Устройство для вывода графической информации Советский патент 1975 года по МПК G06F3/06 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может применяться в системах автоматизированного проектирования для преобразования цифровой информации на выходе электронной вычислительной машины в чертежи и другие формы технической докумептапии.

Известны устройства для вывода графической информации, содержащие последовательно соединенные вычислительную машину, блок управления вводом, генератор импульсов, блок записи и печатаюш,ий блок, причем блок записи и печатаюший блок подключены к вычислительной машине.

Преобразование цифровой информации в графическую форму осуш,ествляется в стартстопном режиме путем последовательного перемеш,ения регистрируюш,его органа, представляющего собой головку с перьями различной толщины, в соответствии с очертанием элемента чертежа.

Цель изобретения - обеспечение высокой скоростп вычерчивапия устройства, увеличение количества видов линий по толщине, постоянство плотности и толщ.ины линии записи в условиях построчного формирования чертежа.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство содержит блок смещения ординат, блок развертки, блок сопряжения и блок аппроксимации, соединенные с вычислительной

машиной, причем блок развертки подключен к блоку смешения ординат, блоку сопряжения и блоку аппроксимации, соединенному с блоком смещения ординат, геператором импульсов,

блоком записи и блоком сопряжения, подключенным к блоку управления вводом.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Оно содержит блок 1 смещения ординат,

включающий регистр 2 начальной ординаты, регистр 3 текущей ординаты, регистры 4 промежуточных ординат и схему управления 5; блок 6 развертки, включающий генератор импульсов 7, генератор развертки 8, ограничитель 9, регистр 10 конечной абсциссы, счетчик 11 текущей абсциссы, схему сравнения 12 и схему «ИЛИ 13; блок 14 аппроксимации, включающий реверсивный счетчик-регистр 15 начала отрезка, регистр 16 конца отрезка, схему сравнения 17 и анализирующую схему 18; блок 19 сопряжения, включающий резервный регистр 20, регистр 21 заданной толщины, счетчик-регистр 22 текущей толщины, схему сравнения 23 и логическую схему 24; блок 25

записи; блок 26 управления вводом; генератор импульсов 27; печатающий блок 28; вычислительную машину (ВМ) 29.

Устройство работает следующим образом. В каждой развертке текущая информация

рассматр:иваемого элемента чертежа из ВМ

поступает в блок I смещения, который служит для формирования требуемой толщины по оси абсцисс. С этой целью блок смещения содержит регистры, .количество которых равно Г U -г 1 (где ГУ - требуемая максимальная толщина дуги окружности или наклонной прямой). Под начальную и промежуточные ординаты в ячейках оперативной памяти ВМ отводится соответствующее количество разрядов, с которых соответственно в регистры 2 и 4 поступает информация в начале отработки каждого элемента в текущей строке (развертке), а в регистр 3 поступает текущая ордината из вычислительного устройства машины. Из регистров 2 и 3 начальной и текущей ординат информация через блок 14 аппроксимации выдается на регистрацию. Если элемент в рассматриваемой строке не заканчивается, информация из регистров 2, 3 и 4 начальной, текущей и промежуточных ординат через схему управления 5 посылается в оперативную намять мащины. При посылке информации в оперативную память с помощью схемы управления 5 осуществляется смещение текущей ординаты через регистры 4 в сторону регистра 2 начальной ординаты, причем нужное количество шагов для попадания текущей ординаты в регистр 2 равно заданной толщине. С этой целью из ВМ в схему управления 5 ноступают код заданной толщины и код, определяющий разновидность элемента. Таким образом осуществляется регистрация каждой ординаты в Т строках (где Т - число, онределяющее требуемую толщину).

В формировании толщины точки, вертикальной или горизонтальной линии блок смещен-ия не участвует. В этих случаях из ВМ в анализирующую схему 18 граничные ординаты поступают в соответствующих развертках, и количество толщин определяется разрядностью регистра 21 заданной толщины и счетчика-регистра 22 текущей толщины.

Для того, чтобы последние участки дуги окружности или наклонной прямой получить требуемой толщины, необходимо регистрацию ординат, составляющих последний отрезок элемента, начинать с некоторым предварением, в частности с развертки Хщ , которая определяется выражением

IK - ишс- (-1)

где маке - абсцисса конечной точки элемента;

Т - заданная толщина. Для определения момента наступления развертки Х предназначен блок 6 развертки. С этой целью из ВМ в ограничитель 9 поступают код заданной толщины и код, определяющий разновидность элемента, а в регистр 10 - абсцисса конечной точки элемента. В каждой развертке импульс с выхода генератора развертки 8 через схему «ИЛИ 13 поступает на счетный вход счетчика 11 и устанавливает в нем номер текущей строки. Кроме того, для каждого элемента импульсы с

выхода генератора 7 подаются в ограничитель 9, который на вход счетчика 11 через схему «ИЛИ 13 пропускает (Г-1) количество и.мпульсов.

После прибавления этих импульсов содержимое счетчика 11 становится Х + (Т-1). При помощи схемы сравнения 12 это число сравнивается с конечной абсциссой элемента, и в случае равенства получается

X 1+ ( Т- 1) А макг

откуда Х/ А„акс-(Г-1) Х, где X f - номер текущей строки.

В это время блок 6 развертки фиксирует

момент начала отработки последнего отрезка элемента. Если отрабатываемый элемент наклонная нрямая, то по сигналу, поступившему из блока 6 развертки, в вычислительном устройстве машины в зависимости от заданной

толЩИны на несколько строк раньше вычисляется ордината конечной точки элемента, и она носылается в блок 1 смещения в качестве текущей ординаты. В случае окружности или дуги но признаку отработки последнего отрезка в блоке 14 аппроксимации в качестве текущей ординаты рассматривается ордината центра У ц или ордината УК конечной точки дуги.

Признак отработки последнего отрезка из

блока 6 развертки посылается в оперативную память ВМ, и в последующих строках этот признак из оперативной памяти машины попостзпает в блок 14 аппроксимации.

От линии записи требуют постоянства

плотности и отсутствия разрывов. Плотность точек по контуру можяо оценить как соотнощенИе количества точек на участке к длине этого участка. Следовательно, при построчном формирован-ии элемента плотность точек по

контуру меняется согласно выражению

;

где / - длина участка, соответствующего од45ному щагу по оси X;

т - количество точек на этом участке. В том случае, когда отрабатывается линия одинарной толщины, при равномерном движении по оси абсцисс каждому перемещению по

50 оси X соответствует одна точка на отрабатываемой линии. Однако длина участка отрабатываемой линии, соответствующего одному щагу по оси абсцисс, меняется в зависимости от угла наклона отрабатываемого участка, и

55 соответственно нлотность точек по контуру меняется согласно выражению.

1

/ -

;

60 Для наклонной прямой плотность точек выражается формулой

11

/1- -ДК2Kl-hfla

При отработке окружности одинарной тол65

щины, если перемещение по оси X производится с точки пересечения с горизонтальным диаметром, т. е. диаметром, параллельным оси абсцисс, в сторону центра, приращение ординаты меняется согласно выражению

ДУ(|/ , ,

где R - радиус;

п 1, 2, 3, 4, ... - номер шага по оси

абсцисс.

Заменив дугу соответствующей хордой, получают плотность точек по контуру в случае дуги или окружности, равную

11

i ГГ--

V 1 1+ ( /л-Кп.-1)2 . (

Таким образом, для окружности на первом шаге интерполирования плотность минимальная, а угловой коэффициент касательной имеет максимальное значение.

В дальнейшем плотность увеличивается, а угловой коэффициент касательной уменьшается.

Блок 14 аппроксимации служит для получения одинаковой плотности точек по отрабатываемому контуру независимо от угла наклона отрабатываемого участка.

В условиях высокой разрешающей способности регистрирующего органа, т. е. при малом щаге между записывающими элементами, цостоянство плотности достигается путем аппроксимации отрабатываемой линии вертикальными отрезками (т. е. отрезками, параллельными оси ординат) с длиной

ДУ У2-УЬ где У2 - значение ординаты в текущей точке

отработки в шагах;

У - предыдущее значение ординаты в щагах.

Для осуществления вышеизложенного в анализирующую схему 18 из блока 1 смещения поступают начальная и текущая ординаты У и Уг, а из ВМ поступают код, определяющий разновидность элемента, ордината центра дуги или окружности, конечная ордината дуги, номер квадранта, в котором находится текущая точка отработки дуги или окружности, и знак углового коэффициента наклонной прямой. Анализирующая схема 18 в зависимости от того, возрастает или убывает ордината на отрабатываемом участке, определяет больщее из чисел У2 и У) и посылает его в регистр 16 конца отрезка, а меньшее из них - в реверсивный счетчик-регистр 15 начала отрезка. На счетный вход реверсивного счетчика-регистра 15 поступают тактовые импульсы из блока 25 записи.

Каждый из них прибавляет единицу содержимому счетчика-регистра 15, выходы которого подключены к блоку записи.

Поскольку У„ач каждого отрезка совпадает с УКОН предыдущего отрезка, при достаточно малом щаге по оси абсцисс конечная точка каждого отрезка совпадает с началом следующего отрезка. Исходя из этого получают, что

на отрезке длиной ЛУ количество точек АУ, т. е. плотность точек постоянная иравна

m л У

л У

ДУ

где ДУ - длина отрезка, выраженная в шагах. Блок 19 сопряжения служит для формирования требуемой толщины но оси ординат, а также для правильной ориентации линий толщин относительно базовой линии отработки (интерполяционной линии) и обеспечивает возможность сопряжения разных элементов.

При вычерчивании толстых линий следует различать базовую линию отработки (интерполяционная линия), по опорным точкам которой производится интерполирование, и линии толЩ:ины, причерчиваемые к базовой .IHHHH для

получения заданной толщины. Для обеспечения возможности сопряжения разных элементов и точности необходимо правильно определить ориентацию этих линий относительно друг друга. Для наклонных отрезков прямых

за базовую линию отработки принимается кромка, более удаленная от оси ординат, для вертикальных отрезков нрямых - кромка, ближайшая к оси ординат, для горизонтальных отрезков прямых - кромка, ближайшая

к оси абсцисс, для окружностей и дуг - наружная кромка.

Запись вертикальных отрезков (Удач УКОН) которыми аппроксимируется отрабатываемый контур, должна осуществляться так,

чтобы один конец отрезка находился на базовой линии и чтобы отрезок пересекал все лннии толщины. Для этого из анализирующей схемы 18 начальная ордината У„ач , поступает в реверсивный счетчик-регистр 15 и резервный

регистр 20. По тактовым импульсам в блоке записи 25 производится запись. Одновременно эти импульсы проходят на входы реверсивного счетчика-регистра 15 и счетчика 22 текущей толщины.

Когда отрезок АУ (Уцон-Унач )Т, схема сравнения 23 выдает сигнал равенства

Г Г, ,

где Г - заданная толп.1,ина;

Tf- текущая толщя 1а.

Этот сигнал записывается в Tpnrrojic (lui чертеже не показан), подается и логическую схему 24, и после прихода сигнала равенства из схемы сравнения 17, который также запнсывается в триггере (на чертеже не показан), логическая схема 24 прекращает запись и посылает в ВМ признак запроса пнформацни следующего элемента. В том случае, когда , сигналы равенства одновременно г.оявляются на выходах схем 17 и 23.

Если длина вертикального отрезка ЛУ такова, что он не пересекает все линии толщины, т. е. , то к моменly, когда схема сравнения 17 выдаст сигнал,

означающий равенства содержимых реверсивiioio счетчика-регистра 15 и регистра 1б, не будет сигнала равенства на выходе схемы сраснення 23. Но из-за необходимостн нолучения заданной толщины но оси ординат занись не прекращается до тех пор, пока не появится сигнал равенства на выходе схемы сравнения 23. В случае наклонной прямой с положптельпым угловым коэффициентом или дуги, находящейся в третьем или четвертом квандрантах, реверсивный счетчик-регнстр 15 продолжает работать на сложение, а в случае наклонтюй прямой с отрицательным угловым коэффициентом или дуги, находящейся в первом или втором квадрантах, в момент появления сигнала равепства на выходе схемы сравнения 17 и при условии Г- Tf, логическая схема 24 осуществляет перезапись начальной ординаты У„ач из резервного регистра 20 в реверсивный счетчик-регистр 15 и переключение последнего на вычитание.

Таким образом осуществляется ориентация линий толщины относительно базовой линии отработки, обеспечивающая возможность сопряжения разных элементов.

Блок 26 управляет вводом информации и запуском генератора импульсов 27.

Печатающий блок 28 содержит подблок постоянной памяти, при помощи которого задается конфигурация знака. Для воспроизведения знака из ВМ в блок 28 поступают кодовый признак знака, его код, код регистра, к которому относится данный знак, признак ориентации з«ака и текущая развертка. Знаки могут воспроизводиться в режиме чертежа и в режиме печати. В режиме чертежа для каждого символа из ВМ в реверсивный счетчикрегистр 15 поступает ордината левой верхней верщины области воспроизведения знака - У лев- в режиме печати строками, параллельными оси ординат, для первого знака строки выдается У лев, а для последующих символов ординаты формируются автоматически. Для разделения слов в строке используется знак

«Пробел, а Л1ежзнаков 1е |)асстоя1П1я учнП)в а ются а ВТОМ а ти чес к н.

Для построення 1рафикоп функции с маркировкой кривых но толщине из ВМ информаПИЮ графика необходимо выдавать в виде совокупности точек соответствующей толщины. Кроме того, кривую можно аппроксимировать дугами, отрезками наклонных прямых или вертикальными отрезками, ограниченными текущей и предыдущей ординатами. Для того, чтобы утолщение кривой осуществить всегда в одну сторону графика, из ВМ в блок 19 сонрял ения должен поступать специальный нризнак, определяющий положение линий толщины относительно базовой линии. В противном случае реверсивный счетчик-регистр 15 будет работать всегда в одном направлении (на сложение), и положение линий толщины относительно базовой линии может изменяться в

точках из.менения знака углового коэффициента касательной, что необходимо учитывать при отсчете да-нных.

Предмет изобретения

25

Устройство для вывода графической информации, содержащее последовательно соединенные вычислительную мащину, блок управления вводом, генератор импульсов, блок записи и нечатающий блок, причем блок записи и печатающий блок подключены к вычислительной мащине, отличающееся тем, что, с целью повыщения быстродействия устройства,

в пего введены блок смещения ординат, блок развертки, блок сопряжения и блок аппроксимации, соединенные с вычислительной машиной, причем блок развертки подключен к блоку смещения ординат, блоку сопряжения и

блоку аппроксимации, соединенному с блоком смещения ординат, генераторо.м импзльсов, блоком записи н блоком со11 зяжения, подключенным к блоку управления вводом.