УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ Советский патент 1974 года по МПК G06K11/00 

Устройство относится к области вычислительной техники и МОжет быть пспользова.но в системах оперативной связи человека с вычислительной машиной ЭЦВМ.

Известно устройство для преобразования графической .информации, содержащее блок управления, блок определения координат, блок обмена и электроннолучевую трубку (ЗЛТ), соединенную с преобразователями код-напряжение. :В качестве указки в этом устройстве используется световое перо. Световое перо не обеспечивает достаточной точности в определении координат ,из-за его колебаний, обусловленлых отсутствием упора для руки. Необходимость нахождения оператора на расстоянип 50-60 см от экрапа создает неудобства в его работе и приводит к быстрому утомлению, что, в свою 01черодь, также оказывает влияние на точность определения координат. Малое время послесвечения ЭЛТ, необходимое для нормальной работы светового пера, ограничивает широкое использование такого устройства, так как требует ЭЦВМ высокого быстродействия для обеспечения вывода на экран ЭЛТ большого объема информации за 1кадр индикации, а та1кже усложняет создание м ногопультовых систем, так как много машинного времени необходимо для поддержания .немерцаюш,его изображения па

экране одного индикатора и на слежение зл световым перол.

Цель изобретения - повысить точность работы устройства и сократить машинное время, необходимое на его взаимодействие с ЭЦВМ. Это достигается тем, что устройство дополнительно содержит блок переменного квадранта, вход которого соединен с блоком управлепия, а выход - с блоком определения

координат и блоком управления, и блок сигнала-отметки. (Входы последнего подключены к блоку управления, блоку лере.менного квадранта и блоку определения координат, а выход - к блоку управления, соединенному с

блоком определения координат и с одним из ВХОДОВ блока обмена, другой вход которого соединен С выходом блока определения координат, а выходы - с блоком управления, с электроннолучевой трубкой и с преобразователями код-напряжение.

В предлагаемом устройстве в качестве указки используется управляе.мая светящаяся точка, формируемая на экране ЭЛТ, определепие координат осуществляется относительно произвольно заданной точки экрана. Вывод изооражения из ЭЦВМ молсно осуществлять как целлком, так и по частям в область (фрагмент) экрана, определяемую оператором.

На фнг. 1 изображена схема, .поясняющая принцип работы предлагаемого устройства для преобразования графической информации; на фиг. 2 - блок-схема устройства; па фиг. 3 - фу.нкциопальиая схема блока переменного квадра нта; на фиг. 4 - функциональная схема блока сигнала-отметки; на фиг. 5- блок-схема, поясняющая работу блока определения координат; на фиг. 6 - кинематическая схема механического устройства, обеспечивающего плавное перемещение точки-указателя по экрану ЭЛТ.

На фиг. 1 сплоШНОЙ линией показана граница рабочего поля экрана, па котором точками А :И :Б обозначены начала отсчета. Относительно этих точек будет описано определеняе координат. Пунктирной линией обозначена внешняя граница четырех квадрантов I-IV. Штрих-лунктирной линией «оказаны взаимно перпендикулярные оси X н Y, разделяющие квадранты. Точкой В обозначена светящаяся точка-указатель па экране ЭЛТ. При работе с полным изображением определение координат осуществляется относительно точки А. При работе относительно точки Б оператор может выбрать часть изображения (фрагмент), соответствующую размеру квадранта, и работать с ним. По желанию оператора на экране может высвечиваться квадрант изображения или комбинация из четырех Квадрантов.

Устройство (см. фиг. 2) состоит из блоков / управления, 2 переменного квадранта, 5сигнала-оиметки, 4 определения координат и 5 обмена, преобразователей код-напряженпе (ЛКН) 6 .и 7 и ЭЛТ 8 с больщим временем послесвечения. Связь устройства с ЭЦВМ осуществляется по каналу 9.

Блок 2 переменного квадранта (см. фиг. 3) предназначен для определения границ фрагмента изображения и формирования строчных и кадровых синхроимиульсов, необходимых для формирования сигнала-отметки. Он состоит из двух последовательно соединенных счетчиков / и 11 и двух схем 12 и 13 совпадения. По входам 14 и 15 из блока / управления оператор устанавливает размер квадранта по осям X II Y соответственно. С выхода 16 счетчика // снимается кадровый синхроимпульс, с выхода 17 - строчный синхроимпульс, клапаннрованный кадровым синхроимпульсом в схеме 12. Кадровый и строчный синхроимпульсы из блока переменного квадранта подаются в блок 3 сигнала-отметки, в блак 4 определения координат и в блок управления (см. фиг. 2). Вход 18 блока пере.менного квадранта (см. ф.иг. 3) соединен с блоком управления (см. фиг. 2). Из него в блок переменного квадранта подаются тактовые импульсы с генератора, поступающие на выход 19 бло;ка переменного квадранта.

Блок 3 сигнала-отметки (см. ф,иг. 4) предназначен для формирования импульса, временное положение которого относительно выбранного начала отсчета преобразуется в коды в блоке 4 определения координат (см. фиг. 2), используемые для высветкп точки-указателя на экране ЭЛТ 8. Блок сигнала-отметки содержит кипл-реле 20 и 2-1, формирователи 22 я 23 и схему 24 ссипадения. Китп-реле преднааначеиы для задержки во времени кадровых н строчных синхроимпульсов, поступающих на ВХОДЫ 25 и 26 с выходов 16 и 17 блока переменного квадранта соответственно. Изменение величины .задержки кипп-реле осуществляется оператором с помощью механического устройства (сгМ. фиг. 6) по входам 27 и 28. Формирователь 22 формирует импульс, длительность которого равна интервалу между строчными синхроимлульсам.и (длительности строки) квадранта. Формирователь 23 фор1МИ|рует короткий имлулыс, соот/ветствующий

Q одному элементу разложения (диаметру пятна луча). Схема 24 служит для формирования импульса в момент совпадения во времени импульсов с формирователей. Выход 29 блока снгнала-отметки соединен с блоком /

5 управления (см. фиг. 2).

Блок 4 предназначен для определения координат сигнала-отметки в заданном квадранте относительно выбранного начала отсчета. Схемы олределения координат X и Y построены аналогично, поэтому на фиг. 5 изображена схема, поясняющая определение координаты X. Она состоит из схем 30 ,и 31 совпадения .и реверсивного счетчика 32. По входам 33 и 34 оператор задает режим работы реверсивного

5 счетчика «а сложение или вычитание соответственно. На вход 35 подаются тактовые импульсы генератора с выхода 19 блока переменного квадранта (см. фиг. 3), клапапированные кадровым синхроимпульсом. На аналогичный вход схемы определения координаты У подаются строч1ные синх-рои шульсы с выхода 17 блока переменного квадранта. По входу 36 осуществляется занесение с блока управления координаты X точки, относительно

5 которой осуществляется определение координат в любом из четырех квадрантов. С выхода 37 выдается координата X точки-указателя (сигнала-отметки). В схеме определения координаты У существуют апалогичные вход я

выход.

Па кинематической схеме механического устройства (см. фиг. 6), обеспечивающего плавное перемещение точки-указателя по экрану ЭЛТ в любом направлении, на рабочем

5 поле 38 расположен орган 39 управления, связанный тросиками 40 и 41 через вращающиеся блоки 43 и 43 с пружинами 44 и 45, другие концы которых закреплены в неподвижной точке 46. Пачалу отсчета, точке А на фиг. 1,

0-. соответствует положение управляющего-юргана в правом нижнем углу рабочего поля, точка 47. С вращающейся осью каждого из блоков 42 п 43 жестко соединены оси потенцио.метров и Благодаря этому соблюдается

5 пропорциональность между поворотом блока

на определенный угол и .изменением величины сопротивления. Орган управления выполнен из .магнита в виде шайбы, которая фиксируется в выбра.жчой точке металлического рабочего ноля. На краях рабочей области имеется .нелинейная зависимость между перемещением рабочего органа вдоль одной из осей, X или У, по полю и изменением величины сопротивления. Ее мож.но уменьшить, если увел.ичить размеры рабочего поля и расстояние между рабочим органом и осями блоков 42 .и 43, или исключить, работая в центральной области рабочего поля.

Блок / управления (см. фиг. 2) выходам,и а, Ь, с и d соединен с блоками 2 переменного ква.дранта, 3 сигнала-отметки, 4 определения координат и 5 обмеиа соответственно. Блок определен.ия координат выходом подключен к блоку обмена, выходы е .и / которого через ПКН 6 и 7 соединены с отклоняющей системой ЭЛТ, выход g соединен с управляющей сеткой ЭЛТ, выход h - с входом блока управления.

БлоК обмена пред«аз.начен для вывода через ка.нал 9 из ЭЦВМ информации на экра.н ЭЛТ, а также для передачи в ЭЦВМ управляющих команд .из блока управления и кодов X и Y точки-указателя из блока 4 определе«ия координат. .Вывод информации из ЭЦВМ на экран ЭЛТ осуществляется покоординатным способом ИЛ.И в приращениях. Для этого оператор с блока / управления через блок обмена и канал 9 связи обращается в ЭВЦМ,. откуда через ка.нал 9 и блок обмена цифровые коды подаются на .ПКН 6 и 7. Аналоговые значения кодов с ПКН поступают .на отклоняющую систему ЭЛТ. .Цодсвет выводимой информации осуществляется из блока обмена по каналу g. Регенерация изображения осуществляется по программе Э.ЦВМ с малой частотой.

Возможиы два работы оператора с .изображением. Первый режим предусматривает работу с йодным изображением. Точка А (см. фиг. 1) является началом кадра и началом .отсчета коор|динат X н Y. Для осуществления этого режима оператор с блока управления зЯДает формат (размеры) квадранта, соот1ветст1вующий лолному экрану ЭЛТ, путем установки счетчиков 10 .и Л (см. ф.иг. 3) по входа.м 14 и 15 в единичное состояние. Счетчики блока о.пределения ко.ордпнаг X и У оператор устанавливает в .нулевое состоян.ие и задает режим счетчиков .на сложение, т. е. разрешающий потенциал подается на вход 33 схемы 30 совпадения. .Затем оператор .в блоке управления (см. фиг. 2) Включает геяератор тактовых импульсов и .импульсы с его выхода а поступают в блок переменного квадранта .на 1ВХОД 18 (см. ф.иг. 3) и далее на вход счетчика 10 и схемы 13 совпадения. Через схему 13 тактовые импульсы не проходят, так как она закрыта по второму входу. После вычитания из счетчика 10 значения занесенного

кода )ia его формируется строчный синхроимпульс, который вычитает единицу из счетчика 11 и однсвременно поступает на вход схемы 12 соэпалетия, .но «е проходит на ее выход, та-к KaiK закрыта по второлгу вхо-ду. После вычитания заданного кода из счетчика 11 на его выходе формируется кадровый синхроимпульс, который поступает в схемы 12 i 13 и открывает их по второму входу. С выхода 16 этот им.пульс подается в блок 1 управления, в блок 3 сигнала-отметки и в блок 4 определения координат (см. фиг. 2). В блоке управления .и в блоКе определения коордннаг кад.ровый синхрои1мпульс в да;1но1М режиме не нюпользуется.Первый кадр начинает формироваться с появление.м на выхо.де счетчика // (СМ. фиг. 3) кадрового синхрон-мпульса. После того как кадровым синхроим пульсом открываются схемы 12 и 13, та.ктовые им.пульсы с выхода 19 блока 2 переменного квадранта поступают в схему определения координаты Л блоКа 4 на Э1ход 35 (см. ф.яг. 5). Эти нмпульсы проходят через схему 30 совнаденпя, открытую по второму входу и заполняют счетч1 : 32. Строчлые си,нхрои1М1пульсы с выхода /7 блОКа переменного квадранта носту/пают на счетчкл координаты К блока 4, в блок 3 сигнала-отметки и в блок / упразлспщя. В данном режи.ме в блоке у;П|равлс;1ия эти CHi;ixpoимпульсы не используются.

При формировании с; г:1ала-отметки кадровый и строчный синхроимпульсы второго кадра .из блока 2 переменного квадранта поступают .на входы 25 и 26 блока 3 сигнала-от.метки соответственно (см. фиг. 4). С входа 25 кацровый синхроимпульстадается .на кипп-реле 20, задерживается на нем по кадру на время, задан :се саератсром по входу 27, с помощью механического устройства управления (с.м. фиг. 6) и поступает на форм.ирователь 22. На его выходе формируется кадровый импульс, который далее поступает па вход схемы 24 совпадения. Строчные синхроимпульсы подаются с входа 26 на кипп-реле 21 (см. фиг. 4), задерж.иваются на нем на время, зада)ное оператором по входу 28 и поступают на формирователь 23. На его выходе формируются строчные импульсы. В момент времещ, когда кадровый импульс длительности.в строку совпадает с одним из строч.ных импульсов длительности, соответствующей одному эле.менту разложения, при заданной задержке на входах 27 и 28 (см. фиг. 4), .на выходе схемы 24 форм.ируется импульс (сигнал-отметка), который с выхода 29 подается в блок / управления (см. фиг. 2). В блоке управления сигналотметка запрещает поступление тактовых импульсов генератора в блок 2 переменного квадранта. Счетчики блока определения координат фиксируют координ.аты X я Y сигналаотметки. С выхода d блока управления (см. фиг. 2) сигнал-отметжа поступает в бло.к 5 обмена и подготав.пивает его схему приоритета для выдачи кодов из блока определения координат, после чего осуществляется выдача

их Иа .ПКН б и 7, с выходов которых аналоговые значения кодов поступают .на отклоняющую систему ЭЛТ 8. Затем е выхода g блока обмена на управляющую еетку ЭЛТ подается импульс подсвета и на экране высвечивается точка-указатель. Оператор использует ее для работы с изображением. Управление перемещенлем точки-указателя по экрану осуществляется с поМОЩЬЮ мехаНИческого устройства управления. Сов.местив точку-указатель с точкой изображения, координаты которой необходимо определить, оператор дает команду «а передачу координат указанной точки в ЭЦВМ.

|Второй режим работы предусматривает работу е частью изображения. Оператор, просмотрев все изображение, -выбирает его фрагмент для работы. Подготовка к работе в этом режиме заключается в следующем. Работая с полным изображением, оператор помещает светящуюся точку-указатель, -например, в точку, диаметрально противоположную точке Б для квадранта I (см. фиг. 1), л передает координаты этой точки в ЭВЦМ. Затем оператор помещает точку-указатель в предполагаемое начало отсчета Б и координаты этого начала отсчета тоже передает в ЭВЦМ. На основание данных об этих двух точках вычисляют стороны квадранта по осям X и Y. Затем коды этих сторон квадранта через блок 5 обмена, канал h и блок 1 управления заносят в блок 2 переменного квадранта. Пр.и работе, например, в квадранте II счетчик координаты X должен работать на вычитание, а счетчик координаты Y - на сложенИе. Оператор подает разрещающий потенциал на вход 34 (см. фиг. 5) для счетчика координаты X. Размеры квадранта можно задавать л с блока управления. Для счетчлка координаты У разрещающий потенциал подается на вход, аналогичный входу 33. Устройство готово к работе в заданном режиме. Оператор включает генератор тактовых и:м1пульсо1в и блоки 2, 3, 4 начинают работать аналогично описанному. Строчные синхроимпульсы с выхода 17 блока 2 переменного квадранта поступают в блок / управления, где каждый синхроимпульс .преобразуется в управляющие сигналы. Вначале запрещается поступление тактовых импульсов на вход 18 (см. фиг. 3) блока переменного квадранта, счетчик .координаты X сбрасывается в нулевое состояние, заново заносится значение координаты X выбранного начала отсчета и устанавливается .исходное значение счетчика 10, затем снимается запрещан-не на поступление тактовых импульсов в блок переменного Квадранта. Эти операции повторяются перед началом каждой строки. После определения координат сигнала-отметки и в конце кадра счетчнк 11 также устанавливается в

исходное состояние. При работе во втором режиме нет необходимости осуществлять высветку всего изображения на экране ЭЛТ. В устройстве нредусмотрено автоматическое управление выводом информации только в выбран ный квадрант. Для этого в ЭЦВМ автоматически передаются координаты точки Б (см. фиг. 1), соответствующей началу квадранта, и Координаты точки, диаметрально нротивоиоложной точке Б, соответствующей концу квадра.нта, с помощью первого кадрового синхроимпульса, если размеры квадранта задаются с блока управления, или используются координаты этих точек, имеющиеся в

ЭЦВМ в результате программного задания размеров квадранта. Эти коор.динаты используются для программного выделения координат изображения, принадлежащ.их выбранному квадранту, в соответств.ии -с неравенствами

Ли Aj XK У,

Хп, уп - координаты начальной точки

квадранта,

.к, УК - Координаты конечной точки квадранта,

Хг, Yi - координаты точки изображения. Затем из ЭЦВМ в устройство передаются коды фрагмента изображения и иа экране ЭЛТ 8 высвечивается часть изображения, соответствующая выбранному квадранту. Использование второго режима расщиряет функциональные возможности устройства и значительно сокращает время, затрачиваемое на вза.имодействие устрой.ства с ЭЦВМ.

Предмет изобретения

Устройство для преобразования графической информации, содержащее блок управления, блок определения координат, блок обмена, электронно-лучевую трубку, соединенную с

преобразователями код-напряжение, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности работы, оно содержит блок неременного квадранта, вход которого соединеи с блоком управления, а выход - с блоком определения

координат и блоком управления, и блок сигнала-отметки, входы которого соединены с блоком управления, с блоко.м неременного квадранта и блоком определения координат, а выход - с блоком управления, соединенным с блоком определения координат и с одним из входов блока обмена, другой вход которого соединен с выходом блока определения координат, а выходы - с блоко.м управления, с электронно-лучевой трубкой и с преобразователями код-напрял ение.

--Г-/1

--fi ж /I ;Т I

У

ud.i

Фиг 2

8

16