Устройство для отображения информации на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1984 года по МПК G09G1/16 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к электронному синтезу сложных динамических изображений на телевизионном экране, и может найти применение при построен ситуационных дисплеев, телевизионны игровых автоматов и тренажеров, при построении специализированных уст ройств отображения информации, в ко торых необходимо создать слржное динамическое изображение на фоне статического изображения. Известно устройство для отображе ния информации на телевизионном экр не, содержащее вычислительный блок, буферную память, генератор знаков, генератор графических элементов, клавиатуру, модем и печатающий узел СИ . Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет фор мировать сложные квазиобъемные фигуры, что снижает его качество. Наиболее близким к изобретению п технической сущности является устройство для отображения информации, содержащее последовательно соединенные регистры вычислительный блок, коммутатор, суммирующий счетчик и ждущий генератор, вычислитель ный блок подключен к синхронизатору соединенному с шиной частоты строк, блок преобразования координат, входы которого соединены с шинами частоты строк и частоты полей и входом вычислительного блока, шины частоты строк подключены к входам коммутато ра и ждущего генератора, входы цифрового порогового элемента соединены с выходами суммирующего и реверсивного счетчиков, вход реверсивного счетчика подключен к выходу переклю чателя кода положения фигуры L2l Однако известное устройство позволяет осуществлять формирование только наклонной фигуры вытеснения (НФВ) и не позволяет формировать сложные динамические изображения, что снижает качество отображения ин формации . Целью изобретения является повышение качества отображения информации за счет формирования сложных динамических фигур. Поставленная цель достигается тем, что в устройство отображения информации на экране электроннолучевой трубки, содержащее первый и второй регистры, синусно-косинусный преобразователь, входы которых являются входами устройства, а выходы соединены с входами вычислительного блока, выход которого соединен с входом синхронизатора, логический формирователь и формирователь статических изображений, введены третий и четвертый регистры, четыре накапливающих сумматора и формирователь квазиобъемности, входы третьего и четвертого регистров соединены с выходами вычислительного блока, входы первого накапливающего сумматора со€Шинены с вторым выходом синусно-косинусного преобразователя выходом третьего регистра и первым выходом синхронизатора, входы второго накапливающего сумматора соединены с первым выходом синусно-косинусного преобразователя, выходом четвертого регистра и первым выходом синхронизатора, входы третьего накапливающего сумматора соединены с первым выходом синусно-косинусного преобразователя, выходом первого накапливающего сумматора и вторым выходом синхронизатора, входы четвертого накапливающего сумматора соединены с вторым выходом синусно-косинусного преобразователя, выходом второго накапливающего сумматора и вторым выходом синхронизатора, выходы третьего и четвертого накапливающих сумматоров соединены с входами логического формирователя, выход которого соединен с одним из входов формирователя квазиобъемности, другие входы которого соединены с выходами формирователя статических изображений. На фиг.1 представлена функциональная схема устройства на фиг,2 условный вид преобразованных цифровых развертывающих функций дискретизации. Устройство содержит первый 1 и второй 2 регистры, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам вычислительного блока 3, синхронизатор 4, первый выход которого подключен к третьему входу вычислительного блока, синусно-косинусный преобразователь 5, третий б и четвертый 7 регистры, первый 8, второй 9, третий 10 и четвертый 11 накапливанмцие сумматоры, логический формирователь 12, формирователь 13 квазиобъемности и формирователь 14 статических изображений. Устройство работает следукадим образом. Формирование вращающихся изображений, обладаквдих тремя степенями свободы на телевизионном растре, осуществляется с помощью двух цифровых развертывающих функций (ЦРФ) преобразованных по местоположению и напревлению по отношению к декартовым осям координат телевизионной (ТВ) развертки. При этом направление возрастания преобразованных ЦРФ должно составлять прямой угол. Процесс моделирования преобразованной ЦРФ осуществляется путем выбора нормального уравнения прямой и качестве моделируемого. С этой цел нормальные уравнения прямых хооа - Р, о i со& ф 4 tf - а О, ; у KOTopf-Tx угол наклона к оси 2+ 9(f выражается в виде XSirup-« COUlp-P, О; Ч0051/ +1 & Г ф-Р2 0С2) в этих уравнениях х,у - текущие координаты, а р , р - кратчайшие расстояния от начала координат до выбранных прямых (по нормали). Для определения значений р и р последние выражения представляют в виде прямых, проходящих через неко торую точку М (х, ,у ), а именно X 4 sin ср - t,costp - (1 О , (р-«-4 Р о CsJ : Из этих уравнений получаются эн чения р,, и Pj . ,cp-y,cos(f s ,«OS(f vl -lStWf- .i Учитывая, что x п-дх, у где п 1,2,3,4,..., а также услов дискретизации/д X Л у cinst. получим из выражения (2) vixsmvp Ц -- 0 i flKC st -vw jSlMCp- QАналогично из формулы (4) р - Пу,. ср - COS ср i Пх..П1,.. feV Уравнения (5) и (6) позволяют с ставить моделирующие уравнения. Пр этом,пользуясь методом прямой анал гии , имеем МлС МлС вЬср-М еь)с08ф-Nafc Njt-fc N Ctycostp - Wain -Nj О) где N,(t) и цифровые разве тывающие функц горизонтальной вертикальной д кретизации. Mfyj, (p-N,OOStp % - NX« COStP a начало координат располагается в левом нижнем углу ТВ растра. Как видно из полученных уравнен формирование преобразованных ЦРФ обеспечивается путем выполнение ря математических операций, существен отличающихся по быстродействию. К ним относятся операции, выполняемы с незначительной скоростью (расчет значений Мрд и Np , а также выбор параметров з1пф и cos«.p)f операции Среднего бнстроде ствия (расчет значений Ni(fc) N(t )sinf) .операции высокого быстродейстчия (расчет N(t)sin Tiji. (t )cos-4) и окончательное суммирование). К тому же характер выполняемых операиий имеет существенное значение. Так, например, операции, выполняемые с незначительной скоростью, выполняются несинхронно с помощью микропроцессора или микроЭВМ и вводятся в цифровой синтезатор во время обратного хода кадровой развертки. Операции среднего быстродействия также выполняются с помощью микропроцессорной системы синхронно со скоростью строчной развертки. Однако выполнение большого числа операций, повторяющихся от строки к строке, производит неоправданно большую зэгрузчу микропроцессорной системы, что в свою очередь не позволяет ей выполнять другую работу. Поэтому операции среднего быстродействия выполняются с помощью специализированных вычислительных устройств. Особую сложность представляет выполнение натематических операций высокого быстродействия, Поскольку за -время воспроизведения одного ТВ элемента (100-200нс) вычислительное устройство должно выполнить большое число операций с многоразрядными числами. Для этого случая использовано специализированное вычислительное устройство, обладающее весьма высоким быстродействием. Вместе с тем упрощение вида математических операций приводит не только к упрощению вычислительного устройства и уменьшению потребляемой мощности, но также и к улучшению качественных параметров формируемых изображений, поскольку позволяет обеспечить их большую разрешающую способность. Существенное упрощение характера математических операций обеспечено, если в процессе формирования ЦРФ учесть корреляцию формируемых изображений как по горизонтали,- так и по вертикали растра. При этом математические операции производятся ле с цифровыми развертывающими функциями горизонтальной и вертикальной дискретизации, а с разностями между текущим значением- и предсказанной (рассчитанной) величиной. Такой вариант нашел применение в разнообразных разностных (дифференциальных) методах кодирования сигналов. Действительно, выражение (7) можно представить в виде ) l Jfeift.) ) - Z cosf t tpv NjCt N причем ...ft,y,, ,.j«««r-- tHn,, Первый 1 и второй 2. регистры (Фиг.1) представляют собой блоки, предназначенные для приема, -промежуточного хранения и выдачи многоразрядных слоев, однозначно опред1еляющих код точки М(Nnj( J NI,) и вьзражающих координаты цектра вращения, Регистры 1 и 2 работают в качестве передаточных звеньев с параллельным способом приема и передачи информации и выполняются на интегральных триггерах низкого бьютродейетвия. Синусно-косинусный преобразователь 5 представляет собой блок преобразования двоичного кода угла jp в его функции sif «р и cos4 В зависимости от значения требуемой угловой точности код угла if выражается той или иной дискретностью в двоичных градусах (один двоичный градус равен ЗбО/25б 1,40635 ). . . Таким образом, код угла,(, для обеспечения требуемой угловой точности в 1 или 0,5 двоичный градус, выражается 8-9 разрядным кодом. Непосредственное преобразование данного кода в двоичный код функции SVM,; к со5ф обеспечивается с помощь постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). При этом код угла 4 подается на адресные входь: ПЗУ, в результате чего производится опрос той или иной ячейки памяти и вьщача результата на выход ПЗУ. Для работы ПЗУ в качестве генератора функций в нел записана информация фун кцйй svo Ч и собц для каждого дискре ного значения кода угла Ф. Эта информация также выражается параллель ными двоичными кодами. Вычислительный блок3 представляет собой специализированный конечный автомат, предназначенный для рао чета значений NP,j и NRi/o в соответст вии с уравнением (б). Результат расчета вычислительный блок выдает не чаще одного раза за два поля, т.е. со скоростью 25 раз в 1 с. Третий 6 и четвертый 7 регистры предназначены для приема, промежуточного хранения и выдачи многоразрядных слоев,-однозначно определяющих коды значений НЙ/6и NPi/o, Первый 8 и второй 9 накапливаивдие сумматорам обеспечивают суммирование поступаниаих на вход кодов и N( с кодами функций Сое if и Stn ф соответственно. При этом в соответствии с уравнением (8) функции ccsg: выполняют роль тех разностей, которые следует вводить в накапливающие сумматоры 8 и 9 во время обратного хода по строке. С этой целью на коммутируюгцие входы накапливакицих сумматоров 8 и 9 подаются строчные син хроимпульсы, (ССИ) с второго выхода синхронизатора 4. Окончательное формирование преобразованных ЦРФ в .соответствии с выражением (9) осуществляется накапливающими сумматорами 10 и 11. В качестве тактирующих импульсов для этих сумматоров используются тактовые импульсы (ТИ) горизонтальйой дискретизации, вырабатываемые синхронизатором 4. Логический формирователь 12 представляет собой блок формирования сложных динамических изображен . НИИ. Входными переменными являются сигналы преобразованных цифровых развертывакидих функций. На фиг. 2tf и показан условный вид преобразованных цифровых развертывающих функций дискретизации, формируемых соответственно накапливающими сумматорами 10 и 11, на фиг.2й показан пример формирования вращающегося изображения для финансированного значения угла наклона. В зависимости от вида формируемого изображения логический формирователь осуществляет те или иные логические преобразования, в результате К01торых на выходе блока 12 формируется видеосигнал изображения, угол наклона которого к оси координат х,у определяется значением угла vp . Формирователь 14 статических изображений и логический формирователь 12 представляют собой блоки логического синтеза, работающие по определенной программе С31 и . Формирователь 13 .квазиобъемности представляет собой блок логического синтеза, который обеспечивает приоритет сигнс1пам (изображениям) переднего плана tSl. Иллюзия квазиобъемности на плоском ТВ экране усиливается всегда, когда в Многоплановом изо-. браженйи имеются подвижные элементы. Например, если формирователь статических изображений формирует (Сигнал изображения переднего плана Хд, на втором плане находится динамическое изображейие Xj, формируемое блоком 12, а электрический сигиал окружающего фона, формируемый блоком 14, обозйГачен в виде переменной Ха. В сложном изображении конфигурация переднего плана не претерпевает никаки}. изменений. Поэтому можно запивать . Изображение второго плана закрывается изображением переднего плана. Поэтому в сложном изображении видимой остается его открытая часть Xj t Изображение окружающего фона закрывается изображениями как переднего, так м второго плана, т.е. Хз - ) ,

Сложное изобрение при этом имеет вид

4,v4j4,XiX2X Предложенное устройство позволяет формировать практически любые изображения , обладающие тремя степенями свободы. При этом формируемые изображения не подвержены искажениям

формы.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРКАПЙИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ, содержащее первый и второй регистры, синусно-косинусный преобразователь г входы которых являются соответствующими входами устройства; а выходы; их соединены с входами вычислительного блока, выход которого соединен с входом синхронизатора , логический формирователь и формирователь статических изображений, отличающееся тем, , с целью повышения качества отображения информации за счетформирования сложных динамических фигур. Оно содержит третий и четвертый регистры, четыре накапливающих суммаТора и формирователь квазиобъемнос(ги, входы Третьего и четвертого регистров соединены с выходами вычислительного блока, входы первого накапливающего сумматора соединены с вторым выходом синусно-косинусного преобразователя, выходом третьего регистра и первьш выходом синхронизатора, входы второго накапливающего сумматора соединены с первым выходом синусно-косинусного преобразователя, выходом четвер гого регистра и первым выходом синхронизатора, входы третьего накапливающего сумматора соединены с первым выходом синусно-косинусного преобразователя, .выходом первого накапливающего сумматора и вторым выходом синхронизатора, входы четвертого накапливающего сумматора соединены с вто1ж м выходом синуснокосинусного преобразователя, выходом второго накапливакнцего суммаО тора и вторым выходом синхрониза35 ЭО тора, выходы третьего и четвертого накапливающих сумматоров соединены с входами логического формирователя, :о выход которого соединен с одним из входов формирователя квазиобъем00 ности, другие входы которого соединены с выходами формирователя статических изображений.

Фиг г

, , Л X/sin У

к .

AX/CCfSf