Устройство для преобразования координат Советский патент 1988 года по МПК G06F7/548 G06T3/00 

втв коорйи(7/П

4: О СП О

сл

: Изобретение относится к вычисли- 1 ельной технике, в частности к устрой- с|твам преобразования пространственных |соординат,и предназначено для использования в синтезирующих системах имитации изображений.

Цель изобретения - расширение функ Ц1ональных возможностей за счет про- раммируемого преобразова1тя трех- depHbix однородных прямоугольных коор- шнат в двухмерную неоднор одную прямоугольную систему и повышение произ- зодительности.

На чертеже показана схема устрой- :тва для преобразования координат.

Устройство для преобразования координат содержит блок 1 памяти, арифметико-логический блок 2, первый ре- истр 3, второй регистр 4, коммутатор 5, третий регистр 6, блок 7 управляемых инверторов, дешифратор 8, первый 9 и второй 10 регистры сдвига, енератор 11 импульсов, делитель 12 частоты.

Инфррмадионные входы блока 1 памяти являются входами задания системь .

оординат изображения устройства, адресные входы блока 1 памяти соединены с выходом коммутатора 5, вход записи/считывания блока 1 памяти I вход управления коммутатора 5 объе- J;инeны и являются входом задания режима устройства. Выходы блока 1 памяти соединены с входами первого операнда арифметико-логического блока 2, вход управления которого соединен с выходом регистра сдвига, а вход второго операнда арифметико-логического блока 2 соединен с информационными входами второго регистр а 4 и выходами первого регистра 3.

Вход сброса регистра 3, вход записи регистров 4 и 6 объединены и соединены с выходом делите-ля 12 частоты. Вход разрешения записи регистра 3 соединен с выходом генератора импульсов и входами сдвига регистров 9 и 10 сдвига. Выходы регистра 4 являются выходом преобразованных.координат устройства. Второй информационный вход коммутатора 5 является входом задания адреса устройства- первый информационный вход коммутатора 5 соединен с вторым вькодом дешифратора 8. Информационные входы третьего регистра 6 и блока 7 управляемых инверторов соединены с входами координат устройства первый выход третьего регистра 6 - с

первым информационным входом дешифратора, второй выход регистра 6 - с управляющим входом блока 7 управляемых инверторов. Выход последнего соединен с вторым информационным блоком дешифратора 8, первый выход которого соединен с информационным входом регистра 9 сдвига.Выход генератора 11 соединен с входом делителя 12 частоты.

Устройство работает следующим образом.

Подготовительный режим.

Матрица направляющих косинусов

KI KS Kg 4 5 6

К-, Кя Kq

f О

5

0

5

0

5

0

5

характеризующих моделируемую фазу изображения, передается из управляющей ЭВМ в блок 1 памяти на вход задания системы координат изображения, при этом элементы матрицы группируются в одно-, двух-и трехчленные алгебраические суммы. Суммы размещаются в блоке 1 памяти по адресам 0-15, при этом на вход задания режима устройства подается сигнал, переключающий коммутатор 5 в режим передачи информации от входа задания адреса. Этот же сигнал осуществляет запись информации в блоке 1 памяти. Таким образом, данные размещаются в блоке 1 памяти. После этого коммутатор 5 переключается в режим передачи адреса от дешифратора 8.

Режим преобразования.

Преобразуемые по сигналу на син- хровыходе координаты X,y5Z подаются поразрядно начиная со знакового разряда, на вход третьего его регистра 6 и блоке 7 управляемых инверторов. Комбинация знаков X,y,Z фиксируется третьим регистром 6 по сигналу делителя 12 частоты.

Третий регистр 6 представляет собой регистр параллельного занесения данных, три разряда которого используются для фиксации знакового бита входной информации о преобразуемьк координатах X ,y,Z. Значения бит координат X,y,Z начиная со старших разрядов поступают на информационный вход блока 7 управляемых инверторов, yct- равляющие входы которых подключены к соответствующим выхолим региг.трл 6.

3140

Таким образом, если знаковьп1 бит, зафиксированный регистром 6, равен нулю (положительное число), то информа- 1Щя передается через управляемый инвертор без изменения, а в противном случае - инвертируется.

Комбинация последующих разрядов X,y,Z, проинвертированных в соответствии с зафиксированными знаками, и сами знаковые биты образуют адресную функцию дешифратора 8, на первом выходе которого устанавливается адрес суммы направляющих косинусов в блоке 1 памяти, выставляемый на первом выходе дешифратора 8 и пересылаемый к блоку 1 памяти через коммутатор 5. На втором выходе дешифратора 8 устанавливается при этом функция арифметико-логического блока 2, соответст- вующая комбинации разрядных битов X,

y,z.

К моменту, когда на второй вход . блока 2 поступает соответствующее готовое решение из блока 1 памяти, на управляющий вход блока через первый 9 и второй 10 регистры задержки подается с второго выхода дешифратора 8 команда на одну из трех арифметических операций: А плюс В, А минус В, Передать А без изменения.

Результат операции фиксируется .регистром 3 и передается на первый вход блока 2 со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов. Сле- дует отметить, что на второй вход блока 2 информация подается в младшую половину разрядов (16 из 32). Затем при сдвиге результата информация перемещается в старшую половину,и после выполнения п тактов (в данном примере п 16) готовый результат считывается со старшей половины во второй регистр 4. Таким образом, на выходе второго регистра 4 все время поддер- живается значение преобразованной координаты.

Описанный цикл позволяет вычислить по исходной информации X,y,Z одну пре образованную координату X илиУ или. При каждой координаты экрана (X,y,Z) следует выполнить собствен ньй цикл, обращаясь к отдельной матрице готовых решений.

Таким образом, объем блока 1 памяти определяется выражением

l6N-m

п,1

где 16 - количество готовых варианто

решений (0-15);

N - количество каналов преобразованной визуальной информа 1ЩИ (или ИИО11 пространственной) ;

га - количество р| езультируюшз1х координат (X,y,Z), обычно гу1я систем синтеза изображения необходимы координаты X и У и дополнительно в некоторых системах требуется координата Z; п - разрядность преобразуемых

координат.

Для четырехканальной системы синтеза визуальной обстановки, например требуется обьем блока памяти: 16-4 ЗЧб 192 X 16 разрядных слова. Пр п 16 и частоте генератора 10 мГц цикл расчета одной координаты составляет 1,6 МКС.

За время преобразования изображения синтезирующей системе (40 мс) предлагаемое устройство преобразует 2400 координат или 800 координатных троек (X,y,Z), что в 8 раз превышает - производительность известного устройства .

Формула изобретения

Устройство для преобразования координат, содержащее три- регистра, регистр сдвига, коммутатор, блок памяти, дешифратор, генератор импульсов, выход которого соединен с входом делителя частоты, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет программируемого преобразования трехмерных однородных прямоугольных координат в двухмерную неоднородную прямоугольную систему и повышения производительности, в него введены блок управляемых инверторов и арифметико-логический блок, информационные входы блока памяти являются входами задания системы координат изображения устройства, выходы блока памяти соединены с входами первого операнда арифметико-логического блока, выходы которого соединены с информационными входами первого регистра, выходы которого соединены с информационными входами второго регистра и с входами второго операнда арифметико-логического блока, вход управле|ния которого соединен с выкодом ре- бистра сдвига, информационный вход JKOTOporo соединен с первым выходом дешифратора, второй выход которого |соединен с первым информационным входом коммутатора, второй информацион- ньй вход которого является входом задания адреса системы координат устройства, управляющий вход коммутатора и вход записи считывания блока памяти соединены с входом задания режима записи преобразования координат устройства, информационные входы третьего регистра и,блока управляемых инверторов соединены с входом координат устройства, первый выход третьего регистра соединен с первым информационным входом дешифратора, второй информационный вход которого соединен с выходом блока управляемых инверторов, управляющий вход которого соединен с вторым выходом третьего регистра, вход разрешения записи которого соединен с выходом делителя частоты, входом разрешения записи второго регистра и входом сброса первого регистра, вход записи которого соединен с входом сдвига регистра сдвига и выходом генератора импульсов, выходы второго регистра являются выходом преобразованных координат устройства, выход коммутатора соединен с адресным входом блока памяти.

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в синтезирующих системах имитации изображений. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет програм- . мируемого преобразования трехмерньрс однородных прямоугольных координат в двумерную неоднородную прямоугольную систему и повышение производительности. Устройство содержит блок памяти 1, 1, арифметико-логический блок 2, регистры 3, 6, 4, коммутатор 5, блок управляемых инверторов 7, дешифратор 8, регистр сдвига 9, регистр сдвига 10, генератор импульсов 11, делитель частоты 12. Сущность изобретения за-, ключается в последовательной переработке трехмерных координат X,y,Z, описывающих объект в исходной декартовой системе, в систему координат . экрана в зависимости от значения разрядов X,y,Z, начиная со старшего. В устройстве используется метод суммирования масщтабных поразрядных коэффициентов, характеризующих приращения координат в плоскости экрана в . зависимости от комбинации битов в словах X, У, Z для каждого разряда. 1 ил. $