Генератор векторов и кривых второго порядка Советский патент 1981 года по МПК G09G1/00 

(54) ГЕНЕРАТОР ВЕКТОРОВ И КРИВЫХ ВТОРОГО ПОРЯДКА

j Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования преимущественно в устройствах вывода графической информации из ЭВМ на экран ЭЛТ. Известны генераторы векторов и кривых второго порядка, в частности генераторы окружностей, воспроизводящие окружности путем замены дут их хордами.Причем, чем большая фебуется точность совпадения действительности кривой с апроксимированной, тем на большее число дуг должна быть разбита кривая. Примером таких устройств может быть генератор окружностей, в памяти которого содержится таблица тригонометрических функций, а исходная точка кривой радиус и Щ)угие ее данные вводятся из памяти ЭВМ, а также генератор, в котором для воспроизведения окружности с повьппенной, точностью используется преобразователь двоичного кода в коды приращений, которые заданы в виде таблиц,. составленных с учетом коррекции возникающих опшбок ПиГ2} Недостатком этих устройств является большая емкость памяти и, следовательно, большой объем оборудования. Известно также устройство, позволяющее воспроизводить окружности с достаточно высокой точностью, которое не требует хранения в памяти таблицу, однако оно также содержит большой объем аппаратуры, так как реали зует сложный алгоритм построения окружностей {31. Устройство, реализующее более простой алгоритм построения окружностей, не обеспечивает достаточно высокой точности их воспроизведения, кроме того, в нем не предусмотрена возможность i воспроизведения линий другого вида (прямых, парабол и т.д.) (4). Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является генератор векторов и кривых второго порядка, содержащий последовательно соеданенные первый реверсивный счетчик-регистр, первый сумматор-накопитель, -первый коммутирующий блок, первый ключе- вой элемент, второй реверсивный счетчик-регистр, второй сумматор-накопитель, второй коммутирующий блок и второй ключевой элемент, выход которого подключен к счет-. ному входу первого реверсивного счетчикарегистра, причем выход первого ключевого элемента связан со счетным входом второго реверсивного счетчика-регистра, первый и второй дешифраторы нулевого состояния, подклю ченные своими входами к выходам соответственно первого и второго реверсивных счетчиков-регистров, а выходами - соответственно к единичному и нулевому входам триггера, единичный и нулевой выходы которого подсоеданены к управляющим входам первого и второго реверсивных счетчиков-регистров соответственно, выходы первого и второго коммутирующих блоков, являющиеся также выходами генератора, связаны с первым и вторым входами измерителя перемещений, подклю ченного своим выходом к управляющему входу тактового генератора, выход которого соединен с синхронизирующими входами первого и второго сумматоров-накопителей, управляющие входы первого и второго коммутирующих блоков подсоединены к выходу блока для определения старщего значащего разряда, связанного своим входом с первой информационной входной щиной генератора, к которой подключены так же установочные входы первого и второго реверсивных счетчиков-регистров, установочньш вход измерителя перемещений соединен со второй информационной входной пшной генератора, а управляющие входы первого и вто рого ключевых элементов подключены к управляющей входной шине генератора 5J. Недостаток данного генератора заключается в том, что при удовлетворительном качестве воспроизведения отрезков прямых и парабол он не обеспечивает точности, требуемой для воспроизведения окружностей, что выражается в несовпадении исходных и конечных точек окружностей при вычерчивании на экране ЭЛТ. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения дуг окружностей. Указанная цель достигается за счет того, что в генераторе векторов и кривых второго порядка, содержащем последовательно соединенные пе1жый реверсивный счеттак-регистр, первый сумматор-накопитеть, первый коммутирующий блок, первый ключевой элемент, второй реверсивный счетчик-регистр, второй сумматор-накопитель, второй коммутирующий блок и второй ключевой элемент, выход которого подключен к счетному входу первого реверсив ного счетчика-регистра, причем выход первого ключевого элемента связан со счетным входом второго реверсивного счетчика-регистра, первый и второй дешифраторы нулевого состояния, по ислюченные своими входами к выходам соот- . вётственно первого и второго реверсивных счетчиков-регистров, а выходами - соответственно к единичному и нулевому входам триггера, единичный и нулевой выходы которого подсоединены к управляющим входам первого и второго реверсивных счетчиков-регистрок соответственно, выходы первого и второго коммутирующих блоков, являющиеся также выходами генератора, связаны с первым и вторым входами измерителя перемещений, подключенного своим выходом к управляющему входу тактового генератора, выход которого соединен с синхронизирующими входами первого и второго сумматоров-накопите лей, управляющие входы первого и второго коммутирующих блоков подсоединены к выходу блока для определения старшего значащего разряда, связанного своим входом с первой информашюнной входной щиной генератора, к которой подключены также установочные входы первого и второго реверсивных счетчиков-регистров, установочный вход измерителя перемещений соединен со второй информащюнной входной шиной генератора, а управляющие входы первого и второго ключевых элементов подключены к управляющей входной шине генератора, входы для установки в единицу первого и второго сумматорюв-накопителей связаны с выходами соответственно первого и второго дещифраторов нулевого состояния. На чертеже представлена функциональная блок-схема генератора векторов и кривых второго порядка, выполненного согласно данному изобретению. Генератор содержит реверсивные счетвдкирегистры 1 и 2 координат X и Y, сумматорынакопители 3 и 4 приращений соответствующих координат, коммутирующие блоки 5 и 6 дая коммутации сигналов переполнения соответствующих сумматоров-накопителей 3 и 4, ключевые элементы 7 и 8, дешифраторы 9 и 10 нулевого состояния соответствующих реверсивных счетчиков-регистров 1 и 2, блок И для определения старшего значащего разряда, триггер 12 для управления сложешсем-вычитанием в реверсивных счетчиках-регистрах 1 и 2, тактовый генератор 13, измеритель 14 перемещений, первую и вторую информационные входные иш.ны 15 и 16 и управляющую входную шину 17 для управления видом отрабатываемой кривой. Устройство работает следующим образом. Перед отработкой дуги окружности вводят исходные данные: в реверсивные счетчики-регистры 1 и 2 по шине 15 - значения координат центра дуги относительно начальной точки, в измеритель 14 перемещений по шине 16 - данные о длине линии по координатам X и Y, в блок 11 для определе1шя старщего значащего разряда, также по шине 15 - данные о старшем значащем разряде, в соответствии с которыми блок 11 управляет коммутирующиМИ блоками 5 и 6. Последние подключают ко входам ключевых элементов 7 и 8 сигналы переполнения старших значащих разрядов сумматоров-накопителей 3 и 4. Тем самым обеспечивается максимальная скорость отработки дуги независимо от ее радиуса. После этого включается тактовьш генератор 13, по каждому импульсу которого выполняется суммироввние содержимого реверсивных счетчиков-регистров 1 и 2 с содержимым соответственно сумматоров-накопителей 3 и 4. Сигналы переполнения старших значащих разрядов сумматоров-накопителей 3 и 4 через коммутирующее блоки 5 и 6 подаются на устройство управления отклонением луча (не показано), на входы измерителя 14 перемещений и через ключевые элементы 7 и В - на счетные входы реверсив ных счетчиков-регистров 2 и 1 соответственно. Так как сигналы на управляющие входы реверсивных счетчиков-регистров Г и 2 подаются с разных выходов триггера 12, то один из счетчиков-регистров работает на суммирова ние, а другой на вычитание. Изменение состояния триггера 12 осуществляется сигналами с выходов дешифраторов 9 и 10 нулевого со стояния реверсивных счетчиков-регистров 1 и при переходе в следующую четверть окружности. При этом также происходит установка в единицах всех разрядов соответствующего сумматора-накопителя: Вычерчивание дуги прекращается подачей на тактовый генератор 13 сигнала с выхода измерителя 14 перемещений, который срабатывает после выдачи требуемого количества импульсов перемещений луча по координатам X и Y. При отработке отрезка прямой в реверсив ные счетчики-регистры 1 и 2 вводят значения проекций отрезка на оси координат. Ключевые элементы 7 и 8 закрыты сигнаяом с шины 1 поэтому состояния реверсивных счетчиков-регистров 1 и 2, определяющие наклон прямой, остаются неизменными на протяжении данного отрезка. Блоки 5, 6 и 11 работают так же. как и при отработке окружности. При воспро- 45 го

изведении параболы один из ключевых элементов, например 7, заперт.

Таким образом, выходные данные сумматора-накопителя 4 изменяют состояние реверсивного счетчика-регистра 1, при этом переполнение сумматор-накопителя 3 является выходным сигналом и не влияет на изменение состояния реверсивного счетчика-регистра 2. Причем, в качестве исходных данных в реверсивные счетчики-регистры 1 и 2 вводятся 1ачальные значения, зависящие от коэффициентов параболы.

Остановка тактового генератора 13 независимо от вида линии производится сигналом с

входной цшной генератора, к которой подалючены также установочные входы первого и второго реверсивных счетчиков-регистров, установочный вход измерителя перемещений соединен

50 со второй информационной входной щиной генератора, а управляющие входы первого и второго ключевых элементов подключены к управляю1цей входной шине генератора, отличающийся тем, что, с целью повышеJJ ния точности воспроизведения дуг окружностей, входы для установки в единицу первого и второго сумматоров-накопителей связаны с выходами соответственно первого и второго дешифраторов нулевого состояния. выхода измерителя 14 перемещеннй после выдачи на схему управления отклонением луча требуемого количества импульсов по коорликатам X и Y. Результаты моделирования работы данного генератора векторов и кривых второго поряд:Ка на ЭВМ показали, что он позволяет повысить точность воспроизведения окружностей. Формула изобретения Генератор векторов и кривых второго , содержащий последовательно соединенные первый реверсивный счетчик-регистр, первый сумматор-накопитель, первый коммутирующий блок, первый ключевой элемент, второй реверсивный садтчик-регистр, второй сумматорнакопитель, второй коммутирующий блок и второй ключевой элемент, выход которого подключен к счетному входу первого реверсивного счетчика-регистра, причем выход первого ключевого элемента связан со счетным входом второго реверсивного iсчетчика-регистра, первый и второй дешифраторы нулевого состояния, подключенные своими входами к выходам соответственно первого и второго реверсивных счет шков-р егистров, а выходами - соответственно к единичному и нулевому входам триггера, единичный и нулевой выходы которого подсоединены к управляющим входам первого и второго реверсивных счетчиков-регистров соответственно, выходы первого и второго коммутирующих блоков, являющиеся также выходами генератора, связаны с первым и вторым входами измерителя перемещений, подключенного своим выходом к управляющему входу тактового генератора, выход которого соединен с (жнхронизирующими входами первого и второго сумматоров-накопителей, управляющие входы первого и второго коммутирующих блоков подсоединены к выходу блока для определения старшего значащего разряда, связанносвоим входом с первой информационной

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5. Воронов А. А. и др. Цифровые аналоги для систем автоматического управления, М., изд-во АН СССР, 1960, с. 57-62, 133-137 (прототип) .