Устройство для отображения символов на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1986 года по МПК G09G1/10 

Ичобретеиие относится к вЕ)Гчисли- те, технике, а именно к устройствам индикации данных на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), и может быть использовано в системах диспетчерования, автоматизированного проектирования 5 автоматизированного обучения и во всех других системах, где требуется формирование динамических знаковых и графических изображений, управляемых внешними сигналами.

Целью изобретения является расширение области применения устройст ва за счет возможности поворота сим вола вокруг горизонтальной и вертикальной осей экрана ЭЛТ .

На фиг. 1 показано расположение двух координатных систем, связанных формулами прео,бразов.ания; на фиг. 2 структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 памяти символов,, сумматоры 2 и 3 прира- щени}1 горизонтальной и вертикальной координат, элементы ИЛИ 4 -и 5, регистр 6 символов, дешифратор 7 кода символов, первьй регистр 8 углов поворота символов, второй регистр 9 углов поворота символов, третий регистр 10 углов поворота символов, первый сумматор 11 углов поворота символов, второй сумматор 12 углов поворота символов, третий сумматор 13 углов поворота символов, преобразователь 14 координат, элементы И 15 первой группы, элементы И 16 второй группы, блок 17 опроса памяти и блок 18 подсвета.

В основу работы устройства положены формулы преобразования декартовых систем координат

которые ставят в соответствие координаты любой точки пространства в двух системах координат (x,y,z и X5y,z), имеющих возможность перемещаться и поворачиваться одна относительно другой. В выражениях (1) .3) х,Уо и zo - координаты начала системы х, у, 2 в системе х, у., z,

а t; - направляющие косинусы осей С1, системы координат относительно другой.

2035412

Для задания поворота трехмерных объектов удобно пользоваться углами поворота системы координат вокруг своих осей Ох (угол if ) , Оу (угол J ) , 5 Oz (угол 9 ) . В авиации углы , и 9 известны под названиями углов тангал а, рысканья и крена соответственно. Направляюпще косинусы связаны с этими углами соотношениями to I

t|, co5l C050,i,--5in9-co9(-co5 (+5lnt)-ein )С

ti -sinG-coStp Smpeln -cosy.t;., -- Sin0

5

0

0

5

0

5

0

. t.,cos9-cosj:,,i3r-co S0-5in( ( tjj--co5( 5in V t sin 0 -sintf сое у ,t,j Сов y co5 - sin 9 5-.П Ц) б1п у ,

Любой символ (в общем случа.е трехмерный) можно описать в системе координат X, у, z и это описание запомнить в виде электрических сигналов в блоке памяти символов. Затем для любых сочетаний t,

и 5

tj,, XQ ,

у , ZQ , Т.е. для любых местополояте- ний и углов поворота символа, пользуясь формулами преобразов.к1 я можно рассчитать координат ы всех участков символа в системе координат экрана (х, у, z). При этом следует положить (изображение на экране плоское)5 тем саньк осуществляется проецирование символа на плоскость экрана. Если произвести засветку участков экрана с рассчитанными координатами, на экране получают плоское изображение трехмерного символа. Проводя такой расчет для каждой фазы движения символа, можно получить на экране динамическое изображение, которое способно принять любое требуемое положение, достаточно лишь задать определенные величины t;

Уо

3 При этом описание симво

55

ла в системе х, у, z (и в памяти) не изменяется, а изменяются местоположение и углы поворота этой системы относительно системы координат экрана (х, у, z).

Устройство работает следующим образом.

Изображение символов, подлежащих отображению, перед началом работы устройства запоминаются в виде электрических сигналов в блоке 1 памяти символов, которьй представляет сг)бой П1)ограммируемое постоянное 3a irjMHHaK)- щее устройство. Совокупность тих

электрических сигналов для каждого символа образует микропрограмму его формирования. Символ предварительно аппроксимируется отрезками в системе координат X, у, z. Отрезок аппрок симации задается соответствующими приращениями координат по осям Ох, Оу, Oz, т.е. каждый отрезок соответствует одному шагу аппроксимащш и представляет собой вектор с координатами + ДХ, ±ду, ±bz. Каждая строка микропрограммы описывает один шаг аппроксимации и представляет собой шесть чисел, которые являются значениями приращений координат аппроксимирующего отрезка: Дх, -л5Г, лу, -йу, iz и -Лг. Выдача кодов приращений по каждой координате осуществляется с отдельного выхода блока 1, знаковых разрядов эти коды не имеют. Например, коды приращений +йх и -дх при условии равенства их абсолютных значений отличаются один от другого только тем, что снимаются с разных выходов блока 1 .

Одновременно в блоке 1 памяти символов для каждого отрезка аппроксимации запоминается признак его засветки или гашения.

После занесения в блок 1 памяти символов микропрограммы формирования символов на входы сумматоров 2 и 3 приращений горизонтальной и вертикальной координат через многораз-, рядные элементы или 4 и 5 подаются коды координат х и у к входам 19 и 20, определяющие местоположение .символа на экране ЭЛТ (не показано) . Сумматоры 2 и 3 должны быть сумматорами накапливающего типа. На вход регистра 6 символов из внешнего устройства (не показано) по информационному входу 21 подается код символов, который требуется отобразить. Дешифратором 7 кода символа этот код преобразуется в сигнал, используемый для возбуждения в блоке 1 микропрограммы заданного символа. Одновременно из внешнего устройства (не показано) на входы регистров 8-10 углов поворота и по информацион входам 22-24 подаются и фиксируются в этих регистрах коды приращений углов (f , у , в поворота символа вокруг координтаных осей Ох, Оу, Oz для текущей фазы движения символа. Коды приращений с учетом их знаков 1ака1гливаются в сумматорах 11-13

10

20

углов поворота, где в процессе работы устройства (в процессе поворота символа) формируются сигналы абсолютнЕзК значений углов ( , у , . Коды этих углов подаются на преобразователь 14 координат, который любой тройке углов ставит в соответствие значения направляющих косинусов, удовлетворяющие выражениям (4). Преобразователь 14 координат может быть выполнен в виде организованного по ТИП5 3 запоминающего устройства с многоразрядными ячейками памяти. В этих ячейках должны храниться JJ коды направляющих косинусов t,|,

..,, t , рассчитанные по выражениям (4) для всех возможных на практике сочетаний углов f , , 9 (с определенной дискретностью). При адресации преобразователя 14 тремя сигналами углов поворота с его выхода снимаются коды направляюи(их косинусов как с положительными, так и с отрицательными знаками. Эти коды поступают на первые входы элементов И 15 первой группы и элементов И 16 второй группы .

Формирование и-зображения символа на экране происходит в соответствии с системой уравнен1Ш (1) и (2) и начинается с поступлением на вход блока 17 опроса памяти символов внешнего пускового импульса, (управляющий вход 25 устройства), по этому импульсу блок 17 опроса памяти символов начинает последовательно опрашивать ячейки блока 1 памяти CIMBO- лов. Каждое изменение адреса блока 1 соответствует одному шагу (ш7и участку) аппроксимации символа. На выходах блока 1 памяти символов во время опроса генерируются сигналы приращений ±д х, ±ду, ±iz в соответствии с м1и ропрограммой отображения с1ьмБОла. Эти приращения подаются на вторые входы элементов И 15 первой группы и элементов И 16 второй группы. В результате совпадения сигналов приращений со значащими раз- ряда.ми кодов направляющих косинусов

25

30

35

40

45

t,

, t;j на выходах элементов

И 15 и 16 появляются сигналы, соответствующие входящ - в вьфажения (I) и (2) произведениям. Выходные сигналы блока 1 пропускают на элементы ИЛИ 4 и 5 коды направляющих косинусов блока с тем или иным знаком, благодаря чему задаются знаки сиг-налов, соответствующих членам

выражений (1) и (2). Через элементы ИЛИ 4 и 5 эти сигналы подаются на входы сумматоров 2 и 3 приращений горизонтальной и вертикальной координат, где складываются с занесенными ранее кодами х, у. В результате на выходах сумматоров 2 и 3 фо мируются коды текущих координат участков отображаемого символа в полном соответствии с вьфажениями (1) и (2). Они поступают в оконечные звенья устройства, осуществляю- .щие перемещение луча ЭЛТ. Одновременно выходной сигнал блока 1 выполняет подсвет или гашение следа луча с помощью блока 18 подсвета.

2035416

После окончания отображения очередного символа сигналы с выхода блока 1 памяти символов подготавливают устройство к дальнейшей работе: 5 блок 17 опроса памяти символов устанавливается в исходное состояние, регистры 8-10 и накапливающие сумматоры 2 и 3 устанавливаются в исходное нулевое состояние, на суммато 0 ры 11-13 подается разрешение на суммирование, а на регистр 6 - сигнал, разрешающий занесение нового кода символа. Далее вновь происходит прием управляющей информации, поступает

5 команда Пуск, и работа устройства повторяется.

А.А.Л)