAN/Proc. ISP RAS, vol. 28, issue 2, 2016, pp. 181-192. DOI: 10.15514/ISPRAS-2016-28(2)-12.

3. Kal'avsky P., Rozenberg R., Mikula B., Zgodavova Z. Pilots' Performance in Changing from Analogue to Glass Cockpits, Proc. of the 22nd Int. Scientific Conf. on Transport Means (Transport Means), 2018, pp. 1104-1109.

4. A Safety Critical Compositor for OpenGL SC 1.0.1 and OpenGL SC 2.0. Available at: http://www.coreavi.com/sites/default/files/compositor_whitepaper_final.pdf, accessed 30.01.2026.

5. EGL_EXT_compositor. Available at: http://www.coreavi.com/sites/default/files/coreavi_product_brief_-_egl_ext_compositor.pdf, accessed 30.01.2026.

6. Barladian B.Kh., Deryabin N.B., Shapiro L.Z., Solodelov Yu.A., Voloboy A.G., Galaktionov V.A. Multiwindow Rendering on a Cockpit Display Using Hardware Acceleration. Programming and Computer Software, 2021, vol. 47, no. 6, pp. 457-465. DOI: 10.1134/S0361768821060025.

7. Barladian B.Kh., Voloboy A.G., Galaktionov V.A., Knyaz’ V.V., Koverninskii I.V., Solodelov Yu.A., Frolov V.A., Shapiro L.Z. Efficient Implementation of OpenGL SC for Avionics Embedded Systems. Programming and Computer Software, 2018, vol. 44, no. 4, pp. 207-212. DOI: 10.1134/S0361768818040059.

8. Berehulyak O.R., Vorobel R.A., Ivasenko I.B., Krechkovska H.V., Student O.Z., Nykyforchyn H.M. 3D visualization of the fracture surface by the series of multilevel images. Отбор и передача информации, 2020, вып. 48. стр. 79-85.

9. Ertl T., Westermann R., Grosso R. Multiresolution and hierarchical methods for the visualization of volume data. Future Generation Computer Systems, 1999, vol. 15, issue 1, pp. 31-42.

10. Chen J., Zhang S., Lv Y., Gao C., Lin Y. Hierarchical Interactive Multi-Plane Image Construction for Light Field Background and Reflection Separation. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, 2026. DOI: 10.1109/TCSVT.2026.3662736.

11. Солоделов Ю.А., Горелиц Н.К. Сертифицируемая бортовая операционная система реального времени JetOS для российских проектов воздушных судов. Труды ИСП РАН, 2017, том 29, вып. 3, стр. 171-178. DOI: 10.15514/ISPRAS-2017-29(3)-10. / Solodelov Yu.A., Gorelits N.K. Certifiable onboard real-time operation system JetOS for Russian aircrafts design. Trudy ISP RAN/Proc. ISP RAS, vol. 29, issue 3, 2017. pp. 171-178 (in Russian). DOI: 10.15514/ISPRAS-2017-29(3)-10.

12. Jinzenji K., Okada S., Watanabe H., Kobayashi N. Automatic two-layer video object plane generation scheme and its application to MPEG-4 video coding. IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), 2000, vol. 3, pp. 606-609.

13. Meier T., Ngan K.N. Automatic segmentation of moving objects for video object plane generation. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, 1998, vol. 8, no. 5, pp. 525-538. DOI: 10.1109/76.718500.

14. Henderson P., Lampert C.H. Unsupervised object-centric video generation and decomposition in 3D. Advances in Neural Information Processing Systems, vol. 33, 2020. pp. 3106-3117.

15. Barboni E., Conversy S., Navarre D., Palanque P. Model-Based Engineering of Widgets, User Applications and Servers Compliant with ARINC 661 Specification. In: Doherty G., Blandford A. (eds) Interactive Systems. Design, Specification, and Verification. DSV-IS 2006. Vol. 4323 of Lecture Notes in Computer Science, Springer, Berlin, Heidelberg, 2007. DOI: 10.1007/978-3-540-69554-7_3.

16. Ansys SCADE Suite Model-Based Development Environment for Critical Embedded Software, 2021. Available at: https://www.ansys.com/products/embedded-software/ansys-scade-suite, accessed 30.01.2026.