Устройство для отображения графической информации Советский патент 1981 года по МПК G09G1/08 

I

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании устройств отображения графической информации, в том числе парабол.

Известны устройства отображения графической информации, содержащие последовательно соединенные регистры, цифро-аналоговые преобразователи и усилители отклонения, соединенные с ЭЛТ 1.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для отображения графической информации, содержащее последовательно соединенные блок управления, регистры, цифро-аналоговые преобразователи и первые формирователи, подключенные к видеоконтрольному блоку 2.

Недостатком известных устройств является отсутствие возможности воспроизводить кривые второго порядка, например параболы.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности построения парабол.Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит преобразователь кодов, подключенный к блоку управления и другим входам регистров, и вторые формирователи, соединенные с видеоконтрольным блоком и первыми формирователями.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы формирования сигналов развертки луча ЭЛТ; на фиг. 3 - схема формирователя; на фиг. - пере15ходные характеристики формирователя , на фиг. S построение отрезка параболы; на фиг. 6 - пример построения изображения.

Устройство содержит преобразова20тель кодов 1, блок управления 2, регистры 3 и , цифро-аналоговые преобразователи 5 и 6, формирователи 7, 8, 9 и 10 и видеоконтрольный бло Устройство работает следующим образом, В ответ на сигналы готовности (ГТ), вырабатываемые в блоке управле ния 2, из буферного запоминающего устройства { БЗУ) или ЭВМ в устройство в сопровождении сигналов синхронизации (СС) поступают слова мас сива изображения, содержащие цифровые коды координат концевых точек линий 5 код операции - КОП (построени прямой линии или пгфаболы) , признак подсветки луча с/и (светить или не светить), КОП и признак подсветки луча в сопровождении СС поступают в блок управления 2, управляклций ра ботой устройства и приемом слов мае™ сива изображения. Коды координат в сопровождении СС поступают в преобразователь кодов I., где осуществляет ся их преобразование в соответствующие прямые и обратные парафазные коды, которые поступают в регистры 3 и Ц. Коды координат записываются в регистры 3 и i по CCj поступающим из блока 2. Запись кодов координат па рафазным способом позволяет избежать предаарительного сброса в О регист ров 3 и , что необходимо для сохранения до начала выполнения следующей операции предыдущих значений кодов координат и, следовательно, обойтись без дополнительных буферных регистров, а также существенно уменьшить искажения формы сигналов о-тклоненмя луча, которые возникают из-за процес сов коммутации в цифро-аналоговых преобразователях 5 и 6 при предварительном сбросе в О регистров 3 и 4 перед записью в них новых кодов коор динат, что важно для точного построе ния парабол. Коды координат, запомненные в регистрах 3 и А, поступают на соогветствующие ЦАПы 5 и 6, где осуществляется их преобразование в аналоговые сигналы ступенчатой формы (фиг.26, и). При этом амплитуд аналоговых сигналов на выходах ЦАПов пропорциональны соответствующим цифровым кодам координат. Сигналы с выходов ЦАПов поступают на соответству ющие формирователи (Ф) 7 и 8, постро енные на основе линий задержки с от водами в соответствии со схемой приведенной на фиг. 3. Эти формирователи обладают свойствами фиксаторов нулевого порядка и имеют передаточные функции вида Щрг()р-г. где Т - время установления фронта переходной характеристики, равное времени задержки линий. Переходная характеристика такого формирователя показана на фиг. в. При подаче на ejTO вход ступенчатого напряжения (фиг. ta) на нагрузочном резисторе R, в результате суммирования токов, .- протекающих через отводящие резисторы R возникает ступенчато-нарастающее напряжение (фиг. 4б) . При увеличении количества отводов форма напряжения на выходах формирователя приближается к показанной на фиг. Ав, Время нарастания сигналов на выходах формирователей таким образом постоянно, независимо от амплитуды и равно Т. Выход линии задержки нагружен на согласующий рез1гстор R-,, величина которого равна волновому сопротивлению линии задержки Р. Линейно изменяющиеся напряжения с выходов блоков 7 и 8 (фиг. 2в,е) поступают на входы формирователей 9 и 10, выполненных,например, также как и формирователи 7 и 8 в соответствии со схемой, приведенной на фиг. 3. При этом формирователи 9 и 10 имеют параметры, аналогичные формирователям 7 и 8. Таким образом, в каждом координатном канале имеется последовательное включение двух идентичных формирователей, обладающих свойствами фиксаторов нулевого порядка. Перехо 1ная характеристика и форма выходного сигнала последовательного соединения двух идентичных формирователей при подаче на вход первого формирователя 7 или 8 ступенчатого сигнала (фиг. 2а) показаны на фиг. 2г. Фронт переходной характеристики такого последовательного соединения является кусочнопараболическим, т.е. состоит из двух отрезков парабол, плавно переходящих друг в друга. За счет этого на выходах формирователей 9 и 10 создаются сигналы развертки луча ЭЛТ по X и у, изменяющиеся во speMeHk по параболическому закону (фиг. 2 г,ж) . Объясняется это следующим образом. Сигнал на выходе фиксатора нулевого порядка, а значит и формирователей 75 8, 9 И:10, заданный как . функция fgbix - поступлении на его вход сигнала, заданного как функция f0j((t), определяется из сле дующего выра |;ения t (t) .J:.f«,(t) Вых которые, приняв записать )J/« (п,8) -. dt, ( где fi - порядковый номер такта смен кодов координат в регистрах 3 и it; смещение в пределах такта. Производная от выходного сигнала например, формирователя, т.е. от ли нейно изменяющегося напряжения, опре деляется как j Д х«- , (2) где дх„.х -Хи , х - выходной сигнал цифро-аналогового преобразователя в течение п-го такта. В выражении (2) знак & означает первую разность. Производная от выходного сигнала формирователя 9 в соотве ствии с выражениями (1)и (2) определяется как с1Хвых СУ,) (Г.), d-t n-2te ()..Д%.е+дХ Выходной сигнал формирователя 9 определяется как БЫ)() .- / +А и-ае+С, где С определяется из условия непре рьшности выходного сигнала Xg,(n+1,0)Xgj,,(n,l) следующим образом Xn-2+ХП-Ч Таким образом, .2 Xft-gt-Xn ВЬИ и-г-Г + После подстановки в это выражение значений Д получаем ) + .fx -у V-F + y-g. , . t + 2 Аналогичным образом получаем выраже ние для выходных сигналов формирова теля 10 yv,-4-.-yn-J

Уп-а.

+ ( УИ-О.)- е

+ Из выражений (З) и (А) видно, что сигналы на выходах формирователей 9 и 10 изменяются по параболическому закону. Известно, что при таком параметрическом задании координат линия на плоскости ху является параболой. .(

Уи-г1 +,Уи-а

2 2 . ,. что является одной из особенностей данного способа построения парабол. Отрезок параб,олы входит вглубь. Гз /ла с вершиной РИ До уровня 0,75 h,

& P«-.Pr.-a. где h - высота треугольника {опущенная с вершины Р„ Сигналы с выходов формирователей 9 и 10 поступают в блок ЭЛТ 11, состоящий из ЭЛТ, блока управления яркостью луча, отклоняющей системы и координатных усилителей по х и у. Под воздействием двух параметрических сигналов отклонения по х и у, изменяющихся во времени по параболическому закону, луч на экране ЭЛТ двигается по параболе (или в частном случае по прямой линии). Если сигналы отклонения по х и у идентичны во времени по форме, то луч двигается на экране ЗЛТ по прямой линии. Это обеспечивается сменой кодов координат по X и у в регистрах 3 и с периодом 21, равным сумме времени формирования линейно изменяющихся напряжений блоками и времени установления переходной характеристики формирователей 9 и 10, которые одинаковы и равны Т. Если сигналы отклонения по X и у не идентичны во времени по форме, то луч двигается на экране ЭЛТ по параболе. Это обеспечивается сменоГ1 кодов координат по х и у в регистрах 3 и с периодом Т. Смена кодов координат в регистрах 3 и осуществляется по сигналам СЗ (фиг. 2а), период следования которых, также как и сигналов ГТ, изменяется в блоке 2 в зависимости от КОП и при построении прямых линий равен 2, а парабол - Т. Для построения параболы в соответствии с выражением (З) и Ci) необходимо задать координаты трех опорных точек f , Pf, , РП-SL лежащих на одной прямой в плоскости ху с коор- , динатами Ху,,у,- х. ,у ; х,,у , (сЬиг. ) . Отрезок параболы вписывается в угол который образуется прямыми линиями, проходящими через смежные опорные точки РП При этом отрезок параболы проходит через середины этих линий в промежуточных точках Ру, и .c координатами Уи +YH-J Ху Другой важной особенностью данно го способа построения прямых лини и парабол является также то, что при вычерчивании фрагментов изображения на экране ЭЛТ обеспечивается плавный переход отрезков парабол В прямые линии или другие отрезки парабол, что позволяет повысить качес во изображения. Указанные особенности вытекают и анализа выражений (З) и (4). Так в момент п при О вы) хц- +Уп-а 2 у (t) УУУ- +УП-Й. вых 2 т.е. к моменту начала нового такта смены кодов координат в регистрах 3 и i, функции х,{п) и ygy (п) пропорциональны полусуммам значений входных функций х(п) и у(п) для дву предыдущих интервалов. Это и гарантирует прохождение отрезка параболы через середину прямой линии, соединяющей смежные опорные точки, задан ные в словах массива изображения. Кроме того, так как для произ водная ъш .(вых(.Ь)Д п-н 3Xgt,, «3Xgyj(ns.)a€, .5. совпадает с угловым коэффициентом прямой линии, соединяющей смежные опорные точки, то парабола (x) является касательной к этой прямой линии в ее середине. Это условие непрерывности первой производной выходных сигналов формирователей 9 и 10 и обеспечивает плавный переход отрезков парабол в прямые линии или другие отрезки парабол при построен фрагментов изображения на экране ЭЛТ. Окружность может быть построена путем задания кодов координат ко цевых точек вершин правильного описанного многоугольника. Так при четырех вершинах описанного многоугол ника погрешность построения окружно ТИ-определяемая как-ЛК|Я(где R - радиус о ружности) составляет 6, а при шести %, Управление подсветкой луча осуществляется по модифицированным сигналам с/н, поступающим в блок ЭЛТ 11 из блока 2, где они вырабатываются в соответствии с признаком подсветки и кодом операции. Пример построения фрагмента изображения на основании указанного способа построения прямых линий и парабол показан на фиг. 6. При этом формирование сигналов развертки луча ЭЛТ осуществляется в соответствии с временной диаграммой, приведенной на фиг, 2. Таким образом, использование в устройстве преобразователя прямого кода в прямой и обратный и формирователей , выполненных на линиях задержки и обладающих свойствами фиксаторов нулевого порядка, обеспечивает построение на экране ЭЛТ наряду с прямыми линиями и парабол и тем самым расширяет функциональные возможности известного устройства. Формула изобретения Устройство для отображения графической информации , содержащее последовательно соединенные блок управления, регистры, цифро-аналоговые преобразователи и первые формирователи , причем блок управления подключен к видеоконтрольиому блоку, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет возможности построения парабол, оно содержит преобразователь кодов, подключенный к блоку управления и другим входам регистров, и вторые формирователи, соединенные с видеоконтрольным блоком и первыми формирователями. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 63125, кл. Об К 15/20, 1971 2.Патент США W , кл. , 19б9 (прототип).

сз

а

о г 2Т ЗТ ifT 5Г 6Т 7Т 8Г

5 ММ.

д w/i

(1)

е

ж ж

Ф jr

(//г.2