Устройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1982 года по МПК G09G1/08 

Изобретение относится к автоматике, радиолокации и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах отображения графической информации на экране электроннолуче1 вой трубки (ЭЛТ)для съема отображаемой информации.

По основному авт.св. К 714445 из,вестно устройство для отображения графической информации на экране электроннолучевой трубки, содержащее формирователи управляющих напряжений по координатам X и У, первые входы которых подключены к выходам первого и второго преобразователей код-напряжение , входы которых соед жены с первыми информационными входами устройства, блоки суммирования напряже.ний по координатам X и У, первые входы которых подключены к вторым информационным входам устройства, а (.их выходы - к вторыги входам формирователей управлякяцих напряжений по координатам X и У, выходы которых соединены с первым и вторым выходами устройства, третий выхдд которого соединен с выходом блока управления подсветом, вход которого подключен к управляющему входу устройства, соединенному с первым входом первого

генератора пилообразного напряжения, третий и четвертый преобразователи код-напряжение, входы которых подключены к третьим информационным входам устройства выход третьего преобразователя код-напряжеИие соединен с вторым входом первого генератора пилообраэнйго напряжения, выход которого .подсоединен ко второму входу блока

10 .суммирования напряжений по координате У, входы второго генератора пилообразного напряжения подключены к управляющему входу устройства, к выходу четвертого преобразователя код15Нс1пряжение, а выход второго генератора пилообразного напряжения соединен с вторым входом блока суммирования напряжения по координате X.

Недостатком этого устройства яв20ляется низкая точность и недостаточное быстродействие съема координат элементов изображения. Низкая точность съема координат обусловлена тем, что съем координат может произ25водиться либо .визуально при помощи линейки, или вводимой по каналу, информации электронной шкалы (координатной сетки) , либо при помощи электромеханического датчика (преобразователя угол-кол), . который располагается над экраном ЭЛТ. Из-за определенных конечных размеров щупа датчика и параллакса поверхности экрана ЭЛТ и защитного стекла точная установка щупа на элемент изобрасхенк принципиально невозможна. Недостаточ ное быстродействие съема координат обусловлено отсутствием в известном устройстве автоматизации ввода, т.е. тем, что визуально считанные координаты вводятся в аппаратуру обработки при помощи ручной установки на соответствукидей клавиатуре. Необходимост вводить электронную шкалу или координатную сетку для визуального съема координат также приводит к снижению быстродействия и уменьшению объема отображаемой-информации, а также ; увеличивает засветку экрана ЭЛТ. Цель изобретения - увеличение точности и повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для отображения графической информации на экране электроннолучевой трубки введены последовательно соединенные датчик маркера, первый коммутатор, второй коммутатор и блок сравнения и последовательно соединенные фотодатчик, блок 1дреса, .блок ввода команд иблок памяти, причем второй выход первого коммутатора соединен с первым входом второго коммутатора, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соедийен с вторым вхо дом блока сравнения, третий вход которого соединен с первым выходом блока памяти, а выход - с вторым входом блока ввода команд, третий вход которого соединен с третьим выходом блока управления, четвертый вы ход которого соединен с блоком управ ления подсветом, пятый выход блока управления соединен с вторым входом блока адреса, третий вход которого соединен с вторым выходом блока ,третий выход которого соединен.,. с третьим входом второ.го коммутатора а четвертый выход его - с входом бло ка управления. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока адреса; на фиг.Зструктурная схема блока ввода команд на фиг. 4 - структурная схема блока управления. Устройство дЛя отображения графической информации на экране электрон 14э-пучевой трубки (фиг.1) содержит преобразователи код-напряжение (ПКН) 1-4, генератора 5 и б пилообразного напряжания,. блоки 7-8 суммирования напряжения , формирователи 9 и 10 управляющих напряжений ,блок 11 управления подсветом, электроннолучеву трубку (ЭЛТ) 12 с отклоняющей, системой 13, датчик 14 маркера, фотодатик 15, коммутаторы 16 и 17,блок равнения 18, блок 19 адреса, блок 0 ввода команд, блок 21 памяти и лок 22 управления, входные шины 23, 4 и 25 и выходную шину 26. В качестве датчика 14 маркера моет быть использован электромеханиеский преобразователь угол-код, который преобразует пйложение рычага на пульте оператора в цифровой код прямоугольных координат. В качестве датчика 15 может быть использован обычный фотосъемник с фотодиодом,реагирукнцим на световое излучение, в качестве коммутаторов 16 и 17 - группы логических элементов И. Блок 19 адреса (фиг.2)предназначен для преобразования временного кода (импульса) от фотодатчика 15 в соответствукяций ему цифровой код адреса элемента графического изображения и выдачи соответствующего сигнала в спедуквдем цикле. Блок 19 адреса содержит регистр 27, коммутатор 28, регистр 29, узел 30 сравнения и узел 31 сброса. Узел 31 сброса предназначен для установки регистра 29 в нуЛевое состояние. Вход коммутатора 28 является первым входом блока 19.Информационные входы регистра 27 являются вторым УХОДОМ блока 19,вход сброса регистра 27 - третьим входом блока 19. Блок 20-ввода команд (фиг.3) предназначен для ввода соответствующей командам в момент появления необходимого адреса (т.е.информации об выбранном элементе изображения). Блок 20 ввода команд содержит шифратор 32, регистр 33, элемент ИЛИ 34 и коммутатор 35. Шифратор 32 предназначен для хранения и выдачи 1 ифрового кода соответствующей команды и может быть выполнен в виде одностороннего запоминающего устройства и клавиатуры. Входы элемента ИЛИ 34 являются первым и вторым входами блока 20 команд. Г Вход сброса регистра 33 является третьим входом блока 20 команд. Блок 21 памяти предназначен для записи и хранения всех данных об отображаемом изображении (кода адреса, координат и признака о характере элемента изображения - точка Или вектор) и может быть выполнен на магнит- ном барабане, магнитных дисках, магнитной ленте, на ферромагнитных или полупроводниковых накопителях и т.п. Блок 22 управления (фиг.4) предназначен для формирования тактовых синхронизирующих сигналов для управления во времени работой отдельных блоков устройства. Блок 22 управления содержит генератоо 36 тактовых импульсов, синхронизатор - распреде литель 37,регистр 38,коммутатор 39 и

генератор 40 расцветки подсвета.Синхронизатор-распределитель 37 предназначен для формирования распределенных во времени тактовых синхронизирующих импульсов на первом-шестом выходах блока 22 управления.Конкретное выполнение синхрониз атора-распределителя может быть различным.Генератор 40 расцветки подсвета предназначен для под света точки и векторов,а также различной расцветки векторов(например в виде пунктирной,штрих-пунктирной и т,д.линий).Генератор 40 расцветки подсвета может быть реализован на триггерах и логических элементах И и ИЛИ. Выход генератора 40 является седьмым выходом блока 22 управления.

Устройство для отображения графической информации на экране ЭЛТ работает следующим образом.

От внешнего устройства (например от ЦВМ) по шине 25 на блок 21 памяти поступает ин формация. Запись информации об каждом из элементов изображения (точка или вектор) производится по адресному принципу. Кодограмма каждого сообщения может содержать код адреса, код координат начала вектора или код координат точки, код координат конца вектора и признак (точка или вектор). Запись информа-г. ции в блок 21 памяти может производиться только в моменты времени, когда считывание информации не производится.

Первоначально на третьем выходе блока 22 управления формируется управляквдий сигнал считывания информации, по которому на выходах блока 21 памяти появляются: код адреса(первый выход на блок 19), код координат (второй и третий выходы на блок 18 и коммутатор 17) и код признака (четвертый выход на блок 22).

На пятом выходе (на коиФ1утатор 17) блока 22 появляется управляющий сигнал, по которому коды координат передаются в преобразователи 1-4 (код координат начала вектора или точки поступает в преобразователи 1 и 2, код координат конца вектора поступает в преобразователи 3 и 4). Цифровые коды преобразуются в аналоговые постоянные напряжения. Напряжения с выходов преобразователей 1 и 2, усиленные в Фоомиоователях управляющих .напряжений 9 и 10 (по координатам X и У) выводят луч ЭЛТ 12 в начальную позицию вектора. На шестом выходе блока 22 управления появляется сигнал длительность которого определяет время формирования вектора. Этот сигнал появляется только при наличии признака, характеризующего вектор, и включает генераторы 5 и 6 пилообразного напряжения, на вторые входы которых поступают напряжения с выходов

преобразователей 3 и 4, которые определяют конечную амплитуду пилообразных напряжений на выходах генераторов 5 и 6 пилообразных напряжений( т.е. длину вектора). линейно изменяющиеся напряжения с выходов генераторов 5 и 6 поступают на блоки 7 и 8 суммирования напряжений, где происходит их сложение с постоянными напряжениями сдвига, поступающих по входным шинам 23 и 24. Последнее позволяет по желанию оператора производить сдвиг отображаемой информации, например, по восьми направлениям (через 45 )на 1/2 - 1/8 часть диаметра экрана ЭЛТ (12, что позволяет повысить точность отображения и съема информации путем перемещения изображения в центральную часть экрана ЭЛТ 12. С выходов блоков 7 и 8 суммирования напряжений линейно изменягадиеся напряжения с начальным уровнем через формирователи управляквдих напряжений 9 и 10 поступают на отклоняющуюся систему 13 и отклоняют луч на экране ЭЛТ 12 в заданном направлении. Блок 11 управления подсветом по сигналу с блока 22 управления (седьмой выход) формирует импульсы подсвета, которые отпиргдат ЭЛТ 12 на время формирования вектора (или точки), и осуществляет по желанию оператсфа(путем набора соответствующей коману л на пульте блока ввода команд 20) различную расцветку отображаемых векторов (например, изобра- жение вектора может быть сплошнь1м, пунктирным, штриховым,штрих-пунктирным) , После окончания управляющих импульсов на входах генераторов 5 и 6 и блока 11 генераторы 5 и 6 возвращаются в исходное состояние, а луч ЭЛТ 12 запираетсяi Линия отображенного вектора или точка на экране ЭЛТ 12 сохраняется на время последвечения.

При отображении точек их коды ., подаются только на ПКН 1 и 2, генер.аторы пилообразного:напряжения 5. и .6в работе не участвуют и блок 11 ; управления подсветом вырабатывает только подсвет точки,поскольку цифровой код,характеризующий признак вектора,не поступает на регистр 38 в блоке управления 22 и последний не формирует управляющий сигнал для запуска генераторов пилообразного напряжения 5 и 6, а генератор 40 расцветки подсвета вьадает короткий сигнал подсветки точки..

Съем координат элементов отображаемого изображения на экране ЭЛТ 12 осуществляется следукяцим образом.

Фотодатчик 15 подносится к элементу изображения на экране ЭЛТ 12. При нажатии кнопки на фотодатчике 15 в момент высветки выбранной точки(или вектора) с выхода фотодатчика 15 на

блок 19 адреса поступает импульс, который сооответствует во времени адресу кода координат выбранного элемента. Этот импульс разрешает произвести запись набранной оператором команды по выбранному адресу в блок памяти, в том числе и для передачи кода координат выбранного элемента изображения на выходную шину 26 (и далее во внешнее устройство, например ДВМ для дальнейшей обработки).

Передача кода осуществляется еледующим образом.

Адрес кода координат выбранного элемента при наличии импульса с фотодатчика 15 переписывается через коммутатор 28 в регистр 29. Содержание; регистра 27 стирается по команде с блока 22 управления (первый вьЬсод). В следующем цикле на регистр 27 посггупает новое значение адреса из блока 21 памяти, снова стирается и т.д.до тех пор, пока новое содержание регистра 27 не станет равным содержанию регистра 29. В этом случае на выходе узла сравнения 30 и соответственно на выходе блока 19 а,дреса формируется импульс, а содержание регистров27 и 29 стирается (при необходимости содержание регистра 29 может быть использовано для обращения к блоку 21 памяти). Импульс с выхода блока 19 адреса (выход уздг. 30 сравнения) nepisдается на вход блока 20 команд, где разрешагет запись набранной оператором команды (например запрет высветки, вьщача информации, вид расцветки векторов и т.д.)на пульте шифратора 32 блока 20 команд в блок 21 памяти.. . Набранная команда записывается по адресу, по которому появился временной импульс с фотодатчика 15 .в далвнейшем процесс высветки координат выбранного, элемента изображения производится в соответствии с набранной командой. Применение фотодатчика 15 целесообразно только при расположений элементов изображения на расстоянии больше окна (разрешающей способности фотодатчика 15.

При небольших расстояниях между элементами изображения более целесообразным является применение электромеханического датчика 14, который формирует коды координат маркера(точки), определяемые уг 1овым положением рычага. Коды координат маркера посijOHHHO поступают через коммутатор 16 rfa первый вход коммутатора 17. При отсутствии управляющего сигнала с пятого выхода блока 22 управления коды координат маркера подаются на ПКН 1 и 2 и отображаются на экране ЭЛТ 12. В этом случае блок 22 управления (седьмой выход) выдает на блок11 управления подсветом импульс, определяющий подсчет точки. При помощи рычага датчика 14 маркер устанавливается на выбранный элемент изображен ния,например на точку начала вектора При нажатии кнопки на датчик 14 коды координат маркера подаются через коммутатор 16 на блок сравнения 18, на другой вход которого подаются обновляемые в каждом цикле координаты оторажаемой точки или вектора с блока 21 памяти (со второго выхода). В момент равенства сравниваемых кодов на выходе блока 18 сравнения появляется импульс, подавае1 й на другой вход блока 20 ввода команд (в случае необходимости коды координат маркера совместно с адресом координат, тождественным координатам маркера). процесс аналогичен вышеописанно.му.

Управляющие сигналы с первого, второго, третьего и четвертого выходов блока 22 управления в промежутках между циклами отображения и съема информации периодически списывают содержания соответствующих регистров в блоках 18-21.

Гю сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает повышение быстродействия и увеличение точ-ности съема координат элементов графического изображения с экрана ЭЛТ. Быстродействие и точность повышаются за счет применения фотодатчика с высокой разрешающей способностью, что позволяет производить с большим быстродействием съем координат элементов изобреокения, расположенных в различных частях экрана ЭЛТ. При расположении .элементов, подлежащих съему на близком расстоянии между никш более целесообразно производить съем координат при помощи датчика маркера. ; Точность съема в этом случае незначительно ниже, чем при работе с фотодатчиком, поскольку в первом случае координаты« подаваемые на сравнение с отображаемыми координатами,Формируются &ано1во, а во втором случае используются координаты элемента, хранящиеся в памяти. Целесообразность применения датчика маркера вместо фотодатчика в ряде случаев определяется тем, что 1фи расположении элементов изображения на расстоянии г меньшей разрешающей способности фотодатчика возникает опасность съема координат соседнего объекта,что внесет погрешность. Введение координат соседнего элемента изображения, расположенного на близком расстоянии ; от отображаемого при применении датчика маркера исключается.

Предлагаемое устройство позволяет автоматизировать процесс считывания координат элементов отображаемой информации, что повышает точность и быстродействие Ст.е.производительность) считывания,например,при редактировании изображения,обеспечивает отобреикение графической информации, например векторов через весь экран ЭЛТ при высоком быстродействии и большой точности/а также производит точный съем отображенной информации с высокой производительностью.

Формула изобретения Ю

Устройство для отображения графической информации на экране электроннолучевой трубки по авт.св. № 714445, о т ли ч а ющ ее ся тем, что, с 5 целью увеличения точности и повьидения быстродействия, Б устройство введены последовательно соединенные датчик маркера, первый коммутатор, второй коммутатор и блок сравнения и после- я довательно соединенные фотодатчик, блок адреса, блок ввода команд и блок памяти, причем второй выход первого

коммутатора соединен с первым входом второго коммутатора,второй вход котоi oro соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соед1 нен с. вторым входом блока сравнения, третий вход которого соединен с выходом блока памяти, а выход - с вторым входом блока ввода команд, третий вход которого соединен с третьим выходом блока управления, четвертый выход которого соединен с блоком управления подсветом,пятый выход блока управления соединен с вторым входом блока , третий вход которого соединен с вторым выА ходом блока памяти,третий выход которого соединен с,третьим входом второго коммутатора,; а четвертый выход го - с входом блока управления.

Источники инфсфм ции, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 714445, кл. G 06 К 15/20, 1977.

d

ь /N /

и

39

38

Фчъ.

1

А /V

fO