Устройство для отображения графической информации Советский патент 1980 года по МПК G06K15/20 

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в устройствах отображения графической .информации на электроннолучевых трубках (ЭЛТ).

Известно устройство для отображения графической информации, в котором для формирования изображения используется метод фигур Лиссажу. Это устройство содержит регистры абсцисс, ординат и характеристик линий, преобразователи код-постоянное напряжение , су « маторы, преобразователи код-переменное напряжение , генератор синусоидальных колебаний,фазовращатель, блок подсветки и электроннолучевую трубку 1.

Недостаток этого устройства большое время, затрачиваемое на формирование изображения.

Известно устройство для отображения графической информации, содержащее регистры абсцисс и ординат линий, входы которых через преобразователи код-постоянное напря-жение соединены с одними входами сумматоров, на вторые входы которых включены выходы преобразователей

код-переменное напряжение , и со входами формирователей импульсов . Выходы формирователей подсоединейы ко входам схемы пересчета, выход которой через датчик периода синусоиды подключен на один вход фазовращателя, второй вход фазовращателя объединен с выходом регистра характеристик линий и со вхо10дом блока подсветки, а выходы включены на вторые входы-преобразователей код-переменное напряжение . На первые выходы преобразователей код-переменное напряжение под15ключены выходы регистров проекций линий. Выходы сумматоров и блока подсветки включены)на выходныешины устройства 2.

Указанное устройство имеет тот

20 недостаток, что время непосредственного вычерчивания, как самых . длинных, так и саьшх коротких линий всегда остается постоянным и равным периоду синусоидального на25пряжения датчика, величина которого ; выбирается исходя из частотных свойств отклоняющей системы и максимально возможных размеров отображаемых линий. Как показановыше,

30

jOHOBy графических изображений составляют короткие линии. Кроме того, любое графическое изображение всегда сопровождается пояснительными надписями, условными обозначениями и т.д., элементы которых имеют мгшые размеры, это приводит к значительному снижению быстродействия устройства при вычерчивании буквенно-цифровой и знаковой информации.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства,

Цаль достигается тем, что в устройство для отображения графической информации, содержащее первый датчик периода синусоиды, блок подсветки , подключенный к управляющему электроду ЭЛТ, сумматоры, выходы которых подключены к первой отклоняющей системе ЭЛТ, первый вход блока подсветки подключен к выходу регистра линий и к первому входу фазовращателя, выходы фазовращателя соответственно подключены к -первым выходам первого и второго преобразователей

код-переменное напряжение , вторые входы которых соответственно соединены с выходами регистров горизонтальных и вертикальных проекций линий, входы которых подключены ко входам, регистров линий, координаты X и координаты У к горизонтальным проекциям линий, а выходы регистров координаты X и координаты У соединены со входами третьего и четвертого преобразователей код-постоянное напряжение , выходы которых подключены ко входам соответствующих сумматоров и через формирователи - ко входам счетчика, введены пять блоков ключей, два элемента И, второй датчик периода синусоиды, коммутатор первый вход которого подключен к выходу счетчика через последовательно соединенные первый датчик периода синусоиды и первый элемент И, а второй вход коммутатора подключен к выходу второго элемента И через второй датчик периода синусоиды, а выход коммутатора соединен со вторым входом фазовращателя, причем первый вход первого элемента И и выход счетчика подключены к первому входу второго элемента И, а второй вход первого элемента И соединен со вторым входом блока подсветки, первыми входами первого и второго блоков ключей и первым входом третьего блока ключа вход которого подключен ко входу регистра линий, а второй выход третьего блока ключей соединен со вторым входом второго элемента И и первыми входами четвертого и пятго блоков ключей, выходы которых соответственно подключены к -второй отклоняющей системе-ЭЛТ, а выходы

первого и второго блоков ключей соединены со вторыми входами первого и второго сумматоров, причемвторые входы первого и второго блоков ключей подключены соответственно к выходам первого и второго пре образователей и к вторим входам четвертого и пятого блоков ключей.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит кодовую ши ну 1, регистры 2, 3 координат X и координат У, регистры 4, 5 горизонтальных и вертикальных проекций линий, регистр б линий, преобразователи 7,8код-постоянное напряжение , сумматоры 9 и 10, преобразователи 11-12 код-переменное; напряжение , формирователи 13 и 14 импульсов, счетчик 15, фазовращатель 16, первый датчик 17 периода синусоиды, блок 18 подсветки, блок 19 ключей, блоки 20, 21, 22, 23 ключей, элементы И 24 и 25,электроннолучевую трубку 26, первую и вторую отклоняющие системы 27 и 28 второй датчик 29 периода синусоиды и коммутатор 30.

В предлагаемом устройстве кодовая щина 1 объединена со входами. регистров 2 и 3 координаты X и - координаты У, регистров 4 и 5 горизонтальных и вертикальных проекций линий, регистра 6 линий и первого блока 19 ключей. Выходы регистров 2, 3 соединены со входами преобразователей 7 и 8 код-постоянное напряжение , выходы которых соединены с одними входами сумматоров 9 и 10 и входами формирователей 13 и 14 импульсов. Выходы формирователей 13 и 14 подключены ко входам счетчика 15. Вторые входы сумматоров 9 и 10 соединены с выходами блоков 20, 21 ключей, а выходы подключены к первой отклоняющей системе 27.

Выходы регистров 4,5 вкхийчены на одни входы преобразователей 11 и 12 код-переменное напряжение вторые входы которых связаны с выходами фазовращателя 16.

. Выход преобразователя 11 соединен с одними входами блоков 20 и 22 ключей, а преобразователя 12 с одними входами блоков 21, 23 ключей. Вторые входы блоков 20 и 2Д объединены с нулевым выходом первого блока ключей, одним входом элемента И 24 и одним входом блока 18 подсветки, второй вход которого связан с выходом регистра 6 и одним входом фазовращателя 16, а выход подключен к управляющему электроду ЭЛТ 26.

Вторые входы блоков 22 и 23 объединены с единичным выходом первого блока 19 ключей и одним входом элемента И 25, второй вход коjoDoro связан с выходом счетчика

I:) и вторым входом элемента И 24. Выходы блоков 22 и 23 подключены ко второй отклоняющей системе 28.

Выходы элементов, и 24, 25 включены на входы первого и вт.орого датчиков 17, 29 периода синусоиды, выходы которых через коммутатор 30 связаны со вторым входом фазовращателя 16.

Устройство работает следующим образом.

Данные о .вычерчиваемой-линии по кодовой шине 1 поступают на регистры 2-6 и первый блок 19 ключей. Преобразователи 7 -, 8 преобразуют коды координаты X и координаты У в постоянные напряжения,которые поступа,ют через сумматоры 9 и 10 сразу на входы первой отклоняющей системы 27 и обеспечивгиот установку луча в заданное место экрана ЭЛТ. Эти напряжения, несущие информацию о значениях кодов координат, а следовательно и о длительностях, вызываемы ими переходных процессов, поступают также на входы схем 13 и 14 формирующие задержанные импульсы запуска датчиков 17 и 29 периода синусоиды.. Величины задержки импульсов в схемах 13 и 14 управляются амплитудами выходных напряжений и соответствуют реальном длительностям переходных процессов в кансшах координат. Начало вычерчивания линий определяется в устройстве исходя из длительности большего переходного процесса, поэтому выходы схем 13 и 14 подключены к счетчику, который пропускает на запуск датчиков 17 и 29 импульс, пришедший на ее входы вторым.

Выбор датчика периода синусоиды ;осуществляется с помощью первого блока ключей.

Если вычерчивается линия, относящаяся к графическому изображению, то триггер 19 остается в нулевом состоянии. В этом случае импульс со схекы 15 проходит через элемент И 24 и включает первый датчик 17. Синусоидальное напряжение с выхода датчика 17 через.коммутатор 30 поступает на вход фазовращателя 16, который, в соответствии с принятым на регистр 6 кодом класса линии, выдает на входы преобразователей 9, 10 два однопериодных синусоидальных напряжения, сдвинутых между собой по фазе. Преобразователи 11, 12 преобразуют коды длин проекций линий, поступающих с регистров 4, 5 в переменные напряжения соот:ветствующёгй амплитуды, которые через ЙлОки 20 и 21 поступают на входы сумматоров 9 и 10 и далее на первую отклоняющую систему 27. Таким образом на экране ЭЛТ вычерчивается линия, являющаяся элементом графического изображения.

Если на входные регистры поступает информация о линии, относящейся к буквенно-цифровой или знаковой информации, которая сопровождается признаком короткой линии, то первый блок ключей устанавливается в единичное состояние. В этом случае сигнал с выхода -счетчика 15 | через элемент И -25 -включает второй датчик 29 периода синусоиды.|Синусоидальное напряжение с выхода дат0чика 29 имеет значительно меньшую по сравнению с напряжением датчика 17, длительность периода, величина которой определяется свойствами второй отклоняющей системы 28. Это

5 напряжение через ког®«утатор 30 по-ступает на.вход фазовращателя 16 и далее на входы преобразователей 11 и 12, как &1ЛО показано выше.

С выхода преобразователей 11 и

0 12 переменные напряжения соответствующей амплитуды поступают через ключи 22 и 23 на входы второй Ътклоняющей систе1 а 28, которая, в отличие От отклоняющей система 27,.

5 имеет значительно меньшее число витков и тем самым является менее инерционной. Предварительный вывод луча в точку рисования сэсу111ествляется в этом режиме : также, как и в случае рисования длинных линий.

D Таким образом, на экране электроннолучевой трубки с большей скоростью будет вычерчена линия, являющаяся элементом буквы, цифры, УСЛОВНОГО знака.

5

По данным, принятым с регистра бив зависимости от состояния первого блока ключей, блок 18 подсветки вырабатывает импульс подсветки той или иной части фигуры Лиссажу.

0

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет значительно сократить время на формирование изображения букв, цифр, условных знаков и тем самым повысить его быстродействие. Это утверждение

5 основывается на том, что воспроизведения на экране ЭЛТ любого законченного элемента изображения необходимо затратить время, складывающееся из времени вывода луча в

0 исходную точку рисования (Св) и времени непосредственного рисования элемента (i:p ) . Для метода фигур Лиссажу, используемого как в известном, так и в ;предлагаемом устрой5ве,-время непосредственного рисования равно периоду синусоидального (Напряжения датчика T.e.tp Т. Отсюда время формирования кадра изображения (tK), содержащего элементы МОЖНО определить как

0

t, U()

- время затрачиваемое на

вывод луча в точку рисования элемента изображения .

При использовании метода фигур Лиссажу любое графическое изображение формируется в виде композиции небольшого числа видов графических элементов. К ним относятся отрезки , окружности и их дуги, эллисы. Если рассмотреть гшфавит, состоящий из арабских цифр, русских и латинскихбукв, то не трудно заметить, что для получения любого из входящих в иего символов методо фигур Лиссгшу достаточно в среднем 3,5 графических элементов (отрезок прямой, окружности или ее дуга).

Следовательно, для вывода на экран ЭЛТ чертежа, состоящего из N линий и пояснительной информации необходимо сформировать N + 3,5/V 4,5N гра(1)ических элементов. Для этого потребуется время (tp)

,5NT,

где Т - период используемого синусоидального напряжения.

Учитывая, что время, затрачиваемое на вывод луча в исходные точки рисования графических элементов будет одинаковым как для известного, так и для предлагаемого устройства, оценим выигрыш времени, получаемый в предлагаемом устройстве при непосЕ едственном вычерчивании графических элементов.

Для известного устройства это время составляет tpi 4,5Н Т.

Для предлагаемого устройства .iNT

где К - коэффициент, определяющий степень повышения частоты второго датчика периода синусоиды относительно первого (, 2, З...П). Таким образом

tf, 4,5К fp/0,S)

Это отношение я характеризует выигрыш времени, получаемый в предлагамом устройстве при формировании изображения на экране ЭЛТ.

Расчеты показывают, что в зависимости от изменения. К в пределах 2/10 этот выигрыш составлйет соответственна) 1,63-3,33 раза.

Формула изобретения

Устройртво для отображения графической информации на экране ЭЛТ, с-о-пепжащее первый датчик периода синусоиды, блок подсветки, подключенный к управляющему электроду ЭЛТ

сумматоры, выходы которых подключены к первой отклоняющей системе ЭЛТ, первый вход блока подсветки подключен к выхЬду регистра линий и к первому входу фазовращателя, выходы фазовращателя соответствен.но подключены к первым входам первого и второго преобразователей код-переменное напряжение, вторые входы которых соответственно соединены с выходами регистров горизонтальных и вертиксшьных проекций линий, входы которых подключены ко входам регистров линий, координаты X и координаты У к горизонтальным проекциям линий, а выходы регистров координаты X и координаты У соединены со входами третьего и четвертого преобразователей код-постоянное напряжение, выходы которых подключены ко входам соответствующих сумматоров и через формирователи ко входам счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены пять блоков ключей, два элемента И, второй датчик периода синусоиды, коммутатор, первый вход которого подключен к выходу счетчика через последовательно соединенные первый датчик периода синусоиды и первый элемент И, а второй вход коммутатора подключен к выходу второго элемента И через Iвторой датчик периода синусоиды, а зыхрд коммутатора соединен со вторым входом фазовращателя, причем первый вход первого элемента И и выход счетчика подключены к первому входу второго элемента И, а второй вход первого элемента И соединен со вторым входом блока подсветки , первыми входами первого и второго блоков ключей и первым входом третьего блока ключа, вход которого подключен ко входу регистра линий, а второй выход третьего блока ключей соединен со вторым входс1м второго элемента И и первыми входами четвертого и пятого блоков ключей, выходы которых соответственно подключены ко второй отклоняющей системе ЭЛТ, а выходы первого и второго блоков ключей соединены со вторыми входами первого и второго сумматоров, причем вторые входы первого и второго блоков ключей подзслючены соответственно к выходам первого и второго преобразователей и . ко вторым входам четвертого и пятого блоков ключей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР 229028, кл. G 06 К 15/20, 1966.

2,Авторское свидетельство СССР 483690, кл. U 06 К 15/20, 1973

5 (прототип) .