Устройство для отображения цветной информации на экране запоминающей электронно-лучевой трубки Советский патент 1978 года по МПК G06K15/20 

Изобретение огносигся к обпасги автоматики и вычисли тельной техники и может быть использовано в качестве внешнего устройства вычислительных машин автоматизированных систем проектироваНИН, управления, а также в дефектоскопии экспериментальной физике, медицинской электронике, -. (радиолокации и картографии при восстановлении рельефа местности. В связи с тем, что объемные индика,торы находят широкое применение в разпиных информационных системах для визуализации сложных трехмерных полей, область применения изобретения может быть значительно расширена.

Известно стереотелевизионное устройство отображения , содержащее вычислительный бпок, последовательно соединенные преобразователь сигналов, магнитные барабаны, записываюшие соответственно левое и правое изображения стереопары, усилители импупьсов считывания, связанные с цветными видеоконтрольными устройствами.

Недостатками такого устройства явля. ются увеличение более чем в два раза емкости блока регенеративной памяти, а также высокие скорости построения изображений стереопар и необходимость больших вычислений на каждом цикле их регенерации.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для отображения информации в трехмерной форме r2J, содержащее усилитель записи, соединенный с запоминающей ЭЛТ, подключенной к блоку разделения изображения, и пооледовательно соединенные блок управления, блок обработки данных, цифроаналоговый преобразователь и блок отклонения луча, связанный с запоминаххпей ЭЛТ.

В таком устройстве запоминающие ЭЛТ с видимым изображением в целях сокращения габаритов и снижения стоимости объединяются в двухканальном объемном индикаторе. Тем не менее такие устройства почти вдвое дороже од- иоканапьиых трехмерных индикаторов. Для достижения высокого качества трехмерных изображений грюбуегся повышенная, точность совмещения на двух трубках стереопар левого и правого изображений, а также iHx идентичность по яркости, разрешающей способности, лине ным размерам и геометрическим искаже ниям, что является существенным недостатком этого устройства, Цепью изобретения является повышени качества отображения. Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемое устройство введены формирователь напряжения смещения, соединенный с блоком обработки данных и цифрочналоговым преобразователем, преобразователь код-напряжение, подключенный к усилителю записи и блоку обработки данных, коммутатор напряжения мищени и коммутатор напряжения экрана соединенные с запоминающей электроннолучевой трубкой, преобразователем коднапряжение и блоком управления. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит блок обработки данных 1, соединенный с ци(} оаналоговым преобразователем 2, преобразователем кодв-напряжение 3, блоком управлени 4 и формирователем напряжения смещения 5, который связан с блоком 2. Между выходом блока 2 и входом блока 3 Ёвёдены последовательно соединенные блок отклонения луча 6, запоминающая ЭЛТ 7,. усилитель записи 8. Коммутатор напряжения мишени 9 и коммутатор напр жения акрана lO соединены соответственн с блоком J8, блоком 4 и запоминающей ЭЛТ 7, с которой оптически связан блок разделения изображения 11. Устройство работает следующим образом. Информацию о цвете формируемой сте реопары, величине параллакса и виде 4$)агментоБ-конструкторские чертежи или графические изображения, а также данные о их расположении (координатах) на мишени цветной запоминающей ЭЛТ с види мым изображением вырабатывает блок обработки данных 1. Цифровое описание каждой стереопары изображения и коды координат поступают в цифроаналоговый преобразователе 2, преобразователь коднапряжение 3, блок управления 4, формирователь напряжения смещения 5. Блок отклонения луча 6 управляет положением пуча записи запоминающей ЭЛТ с цветным видимым изображением 7, на управляющий электрод которого с усилителя записи 8 поступают импульсы, промодулироПри построении изображения стереопары дяя левого глаза преобразователь коднапряжение 3 управляет коммутатором напряжения на мишени 9 и коммутатором напряжения на экране 10, которые устанавливают соответственно на мишени и экране запоминающей ЭЛТ напряженияНцт) О гП t HUg . Блок 3 вырабатывает ампли.тудномодулированные сигналы записи. В этом режиме на диэлектрике мишени формируется изображение глубиной потенциального рельефа. А j, А 2 w При noci роении второго изображения (для правого глаза) блок 9 и блок 1О устанавливают напряженияТТ гЦ ЭС,ЭЯ соответствующих электродах. В этом режиме на мишени записывается изображение глубиной потенциального рельефаБ.я). Для обеспечения параллакса (сдвига) в горизонтальном направлении между изображениями стереопары блок 5 формирует напряжение смещения дХ , пропорциональное величине третьей координаты (глубинной координате). Следовательно, на этапе построения объемного изображения на диэлектрике мишени формируются в виде модулированного по глубине потенциального рельефа два смещенных изображения, которые образуют стереопару. В режиме воспроизведения считывание осуществляется расфокусированным лучом медленных электронов. При этом на участ ках мишени, на которых была произведена . запись, электроны луча считывания приходят к экрану и ускор$потсй его полем. Экран запоминающей ЭЛТ покрыт двумя слоями люминофора, которые имеют соответственно красный (Т ; и зеленый (Q ) цвет свечения. Между люминофорами наносится прозрачный барьерный слой, Цвет воспроизводимого изображения определяется энергией считывающего луча. В устройстве синхронное и синфазное изменение высокого напряжения на экране и низкого напряжения на мишени запоминающей трубки осуществляется с частотой питающей сети. При этом в первый полупериоднапряжения на мишени и экране устанавливается 1Г|у,, М U л-о соогвепственно и цвет определяется в основном спектром низковольтного люминофора. Воспроизводится только одна стереопара в красном цвете. Во второй полупериод на указанных электродах устанавливается напряжениеТТ д и Ug При этом увеличивается как энергия луча считыво.ния, так и глубина его проникновения, что вь1зываег свечение в лcoкoвoльгtioгD реопара .в желго-зеленом цвете, гак как возбуждаются красный и зеленый люминофоры. Таким образом, при напряжении на ми шениИщ. и .напряжении на экране1Гэ- воспроизводигся полутоновое изображение сгередпары красным цветом. При увеличении напряжения на экране до)з и умен шении напряжения на мишени дoUJ ftCe т очная характеристика запоминающей ЭЛТ смещается в область меньших значений запирающего напряжения, что позволяет индицировать второе изображение стереопары зеленым цветом разной яркости. КЬммутация напряжения экрана и мишени с частотой питающей сети позволяет вое- производить в двух цветах слитные полутоновые изображения двух стереопар - дл левого глаза в красном цвете, для прав(го глаза в зеленом цвете. Через цветные светофильтры блока раз деления изображений 11 оператор раздельно воспринимает левым и правым . глазом каждое изображение стереопары.. Так как одни и те же элементы левого и правого изображения смещены в плоскости экрана по горизонтальной оси, то они воспринимаются с параллаксом. В результате оператор воспринимает трехмерное пространственное изображение с цветовой., расцветкой, которая определяется спектральными характеристиками люминофоров запоминающей ЭЛТ с цвет ным видимым изображением и цветоразделитепьных фильтров. Спектральная характеристика цветоразделительных фильт ров соответствует спектральным характеристикам красного и зеленого люминофог ров запоминающей ЗЛТ. Так как яркость воспроизводимого изображения в красном цвете меньше яркости изображения, воспроизводимого в зеленом цвете, то соответственно и прозрачность цветофильтра для правого глаза должна быть больше, чем для левого глаза. Таким образом, применение запоминак щих ЭЛТ с цветным изображением позво ляет реализовать одноканальные устройсгвадля оперативного сггображения инфор мации в трехмерной форме. В данных индикаторах более чем в два раза сокращается обрамляющее оборудование. Кроме того, высокая разрешающая способность (не менее 512x512 адресных точек) и быстродействие цветных запоминающих ЭЛТ (скорость записи до 17ОО м/с), ИХ способность длительное время (до 5 мин) сохранять большие объемы информации о характере стереопар изображений и их градациях яркости (до 7), а также простота реализации трехмерных индикаторов с широким использованием серийного оборудования определяют перспективность применения запоминающих ЭЛТ с цветным видимым изображением для построения широкого класса устройств оперативного отображения сложной трехмер - ной графической информации высокого качества без дрейфа, воббуляции, мерцания и растровой дискретизации. Стоимость таких индикаторных устройств ниже стоимости аналогичных устройств отображения с непрерывным опросом запоминающего устройства. Эти устройс а легко сопрягаются с удаленными блоками обработки данных посредством стандартных каналов связи. Формула изобрете.ния Устройство для отображения цветной информаци на экране запоминающей электроннЬлучевой трубки, содержащее усилитель записи, соединенный с запоминающей электрониолучевой трубкой, подключенной к блоку разделения изображения, и последовательно соединенные блок управления, блок обработки данных, цифроаналоговьгй преобразователь и блок от клонения луча, связанный с запоминак щей электроннолучевой трубкой, о т л йчающееся гем, чго, с целью повышения качества отображения, в него введены формирователь напряжения смещения, соединенный с блоком обработки данных и цифроанапоговым пре об рааова гелем, преобразователь код-напряжение, подключенный к усилигешо записи и блоку обработки дан1гьгх, коммутатор напряжения мишени и коммутатор напряжения экране, соединенные с запоминающей электроннолучевой трубкой, преобразователем код-напряжение и блоком управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент США № 36264О4, кл.С 06 К 15/20, 1971. 2.SiereoRoidlav.Briiish Comwunicalion oinci EHecfcroitic9,№6,1961.