Устройство для отображения информации на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1988 года по МПК G09G1/08 

да

со

(35

со

4::

fM

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к технике .формирования динамических знаковых и графических изображений, управляемых внешними сигналами.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности отображения перспективных проекций изображений объемных символов

На фиг. 1 представлено расположение двух координатных систем, связанных формулами преобразования, на фиг. 2 - функциональная схема устройства-, на фиг. 3 - функциональная схема умножителей.

Устройство содержит блок 1 памяти, сумматоры 2, 3 и 4 приращений по координатам X, Y, Z, первый 5, второй 6 и третий 7 блоки элементов ИЛИ первый 8 и второй 9 умножители, регистр 10 символов, дешифратор 11 кода символов, первый 12, второй 13, третий 14 регистры углов поворота символов, первый 15, второй 16, третий 17 сумматоры углов поворота символов, преобразователь 18 координат, цервый блок 19 элементов И, второй блок 20 элементов И, блок 21 ortpoca памяти, формирователь 22 импульсов подсвета, третий блок 23 элементов И

Умножитель 8 (9) содержит регистр 24 приращений по координате Z, цифро аналоговый преобразователь (ЦАП) 25, операционный усилитель 26, матрицу 27«коммутируемых резисторов.

Позициями 28, 29, 30 и 31 обозначены .соответственно входы Код символа, Код углаЧ, Код угла V , Код угла0, позициями 32, 33 и 34- входы задания начальных значений координат х, у и z, позициями 35, 36 и 37 - соответственно выходы импульсов подсвета отклоняемых напряжений по координатам X и Y, позицией 38 - вход Пуск устройства.

Устройство работает следующим образом.

Изображения символов, подлежащих отображению, перед началом работы устройства вводятся в блок 1 памяти символов, который представляет собой оперативное или программируемое постоянное запоминающее устройство. Совокупность этих сигналов для каждого символа образует микропрограмму его формирования (фиг. 1) в соответствии с вьгражениями

t,. Х+е.„У+й,„ Z+X

11

12

13

4,./..y, Ь,

(1) (2) (3)

Г

0

5

где Хо, УР, Zj, - координаты начала системы X,Y,Z в системе X,Y,Z; t - направляющие косинусы осей одной системы координат относительно другой.

Символ предварительно аппроксимируется отрезками в системе координат X, Y, Z. Отрезок аппроксимации задается соответствующими приращениями координат по осям X, Y, Z, т.е. каждый отрезок соответствует одному шагу аппроксимации и представляет собой вектор с координатами ±дх, ±й,у, +4Z. Каждая строка микропрограммы описывает один шаг аппроксимации и представляет собой шесть

чисел, которые являются значениями приращений координат аппроксимирующего отрезка: д. X, -лх, 4у, -&у, ьг, -д Z. Выдача кодов приращений по каждой координате осуществляется с от- дельного выхода блока 1, знаковых разрядов эти коды не имеют. В блоке 1 памяти также для каждого отрезка аппроксимации запоминается признак его засветки.

t

После занесения в блок 1 микропрограммы формирования символов на информационные входы сумматоров 2, 3 и 4 приращений по координатам X, Y и Z через блоки 5, 6 и 7 элементов

0

ИЛИ подаются коды координат х,, у и z . Координаты Хд и у определяют

5

местоположение символа на экране ЭЛТ, а координата z задает удаление символа по оси Z, определяя тем самым размер символа на экране.

На информационный вход регистра 10 символов из внешнего устройства . по входу 28 подается код символа, который требуется отобразить. Дешифратор .11 используется для возбуждения в блоке 1 монопрограммы заданного символа. Одновременно из внешнего устройства на информационные входы регистров 12, 13 и 14 углов поворота символов по входам 29, 30 и 31 пода-- ются и фиксируются в этих регистрах коды приращений углов у , 0 по- рооота символа вокруг координатных

0

осей X, Y, Z для текущей фазы движения символа (фиг. 1). Коды приращений с учетом их знаков накапливаются в сумматорах 15, 16 и 17 углов поворота символов. Эти коды поступают на преобразователь 18 координат, который любой тройке углов ставит в соответствие значения направляющих косинусов, удовлетворяющие следующим вы- ражениям:

t cosU cosO, t -sin0 cos фсоз у+з1пЦ

12

t sinQ совЦ siny+sin4 cosV,

t. sin6;

2)

t „ COS 0 COS J,

t,27, -cos sinV , . -COS0 в1пФ;

t cos 4 siny+sin0 sinV cos|i , tj, cos4 cos у - sinQ sin H siny.

Коды направляющих косинусов,снимаемые с выходов преобразователя 18, поступают на входы блоков 19, 20 и 23 элементов И.

По внешнему пусковому импульсу, поступающему на вход Пуск 38 устройства, блок 21 опроса памяти начинает последовательно опрашивать ячейки блока 1 .памяти символов. Каждое изменение адреса блока 1 соответствует одному шагу (участку) аппроксимации символа. На выходах блока 1 во рремя опроса генерируются коды (О или 1) приращений ±Ах, ±Ду, соответствии с микропрограммой отображения символа, эти приращения также подаются на входы блоков 19, 20 и 23 элементов И. В результате совпадения кодов приращений со значащими разрядами кодов направляющих косинусов t ,..., t на выходах блоков 19, 20 и 23 элементов И появляются коды, соответствующие входящим в выражения (1), (2) и (3) произведениям. Через блоки 5, 6 и 7 элементов ИЛИ эти сигналы подаются на входы сумматоров 2, 3, 4 приращений по координатам X, Y, Z, где складываются с занесенными ранее кодами х, , z ,

На выходах сумматоров 2 и 3 формируются коды текущих горизонтальной и вертикальной координат участков отображаемого символа в полном соответствии с вьфажениями (1) и (2), которые

подаются на информационные входы умножителей 8 и 9, а на выходе сумматора 4 - коды координаты глубины участков в соответствии с выражением (3), которые подаются на управляющие входы умножителей 8 и 9, которые реализуют операцию перспективного проецирования изображения символа на плоском экране.

На информационный вход регистра 24 с выхода сумматора 4 подается текущий код координаты Z изображения символа, на информационный вход ЦАП

25 - текущий код координаты X или Y с выхода сумматора 2 или 3 (фиг. 3). Операционный усилитель 26 с матрицей 27 ко14мутируемых резисторов 39 и ключей 40 составляет еще один цифроаналоговый преобразователь с цифроуп- равляемыми сопротивлениями во входной цепи. Сопротивления соседних резисторов 39 матрицы 27 относятся как 1:2, шунтированием резисторов управляют ключи 40, которые замыкаются под действием выходных сигналов регистра 24.

Входной сигнал умножителя, например текущий код координаты X (дх), с

помощью ЦАП 25 преобразуется в напряжение и

.4Х, где М - передаточная функция ЦАП.

,

Напряжение: Uj подается во входную. цепь усилителя 26. Одновременно резисторы 39 включаются или не включаются набором ключей 40 в зависимости от величины текущего кода координать Z (&z), зафиксированного в регистре 24. Входное напряжение умножит еля U)jg описывается выражением

RO

и

йх

Т R,+uz R; vi + (.)

RO ZH R/,

где 2ц - аппликата точки наблюдения изображения, выраженная в дис кретньк единицах. Выходные сигналы умножителя 8 и 9 (фиг. 2) поступают в оконечные блоки устройства и отклоняют электронный луч по экрану ЭЛТ. Одновре- менно выходной сигнал блока 1 памяти выполняет подсвет или гашение следа луча с помощью формирователя 22 импульсов подсвета.

После окончания отображения очередного символа сигналы с выхода блока 1 памяти символов подготавливают устройство к дальнейшей работе: блок 21 опроса памяти устанавливается в исходное состояние, регистры 12, 13 и 14 и накапливающие сумматоры 2, 3 и 4 очищаются, сумматоры 15, 16 и 17 получают разрешение на суммирование, а на регистр 10 подается сигнал, раз- решающий занесение нового кода (Символа. Далее вновь происходит прием управляющей информации, поступает команда Пуск и работа устройства повторяется. В результате на экране ЭЛТ формируется изображение символа в перспективе; местоположением и поворотом символа вокруг любой координат- .ной оси экрана ЭЛТ можно управлять внешними сигналами.

Формула изобретения Устройство для отображения информации на экране электронао-лучевой трубки (ЭЛТ), содержащее блок памяти, блок опроса памяти, преобразователь координат, регистр символов, дешифратор кода символов, первый, второй и третий регистры углов noBopota символов, первый, второй и третий сумматоры углов поворота символов, первый и второй блоки элементов И, первый и второй блоки элементов ИЛИ, сумматоры приращений по координатам X и Y и формирователь импульсов подсвета, выход которого является выходом импульсов подсвета устройства, а вход соединен с - первым выходом блока памяти, выходы группы которого соединены с входами первой группы первого и второго блоков элементов И, входы второй группы которых соединены с выходами первой и второй групп преобразователя координат, информаци онные входы которого соединены с выходами первого, второго и третьего сумматоров углов поворота символов, управляющие входы которых соединены с управляющими входами первого, второго и третьего регистров углов поворота символов, регистра символов, блока опроса памяти и сумматоров приращений по координатам X и Y и подключены к второму выходу блока па-

10

15

синхровход которого является входом Пуск устройства, информационный вход регистра символов является входом Код символа устройства, а выход соединен с входом дешифратора ко да символов, выход которог о соединен с адресным входом блока памяти, информационные входы первого, второго и третьего регистров углов поворота символов являются соответственно вхо дами Код углаЦ, Код угла у и Код угла 0 устройства, а выхода их соединены с информационными входами соответственно первого, второго и третьего сумматоров углов поворота символов, первые входы первого и вто рого блоков элементов ИЛИ являются соответственно входами Задание на20

чальных координат X

и

устройства.

о о

другие входы их соединены с

30

35

выходами соответственно первого и второго блоков элементов И, выходы блоков элементов ИЛИ соединены с ин25 формационньми входами сумматоров приращений по координатам X и Y соответственно, отличающее- с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет возможности отображения перспек тивных проекций изображений объемных символов, оно содержит третий блок элементов И, третий блок элементов ИЛИ, сумматор цриращений по координате Z и первый и второй умножители, управляющие входы которых соединены с выходом сумматора приращений по координате Z, управляющий вход которого подключен к второму выходу блока памяти, первый вход третьего блока элементов ИЛИ является входом За дание начального значения коо рдина- ты Zg, другие входы его соединены с выходами третьего блока элементов И, а выход - с информационным входом сумматора приращений по координате Z, выходы сумматоров приращений по координатам X и Y подключены к ин- формационным входам умножителей, выходы которых являются соответственно

выходами отклоняющих напряжений по координатам X и Y устройства, входы первой и второй групп третьего блока элементов И подключены соответственно к выходам группы блока памяти и

40

45

мяти, управляющий вход которого сое-. 55 выходам третьей группы«Преобразова- динен с выходом блока опроса памяти, теля координат.

5

синхровход которого является входом. Пуск устройства, информационный вход регистра символов является входом Код символа устройства, а выход соединен с входом дешифратора кода символов, выход которог о соединен с адресным входом блока памяти, информационные входы первого, второго и третьего регистров углов поворота символов являются соответственно входами Код углаЦ, Код угла у и Код угла 0 устройства, а выхода их соединены с информационными входами соответственно первого, второго и третьего сумматоров углов поворота символов, первые входы первого и второго блоков элементов ИЛИ являются соответственно входами Задание на

чальных координат X

и

устройства.

о о

другие входы их соединены с

0

5

выходами соответственно первого и второго блоков элементов И, выходы блоков элементов ИЛИ соединены с ин5 формационньми входами сумматоров приращений по координатам X и Y соответственно, отличающее- с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет возможности отображения перспективных проекций изображений объемных символов, оно содержит третий блок элементов И, третий блок элементов ИЛИ, сумматор цриращений по координате Z и первый и второй умножители, управляющие входы которых соединены с выходом сумматора приращений по координате Z, управляющий вход которого подключен к второму выходу блока памяти, первый вход третьего блока элементов ИЛИ является входом Задание начального значения коо рдина- ты Zg, другие входы его соединены с выходами третьего блока элементов И, а выход - с информационным входом сумматора приращений по координате Z, выходы сумматоров приращений по координатам X и Y подключены к ин- . формационным входам умножителей, выходы которых являются соответственно

выходами отклоняющих напряжений по координатам X и Y устройства, входы первой и второй групп третьего блока элементов И подключены соответственно к выходам группы блока памяти и

0

5

Центральное проецирование

Параллельное проецироВайце ,

М(0.0 2„}

(А.УА.А)

A.)

Фиг.1

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к технике формирования динамических знаковых и графических изображений,- управляемьк внешними сигналами.Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности отображения перспективных проекций изображений объемных символов, которая достигается введением третьего блока 23 элементов И, третьего блока 7 элементов ИЛИ, сумматора 4 приращений по. координате Z и умножи-i телей 8 и 9 и соответствзтощих функциональных связей. Изобретение позволяет формировать изображения символов на экране в соответствии с вьфа- жением преобразования координат для формирования микропрограмм символов и в соответствии с законом перспек- THBHofo проецирования. Умножители 8 и 9 реализуют операцию перспективного проецирования изображения символа на плоскость экрана, на информационные входы которых поступают коды текущих горизонтальной и вертикальной координат участко.в отображаемого символа, а на управляющие - коды координаты глубины участков. 3 ил. i (Л

Ф ,