Устройство для отображения информации на экране электронно- лучевой трубки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРКАПЙИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ, содержащее первый и второй регистры, синусно-косинусный преобразователь г входы которых являются соответствующими входами устройства; а выходы; их соединены с входами вычислительного блока, выход которого соединен с входом синхронизатора , логический формирователь и формирователь статических изображений, отличающееся тем, , с целью повышения качества отображения информации за счетформирования сложных динамических фигур. Оно содержит третий и четвертый регистры, четыре накапливающих суммаТора и формирователь квазиобъемнос (ги, входы Третьего и четвертого регистров соединены с выходами вычислительного блока, входы первого накапливающего сумматора соединены с вторым выходом синусно-косинусного преобразователя, выходом третьего регистра и первьш выходом синхронизатора , входы второго накапливающего сумматора соединены с первым выходом синусно-косинусного преобразователя , выходом четвер гого регистра и первым выходом синхронизатора , входы третьего накапливающего сумматора соединены с первым выходом синусно-косинусного преобразователя , .выходом первого накапливающего сумматора и вторым выходом синхронизатора, входы четвертого накапливающего сумматора соединены с вто1ж м выходом синуснокосинусного преобразователя, выходом второго накапливакнцего суммаО тора и вторым выходом синхрониза35 ЭО тора, выходы третьего и четвертого накапливающих сумматоров соединены с входами логического формирователя, :о выход которого соединен с одним из входов формирователя квазиобъем00 ности, другие входы которого соединены с выходами формирователя статических изображений.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) Зб0 G 0 9 G 1 1 6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

{21) 3393648/18-24 (22.) 10.02.82 .(46). 23.01.84. Бюл.9 3 (72) И.Н.Гуглин (53) 681.327.11 (088.8) (56) 1 ° Соловейчик И.E. Дисилен в системах с ЭВМ. М., "Советское радио", 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

В 485478, кл.G 09 0 1/16, 1973 (прототип) .

3. Гуглин И.Н. Синтез сложных геометрических фигур на телевизионном растре методом математической логи.ки. Вопросы радиоэлектроники. Техника телевидения. 1967, вып.2, с.8790.

4. Гуглин И.Н. Электронный синтез телевизионных иэображений. М., "Советское радио", 1979 °

5. Гуглин H.H. Телевизионные игровые автоматы и тренажеры. М., "Радио и связь", 1982. а (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ

ИНФОРМАПИИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННО-„

ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ, содержащее первйй и второй регистры, синусно-косинусный преобразователь, входы которых являются соответствующими входами устройства, а выходы. их соединены с входами вычислительного блока, выход которого соединен с входом синхронизатора, логический формирователь и формирователь статических . изображений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества отображения информации эа счет формирования сложных динамических фигур, оно содержит третий и четвертый регистры, четыре накапливающих сумматора P. формирователь квазиобъемнос-, ки, входы третьего и четвертого регистров соединены с выходами вычислительного блока, входы первого накапливающего сумматора соединены с вторым выходом синусно-косинусного преобразователя, выходом третьего регистра и первым выходом синхронизатора, входь1 второго накапливающего сумматора соединены с первым выходом синусно-косинусного преобразователя, выходом четвертого регистра и первым вьходом синхрони- е затора, входы третьего накапливающего сумматора соединены с первым выходом синусно-косинусного преобразователя, выходом первого накапливающего сумматора и вторым выходом синхронизатора, входы четвертого накапливающего сумматора соединены с вторьм выходом синуснокосинусного преобразователя, выходом второго накапливающего сумматора и вторым выходом синхронизатора, выходы третьего и четвертого накапливающих сумматоров соединены с входами логического формирователя, выход которого соединен с одним из входов формирователя квазиобъемности, другие входы которого соединены с выходами формирователя статических изображений.

1068981

60

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к электронному синтезу сложных динамических изображений на телевизионном экране, и может найти применение при построении 5 ситуационных дисплеев, телевизионных игровых автоматов и тренажеров, при построении специализированных уст-ройств отображения информации, в которых необходимо создать слржное динамическое изображение на фоне статического изображения.

Известно устройство для отображения иншормации на телевизионном экране, содержащее вычислительный блок, буферную память, генератор знаков, 15 генератор графических элементов, клавиатуру, модем и печатающий узел С13.

Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет формировать сложные кваэиобъемные фигуры, что снижает его качество.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для отображения информации, содержащее последовательно соединенные регистры вычислительный блок, коммутатор, суммирующий счетчик и ждущий генератор, вычислительнь1й блок подключен к синхронизатору, соединенному с шиной частоты строк, блок преобразования координат, входы которого соединены с шинами частоты строк и частоты полей и входом вычислительного блока, шины частоты строк подключень к входам коммутато- 35 ра и ждущего генератора, входы цифрового порогового элемента соединены с выходами суммирующего и реверсивного счетчиков, вход реверсивного счетчика подключен к выходу переклю- 40 чатела кода положения фигуры 522.

Однако известное устройство позволяет осуществлять формирование только наклонной фигуры вытеснения (НФВ) и не позволяет формировать 45 сложные динамические изображения, что снижает качество отображения информации.

Целью изобретения является повышение качества отображения информации эа счет формирования сложных динамических фигур.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство отображения информации на экране электроннолучевой трубки, содержащее первый и второй регистры, синусно-косинусный преобразователь, входы которых являются входами устройства, а выходы соединены с входами вычислительного блока, выход которого соединен с входом синхронизатора, логический формирователь и формирователь статических изображений, введены третий и четвертый регистры, четыре накапливающих сумматора и формирователь кваэиобъемности, входы третьего и четвертого регистров соединены с выходами вычислительного блока, входы первого накапливающего сумматора соецинены с вторым выходом синусно-косинусного преобразователя. выходом третьего регистра и первым выходом синхронизатора, входы второго накапливающего сумматора соединены с первым выходом синусно-косинусного преобразователя, выходом четвертого регистра и первым выходом синхронизатора, входы третьего накапливающего сумматора соединены с первым выходом синусно-косинусного преобразователя, выходом первого накапливающего сумматора и вторым выходом синхронизатора, входы четвертого накапливающего сумматора соединены с вторым выходом синусно-косинусного преобразователя, выходом второго накапливающего сумматора и вторым выходом синхронизатора, выходы третьего и четвертого накапливающих сумматоров соединены с входами логического формирователя, выход которого соединен с одним иэ входов формирователя квазиобъемности, другие входы которого соединены с выходами формирователя статических иэображений.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства на фиг.2 условный вид преобразованных цифровых развертывающих функций дискретизации.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 регистры, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам вычислительного блока 3, синхронизатор 4, первый выход которого подключен к третьему входу вычислительного блока, синус- но-косинусный преобразователь 5, третий б и четвертый 7 регистры, первый 8, второй 9, третий 10 и четвертый 11 накапливающие сумматоры, логический фсрмирователь 12, формирователь 13 квазиобъемности и формирователь 14 статических изображений.

Устройство работает следующим образом.

Формирование вращающихся изображений, обладающих тремя степенями свободы на телевизионном растре, осуществляется с помощью двух цифровых развертывающих функций (ЦРФ) преобразованных по местоположению и направлению по отношению к декарто-: вым осям координат телевизионной (ТВ) развертки. При этом направление возрастания преобразованных ЦРФ должно составлять прямой угол.

lIpouecc моделирования преобразованной ЦРФ осуществляется путем выбора нормального уравнения прямой и

1068981 качестве моделируемого. С этой целью нормальные уравнения прямых

ХCOS QL gain d- - p» = O; хсо q + csin q — (з.= o, C») у которых угол наклона к оси Оф =

= Z+ 90 выражается в виде хаю ) -qco р-Р» =о;

X CC cp +qSiA+ - P = 0 C2)

В этих уравнениях х,у — текущие координаты, а р(, р — кратчайшие расстояния от начала координат до выбранных прямых (по нормали).

Для определения значений р» и р, последние выражения представляют в " IS виде прямых, проходящих через некоторую точку М (х,у„, ), а именно х»зм(р Ч о р » О

Х» Ощ» л. л© П (г =О М

Из этих уравнений получаются значения р„и р

P„-=-x»sw rp - g,ààô;

Р = Хл Фз ф л ф э(» (с

25 учитывая, что х = n -а х, у = п ь у, где n = 1,2,3,4,..., а также условие дискретизации sx = h у = cbnst. = с получим из выражения (2) л .ЗО у „ .„, «о - — =О; д magen аюg — 1- -=0- -® к Ч с

Аналогично из формулы (4) 35

Р

- = "х». ®> 9- >g /;

0 и= .„,.„„, „, ®

Уравнения (5) и (б) позволяют составить моделирующие уравнения. При 4р этом, пользуясь методом прямой аналогии, имеем л® с® 1п g()< $ -N

М2Я =ЙУф.<ОЙ q+Hq(t)Sin+ И У 0) 45 где N„(t ) и N (t ) — цифровые развертывающие функции горизонтальной и вертикальной дискретизации.

N5j = и „эа р-N>ÄÄeoy ср

1 (ф- =Их;соелрй лз nq з) а начало координат располагается в левом нижнем углу ТВ растра..

Как видно из полученных уравнений, формирование преобразованных ЦРФ обеспечивается путем выполнени ряда математических операций, существенно 60 отличающихся по быстродействию. К ним относятся операпии, выполняемые с незначительной скоростью (расчет значений Np и Np@, а также выбор параметров» и 9 и с osó), операции gS среднего быстродействия (расчет значений N (t)cos 9 Ng(t)sing),операции высокого быстродействия (расчет

N t ) s i n V Np (t ) c os g и окончательное суммирование). К тому же характер выполняемик операций имеет существенное значение. Так например, операции, выполняемые с незначительной скоростью, выполняются несинхронно с помощью микропроцессора или микроЭВМ и вводятся в цифровой синтезатор во время обратного хода кадровой развертки. Операции среднего быстродействия также выполняются с помощью микропроцессорной системы синхронно со скоростью строчной развертки.

Однако выполнение большого числа операций, повторяющихся от строки к строке, производит неоправданно большую загрузку микропроцессорной системы, что в свою очередь не позволяет ей выполнять другую работу.

Поэтому операции среднего быстродействия выполняются с помощью специализированных вычислительных устройств.

Особую сложность представляет выполнение 11атематических операций высокого быстродействия, поскольку эа время воспроизведения одного ТВ элв- . мента (100-200нс) вычислительное устройство должно выполнить большое число операций с многоразрядными числами. Для этого случая использовано специализированное вычислительное устройство, обладающее весьма высоким быстродействием.

Вместе с тем упрощение вида математических Операций приводит не только к упрощению вычислительного устройства и уменьшению потребляемой мощности, но также и к улучшению качественных параметров формируемых иэображений, поскольку позволяет обеспечить их большую разрешающую способность.

Существенное упрощение характера математических операций обеспечено, если в процессе формирования ЦРФ учесть корреляцию формируемых изображений как по горизонтали, так и по вертикали растра. При этом математические операции производятся не с цифровыми развертывающими функциями горизонтальной и вертикальной дискретизации, а с разностями между текущим значением и предсказанной (рассчитанной) величиной. Такой вариант нашел применение в разнообразных разностных (дифференциальных) ме одах кодирования сигналов.

Действительно, выражение (7) можно представить в виде

Ычф „щ) (»&1= - (-X. сау з» р;

L < =» а M |@

N (t$ - ° X аФ,Д, у-„Я причем у р =,,=q -<р

1068981

Первый 1 и второй 2 регистры (фиг.1) представляют собой блоки, предназначенные для приема, .промежуточного хранения и выдачи многоразрядных слоев, однозначно определяющих код точки М (N 1 Иц,) и выражающих координаты центра вращения, Регистры 1 н 2 работают в качестве передаточных звеньев с параллельным способом приема и передачи информации и вь1полняются на интегральных 30 триггерах низкого быстродействия.

Синусно-косинусный преобразователь 5 представляет собой блок преобразования двоичного кода угла ф в его функции а)п ф и соф р . В зависимости от значения требуемой угловой точности код угла q выражается той или иной дискретностью в двоичных градусах (один двоичный градус равен 360 /256=1,40635 ), 20

Таким образом, код угла ф, для обеспечения требуемой угловой точности в 1 или 0,5 двоичный градус, выражается 8-9 разрядным кодом. Непосредственное преобразование данного кода в двоичный код Функции. апач.g н соЗ р обеспечивается с помощью постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). При этом код угла ф подается на адресные входы ПЗУ, в результате чего производится опрос той или иной ячейки памяти и выдача результата на выход ПЗУ. Для работы ПЗУ в качестве генератора функций в нег»о записана информацня Фун-, кций 9н 4 н са»р для каждого дискрет-35 ного значения кода угла ф . Эта информация также выражается параллель ными двоичными кодами.

Вычислительный блок 3 представ- 40 ляет собой специализированный конеч- ный автомат, предназначенный для рао чета значений НР»ф и Бй,/а в соответствии с уравнением (б). Результат расчета вычислительный блок выдает не 45 чаще одного раза за два поля, т.е. со скоростью 25 раз в 1 с.

Третий б и четвертый 7 регистры предназначены для приема, промежуточного хранения и выдачи многоразрядных слоев,.однозначно определяющих коды значений ЯЙ,6и Nba, первый 8 и второй 9 накапливающие сумматоры обеспечивают суммирование поступающих на вход кодов Ngk и N с кодами функций.соа р и а(п ф соответственно. При этом в соответствии с уравнением (8} функции со®у иМп»р выполняют роль тех разностей, которые следует вводить в накапливающие сумматоры 8 и 9 во время обратного <0 хода по строке. С этой целью на коммутирующие входы накапливающих сумматоров 8 и 9 подаются строчные синхроимпульсы.(ССИ) с второго выхода синхронизатора 4.

Окончательное формирование преобразованных ЦРФ в Соответствии с выражением (9) осуществляется накапливающими сумматорами .10 и 11. .В качестве тактирующих импульсов для этих сумматоров используются тактовые импульсы (ТИХ) горизонтальной дискретизации, вырабатываемые синхронизатором 4..

Логический формирователь 12 представляет собой блок формирова,ния сложных динамических изображений. Входными переменными являются сигналы преобразованных цифровых развертывающих функций. На фиг.2»»: и д показан условный вид преобраэованнйх цифровых разверть|вающих функций дискретизации, формируемых соответственно накапливающими сумматорами 10 и 11, на фиг.2 показан пример формирования вращающегося. изображения для финансированного значения угла наклона.

В зависимости от вида формируемого изображения логический формирователь осуществляет те или иные логические преобразования, в результате которых на выходе блока 12 формируется видеосигнал изображения, угол наклона которого к оси координат х,у определяется значением yraa+

Формирователь 14 статических изображений и логический формирователь

12 представляют собой блоки логичес-кого синтеза, работающие по определенной программе f31 н t4 3. Формирователь 13 .кваэиобъемности представляет собой блок логического синтеза, который обеспечивает приоритет сигналам (изображениям) переднего плана С51. Иллюзия кваэиобъемности на плоском ТВ экране усиливается всегда, когда в Многоплановом изо-. бражении имеются подвижные элементы. Например, если формирователь статических иэображений формирует сигнал изображения переднего плана

Хg, на втором плане находится динамическое изображение Ху, Формируемое блоком 12, а электрический сиг,:нал окружающего фона, формируемый блоком 14, обозначен в виде переменной Х .

В сложном изображении конфигурация переднего плана не претерпе- . вает никаких изменений. Поэтому можно зацибать )(» =Х» . Иэображение второго плана "закрывается"-иэображением переднего плана. Поэтому в сложном изображении видимой остается его открытая часть Хе = Х» Х» . Изображение окружающвго фона "закрывается" изображениями как переднего, так и второго плана, т.е.

Ха - Xs Xg >ю)" XyXgX

10б8981

Сложное изобрение при этомимЕет вид

Г=X,,+X Xg =Х,+ Y x,+)с к х, Предложенное устройство позволяет формировать практически любые изображения, обладающие тремя степенями свободы. При этом формируемые изображения не пОдвержены искажениям формы.

1068981 а) л /ли

1 фид.

Заказ 11478/47 Тираж 451 Подписное

ВНИИПИ Государствейного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ЛПП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Составитель С.Гришин ,Редактор A.Шишкина Техред N.Tenep Корректор А.Тяско