Устройство для формирования динамических изображений Советский патент 1984 года по МПК G09G1/08 

Изобретение относится к технике тобрсисения информации и может быть использовано в системах для формиро .вания в реальном масштабе времени динамических изображений на телеви зионном индикаторе. Известно устройство для формирования динаг ического изображения на экране электронно-лучевой трубки, содержащее синхрогенератор, вычислительный блок и блок памяти tl. Недостатком данного устройства является низкая точность отображени информации при враицении изобрс1жений Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ус ройство для формирования кривых на экране электронно-лучевой трубки, с держащее блок задания входных параметров и синхронизации, выходы кото рого подключены к входам первого и второго блоков преобразования коорд нат, и блок памяти, подключенный к выходу первого блока преобразования координат 23. Недостатком известного устройства является низкая точность отображ ния информации при вращении изображений . в известном устройстве блок памя ти представляет собой цифровое ЗУ с произвольной выборкой, в котором хранятся коды ординат отображаемой кривой. Массив адресов этого ЗУ ест множество точек с целочисленными координатами в декартовой системе координат на плоскости. Расчет массива адресов осуществляется блоком. преобразования координат (ВПК). Поэтому ВПК является основным блоком, определяющим технические характерис тики известного устройства. Из описания известного устройства следует что работа первого и второго ВПК осу (ествляется согласно выражениям ществляется согласно выражениям .:.ent (N/cos у) +ent (N,sin) (-N/sing-)+ent ,,cosy) где N, , 2 выходах первого и второго ent(,,,)-обозначение целой части числа; Nj(, N V, - линейно изменяющиеся .ко ды соответственно часто ты строк и полей мгновенное значение которых определяет соответственно номер импульса го ризонтальной дискретиза ции экрана электроннолучевой трубки (ЭЛТ) и номер строки экрана ЭЛТ в данный момент времени 01 коды начальных условий, заносимые в ВПК предварительно и определяющие положение изображе- / ния в плоскости экрана ЭЛТ соответственно по горизонтали и вертикали; у- угол поворота. Как видно из выражений (1), в известном устройствене учитывается дробная часть произведения при выЬолнении операции умножения. Не использование дробных частей произведения приводит к неправильному решению выражений (1) в случае, если сумма дробных частей превышает единицу. Максимальная рабочая частота одного вентиля современных отечественных микросхем не превышает 2ГГц.Количество разрядов дробной части числа определяется, исходя из данных связанных друг с другом следующими соотнсяиениями:Таким образом, реализация ВПК на частотно-Импульсных схемах, осуществляющих преобразование код-частотакод, обуславливает работу известного устройства в соответствии с выражениями (1), что приводит к недостаточной точности отображения щ)и вращении изображений. Цель изобретения - повышение точности устройства, ; Поставленная цель достигается тем, что в устройство,содержгицее блок задания входных параметров и синхронизации, первый и второй выходы которого соединены с управляющими входами первого и второго ВПК, блок памяти, первый вход которого соединен с выходом первого ВПК, введен формирователь управляющих импульсов, первый вход которого соединен с третьим выходом блока задания входных параметров/и синхронизации, второй вход его является входом устройства, а выход соединен с информационными входами первого и второго ВПК, выход второго ВПК соединен с вторым вхоДом блока памяти. Причем ВПК содержит пять регистров и три сумматора, йервые входы которых являются управляющим входом блока, вторые входы первого , второго и третьего регистров являются информационным входом блока, выходы второго и третьего регистров соединены с пер вым сумматором, выход которого соединен с третьим входом третьего регистра и вторым сумматором, вход четвертого регистра соединен с выходом третьего регистра, а выход - с четвертым входом третьего регистра, выходы первого регистра и второго сумматора соединены с третьи сумматором, выход которого соединен с пятым регистром, выход которого соеди-

нен с третьим входом второго сумматор.а и. является выходом блока.

При этом формирователь управляющих импульсов содержит последовательно соединенные счетчик, вход которог является первым входом формирователя, и дешифратор, второй вход которого является вторым входом формирователя, а выход дешифратора - выходом формирователя.

Введение формирователя управляющих импульсов, а также реализация ВПК на сумматорах накапливающего типа обеспечивают получение дробной части произведения в выражениях (1).

Если в .известном устройстве для расчета массива адресов блока памяти слагаемые в выражениях (1) поступают единичными приращениями, т.е. используются последовател-ьные числоимпульснь е коды, то слагаен ле в предлагаемом устройстве поступают полным значениями, что соответствует использованию параллельных кодов. Хотя это и приводит к некоторому увеличению аппаратурных затрат, так как необходимо запоминать одно слагаемое на время поступления другого, зато позволяет рассчитывать- дробную часть произведения со сколь угодной точностью, что невозможно в известном устройстве.

Расчет массива адресов блока памяти в предлагаемом устройстве осуществляется в соответствии с выражениямиN.ent(,,siny+N, ) ;

:(2)

N,ent(-N sin|4-N,jCos3+NQ2 )

Как видно из выражений (2) в предлагаемом устройстве действительно учитывается дробная часть числа при выполнении операций.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства;на фиг. 2 - блок-схема ВПК; на фиг. 3 - блок-схема формирователя управляющих импульсов.

Устройство содержит блок 1 задания входных параметров и синхронизации, первый 2 и второй 3 ВПК, блок 4 памяти, формирователь 5 управляющих импульсов, шину б управляющего сигнала и шину 7 выходного сигнала.

Влок ,1 задания входных параметров исинхронизации предназначен для Задания исходных данных первому 2 и второму 3 ВПК и обеспечения работы устройства в темпе телевизионной развертки . Первый 2 и второй 3 ВПК рассчитывают адресные функции считывания информации, записанной в блоке 4 памяти. Влок. 4 памяти служит для записи. хранения и выдачи информации, отображаемой на экране ЭЛТ. Формирователь управляющих импульсов 5 управляет работой первого 2 и второго 3 ВПК.

ВПК содержит первый 8, второй 9, третий 10, четвертый 11 и пятый 12 регистры, первый 13, второй 14 и третий 15 сумматоры накапливающего типа шину 16 входного сигнала, шину 17 управляющего сигнсша и шину 18 выходного сигнала.

Входы первого 8, второго 9, третьего 10, четвертого 11 и пятого 12 регистров, первого 13, второго 14 и третьего 15 сумматоров подключены к шине 17 управляющего сигнала ВПК, Вторые входы первого 8, второго 9 и третьего 10- регистров подключены к ш не 16 входного сигнала. Выходы второго 9 и третьего 10 регистров подключены к входам первого сумматора 13, выход которого соединен с третьим входом третьего регистра 10 и вторым входом второго сумматора 14. Вход четвертого регистра 11 подключен к выходу третьего регистра 10, а выход к четвертому входу третьего регистра 10. Выходы первого регистра 8 и второго сумматора 14 соединены с входами третьего суммат ора 15, выход которого подключен к входу пятого регистра 12. Выход пятого регистра 12 подключен к шине .18 выходного сигна ла и третьему входу второго сумматора 14.

первый 8, второй 9 и третий 10 регистры предназначены для приема слов исходных данных, четвертый регистр 11 предназначен для хра1нения во время работы ВПК исходных данных/ заносимых в третий регистр 10, а пятый регистр 12 предназначен для приема-передачи выходного слова ВПК. Первый сумматор 13 служит для выполнения второй операции сложения в выражениях (2), второй сумматор 14 предназначен для выполнения следующих операций: в течение строчного носящего импульса Sj О + В; в течение времени прямого хода луча по. строке БЗ А + О, где S - выходное слово, Третий, сумматор 15 служит для выполнения первой операции сложения в выраже|1иях (2) .

Влок-схема формирователя 5 управляющих импульсов содержит счетчик 19, дешифратор 20, шины управляющего 6, входного 21 и выходного 22 сигналов. Последовательно соединены счетчик 19, подключенный к шине 21 входного сигнала и дешифратор 20, подключенный к шине б управляющего сигн ла и шине 22 выходного сигнала.

Счетчик 19 предназначен для подсчета тактовых импульсов в течение строчного гасящего импульса. Логический формирователь 20 вырабатывает сигналы, необходимые для управления работой ВПК.

Устройство работает следующим образом.

В режиме Занесение информации по сигналу с шины ,6 управляющего сигнала формирователь 5 управляющих импульсов в течение строчного гасящего импульса выдает последовательност из двадцати импульсов, а также сигналы, устанавливающие первый 8, второй 9 и третий 10 регистры первого 2 и второго 3 ВПК в положение Сдвиг вправо. Под действием этих сигналов осуществляется занесение исходных данных в регистры первого 2 и второго 3 ВПК, Исходные данные поступают, с блока 1 задания входных параметров и синхронизации последовательным кодом. Заносимые в первый 8/ вто рой 9 регистры ВПК исходные данные представляют собой коды тригонометрических функций синуса и косинуса угла наклона, а в .Третий регистр код свободного числа из выражений (2 После занесения исходных данный первым сумматором 13 выполняется вторая операция сложения.

Одновременно с операцией сложения осуществляется занесение содержимого третьего регистра 10 в четвертый регистр 11. Результат сложения заносится в третий 10 и пятый 12 регистры ВПК. Занесение результата сложения в третий регистр 10 необ- ходимо для сохранения этого результата в течение прямого хода луча по строке, так как значение кода в пятом регистре 12 изменяется с каждым импульсом частоты дискретизации экрана ЭЛТ по горизонтали. При сложеНИИ второй сумматор 14 осуществляет операцию 82 О + В, а третий сумматор - S, А + О. Указанные операции выполняются под действием управляющих сигналов с блока 5. Таким образом осуществляется занесение исходных данных в ВПК и подготовка к работе в течение прямого хода луча по строке.

После занесения исходных данных и выполнейия второй операции сложения в выражениях (2) первый 8, второй 9 и третий 10 регистры устанавливаются в положение Хранение информации, а пятни регистр 12 - в положение Параллельный прием.

По окончании строчного носящего импульса, т.е. в течение прямого хода луча по строке, блок 1 задания входных параметров и синхронизации формирует и выдает на соответствующие входы первого 2 и второго 3 ВПК импульсы, количество которых определяет положение луча ЭЛТ по горизонтали, а блок 5 переводит сумматоры в режимы,соответствующие выполнению сле дующих операций;

S, О/ S А + 0; 5з А + в . При этом третий сумматор 15 выполняет первую операцию сложения в выражениях (2) , причем если первое слагаемое на входе третьего сумматора 15 остается неизменным и является содержимым первого регистра В, то второе слагаемое постоянно изменяется (оно есть результат сложения) в предыдущем также и является содержимым пятого регистра 12.

Таким образом, на выходе третьего сумматора 15 образуется линейно изменяющийся код частоты строк. .Минимальный шаг квантования этого кода равен значению кода, хранимого в первом регистре 8. Третий сумматор 15 является сумматором накапливающего типа, в котором коды, соответствующие слагаемым, поступают поочередно) а результат сложения фиксируется в пятом регистре 12.

По окончаний прямого хода луча по строке, т.е. в течение следующего после занесения исходных данных строчного гасящего импульса первый 8, второй 9 и четвертый 11 регистры, сохраняют свое состояние Хранение информации, первый сумматор 13 выполняет операцию сложения, результат которой заносится в третий 10 и пятый 12 регистры. По окончании строчного гасящего импульса-устройство работает аналогичным образом, как и в предыдущей строке/ лишь с той разницей, что эначение кода, хранимого перед началом работы в пятом регистре 12, увеличилось на значение кода, содержащегося, во втором регистре 9.

Следовательно, с приходом каждого строчного гасящего импульса в пятом регистре 12, кроме линейно изменяющегося пилообразного кода частоты строк, образуется еще линейно изменяющийся пилообразный код частоты полей, т.е. формируется сумма этих кодов, что соответствует работе устройства согласно выражениям (2).

Повторное занесение исходных данных в регистры ВПК, в течение одного периода полевой развертки запрещается блоком управления, т.е. в течение прямого хода луча по полю исходные , данные не могут быть изменены.

По окончании прямого хода луча по полю с приходом полевого гасящего импульса и, при отсутствии сигнала Занесение информации первый 8 и второй 9 регистры сохраняют свое состояние Хранение информации,а в третий регистр 10 заносится из четвертого регистра 11 в последовательном коде значение свободного члена из выражений (2). Для этого третий 10 и четвертый 11 регистры устанавливают в положение Сдвиг влево. После занесения информации в третий регистр 10 она обратно переписывается, только уже параллельным кодом, в четвертый регистр 11. Это необходиМО для того, чтобы сохранить неизменным с момента занесения код свободного члена из выражений (2).

Затем первый сумматор 13 осуществляет операцию сложение содержимого второго 9 и третьего 10 регистров. Результат операции сложения записывается в третий 10 и пятый 12 регистры,-

Таким образом, по окончании полевого гасящего импульса содержимое пятого регистра 12 не изменяется по сравнению с содержимым этого регистра в момент, когда осуществляется занесение информации.

Сигнёшы с выходом первого 2 и второго 3 ВПК па раллельным кодом поступают на блок 4 памяти, где служат в качестве кодов выборки адреса ячейки, считываемой в данный момент времени. При этом сигнал с первого 2 ВПК, соответствующий первому выражению (2), определяет адрес столбца запоминающей матрицы блока 4 памяти, а сигнал с второго 3 ВПК - адрес строки . Однако массив адресов блока 4 памяти представляет собой множество точек с целочисленными координатами, а с первого 2 и второго 3 ВПК снимаются адресные слова, содержащие как целую, так и дробную части. Поэтому для считывания информации из блока 4 памяти используется только целая часть eulpecHoro слова.

Относительная погрешность формирования рсщиуса врсццения в предлагаемом устройстве меньше, чем в известном. Следовательно, точность отображения при вращении изображений в предлагаемом устройстве выше,

- Таким образом, введение формироваг теля управляющих импульсов и новых связей, а также реализация ВПК на сумматорах накапливающего типа позволяют повысить точность устройства.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащее блок задания входных параметров и синхронизации, первый и второй выходы которого соединены с управляющими входагум первого и второго блоков преобразования координат, блок памяти, первый входкоторого соединен с выходом первого блока преобразования координат, о т личающе.еся тем, что, с целью повышения точности, оно содержит фор-, мирователь управляющих импульсов, первый вход которого соединен с третьим выходом блока задания входных параметров и синхронизации, второй вход его является входом устройства, а выход соединен с информационными входами первого и второго блоков преобразования координат, выход второго блока преобразования координат соединен с вторым входом блока памяти. 2.Устройство по п. 1, отли чающееся тем, что блок преобразования координат содержит пять регистров и три сумматора, первые входы которых являются управляющим входом блока, вторые входы первого, второго и третьего регистров являются информационным входом блока, выходы второго и третьего регистров соединены с первым сумматором, выход которого соединен с третьим входом третьего регистра и вторым сумматором, вход четвертого регистра соединен с выходом третьего регистра, 5 а выход - с четвертым входом третьего регистра, выходы первого регистра и второго сумматора соединены с третьим сумматором, выход которого соединен с пятым регистром, выход которого соединен с третьим входом второго cyNwaTOpa и является выходом блока.; 3,Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что формирователь управляющих импульсов содержит О последовательно соединенные счетчик, вход которого является первым входом формирователя, и деишфратор, второй вход которого является вторым входом эо сд формирователя, а выход дешифратора выходом фop вfpoвaтeля.

п