Устройство для отображения графической информации

 

Союз Советск ми

Соцмалмстмческми

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (890435 (61 ) Дон ол н и тельное к а вт. с вид- ву (22) Заявлено 220277 (21) 2454844/18-24 с присоединением заявки,% (23) Приоритет (51)М. Кл.

6 09 G 1/08 фЬеударствсииый каиитет

СССР ао далаи изобретений и открытий

Опубликовано 15.1 281- Бюллетень,% 46

Дата опубликования описания 15.1 281 (5Ç) УДК 681.327 ° .11 (088.8) (72) Авторы изобретения

С.И.Червонный и B.Â.Ñêîðîäåëîâ, 14 г

Харьковский ордена Ленина политехнический инстиГ 1 им. В,И ° Ленина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании устройств отображения графической информации, в том числе парабол.

Известны устройства отображения графической информации, содержащие последовательно соединенные регистры, цифро-аналоговые преобразователи и усилители отклонения, соединенные с

ЭЛТ (1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для отображения графической информации, содержащее последо15 вательно соединенные блок управления, регистры, цифро-аналоговые преобразователи и первые формирователи, подключенные к видеоконтрольному блоку (2).

Недостатком известных устройств является отсутствие возможности воспроизводить кривые второго порядка, например параболы.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности построения парабол.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит преобразователь кодов, подключенный к блоку управления и другим входам регистров, и вторые формирователи, соединенные с видеоконтрольным блоком и первыми формирователями.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства, на фиг. 2 — временные диаграммы формирования сигналов развертки луча ЭЛТ, на фиг. 3 - схема формирователя; на фиг. 4 — переходные характеристики формирователя, на фиг. 5 — построение отрезка параболы; на фиг. б - пример построения изображения.

Устройство содержит преобразователь кодов 1, блок управления 2, регистры 3 и 4, цифро-аналоговые преобразователи 5 и б, формирователи 7, 8, 9 и 10 и видеоконтрольный блокУстройство работает следующим образом.

В ответ на си(-налы Готовности (ГТ), вырабатываемые в блоке уг(раВления 2, из буферного запоминающего устройства (БЗУ) или ЗВИ в устрой- ство в сопровождении сиг iBJ;oB синхронизации (Cr.) г(оступают слова массива изображения> сОДер>чащие цифрО " вые коды координат концеьых точек линий, код операции - КОП (построение прямоЙ линии или параболы), признак подсветки луча - с//>л (светить или не светить). КОП и признак подсветки луча в сопровождении СС поступают в блок упраВления 2, упраВляющиЙ работой устройства и приемом слов мас-, сива изображения, КОДЫ кООрДинат B сопрово)кдении СС (iocT+f1ают В пре06 разователь кодов (., где осуществляется их преобразование в соответс †.Вующие прямые и обратнь(е парафазные коды, которые поступают в регистры ) и

Ч. Kcipb(координат записываются B реГистры 3 и 4 по СС, поступающим из 25 блока 2. Запись кодов координат f(B рафазным способом позволяет избежать предварительного сброса в "О" регистров 3 и t(, что необходимо для сохранения до на(ала выполнсния следующей операции предыдущих значений кодов координат и, следовательно, обойтись без дополнительнь(х буферных регистров, а так>(<е существенно уменьшить искажения формы сигналов Отклонения луча, которые возникают из-за процес35 сов коммутации В цифро-аналоговых преобразователях 5 и 6 при предварительном с6росе в "Q регистров и 4 пe ðeä записью В них HOBb(); кодов Каор40 динат, что важно для точного построения парабол. Коды координат, запомненные в регистрах 3 и -I, поступают на соответствующие ЦАПы 5 и 6, где осуществляется- их преобразование в аналоговые сигналы ступенчатой

Формы (фиг.26., д)., При этом амп.питуды аналоговых сигналов на выходах ЦАПов пропорциональны сООтветстВующим цифровым кодам координат. Сигналы с выходов ЦАПов поступают на соответствующие формирователи (Ф) 7 и 8, построенные на основе линий задержки с отВОдами В соответстВии сО схемОЙ, приВЕДеннОЙ HB фиГ ° 3 Зти формиро

Ватели ОблаДают свОЙствами фиксатО" ров нулевого порядка и имеют передаточные функции Вида (р)=(-е )/рт, где Т вЂ” время установления фронта переходной характеристики, равное времени задержки линий. Переходная характеристика такого формирователя показана на фи". ((В. При подаче на

ego вход cTyf>eHHBTOI-0 напряжения (Фиг. 4а) на нагрузочном резисторе

8. в результате суммирования токов, протекающих через отводящие резисторы R -Рп, возникает ступенчато-нарастающее напряжекие (фиг. 46). При увеличении количества отводов форма напряжения на выходах формирователя приближается к показанной на фиг. (1в.

Время нарастания сигналов на выходах формирователей таким образом постоянно, независимо от амплитуды и равно

T. Выход линии задержки нагружен на сОГласующии вез,"(с тОр Р «, BeJ)Hчина котОрОГО раВна ВОлнОВОму сОпротивле нию линии задержки Р, Линейно изменяющиеся напряжения с

BbIx0poB блоков 7 и 8 (фиг. 2в,е) f>oc— тупают на Входы формирователей Я и

t0, Выполненных, например, также как и формирователи 7 и 8 в соотьетствии со схемой, приведенной на фиг. 3.

При этом формирователи 9 и 10 имеют параметры, аналогичные формирователям 7 и 8. Таким образом, в каждом координатном канале имеется последовательное включение двух идентичных формирователей, обладающих свойствами фиксаторов нулевого порядка.

Перехо>дная характеристика и Форма

ВыходнОГО сиГнала пОследОвательнОГО оединения двух иден>ичных ФормироВателей пр(л подаче на Вход первого

ФОрмирователя 7 или 8 ступен латОГО сигнала (Фиг. 2а) показаны на фиг. 2г. Фронт переходной характеристики такОГО пОследОВательнОГО соединения явг(яется кусочнопараболическим, т.е. состоит из двух отрезков парабол, плавно переходящих друг в друга, За счет зтого на выходах формирователей g» и 10 создают-, ся сигналы развертки луча ЗЛТ по х и у, изменяющиеся во времен( по параболическому закону (фиг.

2 г,ж).

Объясняется зто следующим образом. Сигнал на выходе фиксатора нулевого порядка, а значит и Формирователей 7, 8, 9 и 10, заданный какфункция f, ((:), при поступлении на его вход сигнала, заданного как

5 8904

Функция Гв (с1, определяется из следующего выражения ebix () = - SX() С1 которые, приняв t=nT+ KT, можно записать как

Е 5

fÂ,üb1(t)= Jfв (n 8) dt, (1) вьщ Е. вх где и — порядковый номер такта смены кодов координат в регистрах

Зи4;

l0 о — смещение в пределах такта.

Производная от выходного сигнала, например, формирователя, т.е. от линейно изменяющегося напряжения, определяется как 15

dx — Ь х„, +, (2) где gx„<=x> -x„ х„ — выходной сигнал цифро-аналогового преобразователя в течение

n-co такта. В выражении (2) знак Л означает первую разность.

Производная от выходного сигнала формирователя 9 в соотве ствии с выражениями (1)и (2) определяется как у5 1 аых E <> +, пA+ Д. п-2+Я ф

=(аХ„- х, )Е+ Х„,=Ь Х„ Е+ Х„,.

Выходной сигнал формирователя 9 on- 5© ределяется как хвы (п 6) хп- и Е 2 + Ьхк- Е+С где С определяется иэ условия непрерывности выходного сигнала х,„(n+1,0)=x (п,1) следующим обра. ом

С—

xq д+хи q

Таким образом, х (и Е)=Ь х — Àx .Е+ -ц-= — ° .е х +х

Вьгл Yl-2 g N-% 2

После подстановки в это выражение значений Ь получаем (п,Я) = (х -2х п-.1 x„2)

Аналогичным образом получаем выражение для выходных сигналов формирователя 10

35 б

Сигналы с выходов формирователей

9 и 10 поступают в блок ЭЛТ 11, состоящий иэ ЗЛТ, блока управления яркостью луча, отклоняющей системы и координатных усилителей по х и у.

Под воздействием двух параметрических сигналов отклонения по х и у, изменяющихся во времени по параболическому закону, луч на экране ЭЛТ двигается по параболе (или в частном случае по прямой линии). Если сигналы отклонения по х и у идентичны во времени по форме, то луч двигается на экране ЭЛТ по прямои линии. Это обеспечивается сменой кодов координат по х и у в регистрах 3 и 4 с периодом 2Т, равным сумме времени формирования линейно изменяющихся напряжений блоками 3-8 и времени установления переходной характеристики формирователей 9 и 10, которые одинаковы и равны Т. Если сигналы отклонения по х и у не идентичны во времени по Форме, то луч двигается на экране

ЭЛТ по параболе, Зто обеспечивается сменой кодов координат по х и у в регистрах 3 и 4 с периодом T. Смена кодов координат в регистрах 3 и 4 осуществляется по сигналам С3 (фиг. 2а), период следования которых, также как и сигналов ГТ, изменяется в блоке 2 в зависимости от КОП и при построении прямых линий равен 2, а парабол — Т, Для построения параболы в соответствии с выражением (3) и (4) необходимо задать координаты трех опорных точек Р,, Р,, Рп, не лежащих на одной прямой в плоскости ху с коор-, динатами x,у,, х,„,yn ., х,,у (Фиг, 5) . Отрезок параболы вписывается в угол, который образуется прямыми линиями, проходящими через смежные опорные точки P„> -Р„„. и

Р - Рп . При этом отрезок параболы проходит через середины этих

1 линий в промежуточных точках Ряд

1 и P u-z с координатами

2 2

Из выражений (3) и (4) видно, что сигналы на выходах формирователей 9 и 10 изменяются по параболическому закону. Известно, что при таком параметрическом задании координат линия на плоскости ху является параболой. ю что является одной из особенностей данного способа построения парабол.

Отрезок параболы входит "вглубь". уг ла с вершиной Р, < до уровня 0,75 h, где h — высота треугольника

;опущеннав с вершины Р„ .

0435 8 (5) формула изобретения

7 89

Другой важной особенностью данного способа построения прямых линий и парабол является также то, что при вычерчивании фрагментов иэображения на экране ЭЛТ обеспечивается плавный переход отрезков парабол в прямые линии или другие отрезки парабол, что позволяет повысить качество изображения.

Укаэанные особенности вытекают из анализа выражений (3) и (4). Так в момент и при = 0 т.е. к моменту начала нового такта смены кодов координат в регистрах

3 и 4, функции хьь,„(п) и у ы„ (и) пропорциональны полусуммам значений входных функций x(n) и у(п) для двух предыдущих интервалов. Это и гарантирует прохождение отрезка параболы через середину прямой линии, соединяющей смежные опорные точки, заданные в словах массива изображения.

Кроме того, так как для Я = 0 производная

<33 ь1х 89 q>g(n,6)Ç ï-4 + 1 п-9.

ДХВ в(дх (fly)gf, и 4 4 п %совпадает с угловым коэффициентом прямой линии, соединяющей смежные опорные точки, то парабола y=f(x) является касательной к этой прямой линии в ее середине. Это условие непрерывности первой производной выходных сигналов формирователей 9 и 10 и обеспечивает плавный переход отрезков парабол в прямые линии или другие отрезки парабол при построении фрагментов изображения на экране

ЭЛТ. Окружность может быть построена путем задания кодов координат концевых точек вершин правильного описанного многоугольника. Так при четырех вершинах описанного многоугольника погрешность построения окружнос3

13

2О

36

3$

45 ти определяемая как М)Р(где R - радиус окружности) составляет 64, а при шес, и - 13, Управление подсветкой луча осуществляется по модифицированным сигналам с/н, поступающим в блок ЭЛТ 11 из блока 2, где они вырабатываются в соответствии с признаком подсветки и кодом операции.

Пример построения фрагмента иэображения на основании указанного способа построения прямых линий и парабол показан на фиг. 6. При этом формирование сигналов развертки луча ЭЛТ осуществляется в соответствии с временной диаграммой, приведенной на фиг. 2, Таким образом, использование в устройстве преобразователя прямого кода в прямой и обратный и формирователей, выполненных на линиях задержки и обладающих свойствами фиксаторов нулевого порядка, обеспечивает построение на экране ЭЛТ наряду с прямыми линиями и парабол и тем самым расширяет функциональные возможности известного устройства.

Устройство для отображения графической информации, содержащее последовательно соединенные блок управления, регистры, цифро-аналоговые преобразователи и первые формирователи, причем блок управления подключен к видеоконтрольному блоку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет возможности построения парабол, оно содержит преобразователь кодов, подключенный к блоку управления и другим входам регистров, и вторые формирователи, соединенные с видеоконтрольным блоком и первыми формирователями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство CCCP и 463125, кл. 06 K 15/20, 1971

2. Патент США V 33644?9, кл. 340-324, 1969 (прототип).

890435

Ь б х Р>

Составитель В.Сметанин

Техред H. Рейвес Корректор А.Ференц

Редактор М.Дылын

Заказ 11013/81 Тираж 487 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

По делам изобретений и открытий

113035, Ж-35, Москва, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4