Устройство для отображения графической информации на экране телевизионного индикатора
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании изделий в машиностроении и приборостроении, в дизайнерском проектировании, при отображении поверхностей сложной формы. Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности отображения кривых третьего порядка - достигается введением регистра сдвига, третьего сумматора и четвертого регистра и функциональных связей. 1 ил. lie О)
СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистических
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЬЭ 1Ь 1Р 1Р ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3777021/24-24 (22) 03.08.84 (46) 30.09.86. Бюл. № 36 (71) Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени институт точной механики и оптики (72) В. А. Зенцов, В. Ф. Попов, В. Т. Тозик и Ю. В. Юдин (53) 681.327.11 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 934539, кл. G 09 G 1/08, 1979. Авторское свидетельство СССР № 903958, кл. G 09 G 1/08, 1978. „„Я0„„1261001 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ИНДИКАТОРА (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании изделий в машиностроении и приборостроении, в дизайнерском проектировании, при отображении поверхностей сложной формы. Цель изобретения— расширение области применения устройства за счет возможности отображения кривых третьего порядка — достигается введением регистра сдвига, третьего сумматора и четвертого регистра и функционал ьных связей. 1 ил. 1261001 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах отображения графической информации, поступающей на ЭВМ, при проектировании изделий и приборостроении, в дизайнерском проектировании, при отображении поверхностей сложных форм. Оно предназначено для воспроизведения кривых линий, математическим выражением которых являются кусочно-кубические функции, в частности кубические сплайны. io Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет возможности отображения кривых третьего порядка. На чертеже представлена функциснальная схема устройства. Устройство содержит первый счетчик 1 позиций по координате s, первый блок 2 сравнения, блок 3 управления, второй блок 4 сравнения, первый 5 и второй 6 регистры, блок 7 памяти, пятый регистр 8, первый сумматор 9, третий регистр 10, второй сумматор 11, четвертый регистр 12, третий 13 и четвертый 14 блоки сравнения, второй счетчик 15 позиций по координате t, формирователь 16 сигналов подсвета, видеоусилитель 17, телевизионный индикатор 18, 25 синхрогенератор 19, регистр 20 сдвига, третий сумматор 21 и шестой регистр 22. Воспроизведение непрерывной кривой заданной формы по дискретным отсчетам с повышенными требованиями и гладкости такой кривой является типовой и распро- З0 страненной задачей в средствах визуального отображения систем машинной графики. В этой связи особое внимание привлекают кубические сплайны — кусочно-кубические функции, которые, как известно, являются единственными функциями, обладающими свойством минимальной кривизны (т.е. максимальной гладкости) среди всех функций, интерполирующих заданные точки и имеющих квадратично-интегрируемую вторую и ро из водную. Кубическая сплайн-функция з(1) на каждом i-м интервале разбиения (t;, t;ij представляет собой кубическую параболу y=s (t) =a; (t — t;) + Ь, ((t,) + c,(t — «+1,) (i) Задача ставится следующи и образом: на (t;, t; >) воспроизвести N равностоящих значений функций времени s (t):s,=-= s (t,); tq — t;+ q, Qt;= t, — t,;q= 0,1,...,N. 50 t; Вторая производная сплайна s (t) представляет собой прямую линию, тогда ее значения в любой точке t могут быть найдены с использованием следующего рекуррентного соотношения: 55 „+1=,+ 6а,— zt; Интегрируя (2) по времени с помощью формулы трапеций численного интегрирования с использованием значений з,, sq+t, ìoæно найти, что значение первой производной сплайна s (t), представляющей собой параболу, в точк имеет вид s, i= s,+ s, — + За; (-у ) (3) с с (, 1 фА 2 З,+ =- Sq+ Sq — - + — Sq(-y ) + + а;() (4) Введя следующие обозначения; ti 3, 1 " 1 2. А= а, - ); В,= — -> s,) ); C,= s,— u )(г (2) — (4) можно переписать так: в,+ = s + с,+ В + А q= 0,1,...,iN — 1 s,= =s (t ) = А (5) Cq+i= Cq+ 28q+ 2А+ А Со=э («) At; = С.; В„q i= — Я,+ 2А+ А Во=S (t) Х (2 Х ЛГ (ЛЛ)2= b,(ÅÀ) С целью уменьшения времени воспроизведения очередного значения s(t,) до времени выполнения одной операции сложения практический алгоритм функционирования устройства задается с помощью следующих выражений; sq+j= sq+ Cq С,+1= С,-+ 2В, B ÷q ò = B q+ ЗА so= s(t,)= d, (6) Со= С; + Ь, (g ) + а; (+t ) Во= — Ь; (— ) 2+ За; () 1 у А=а;()" Можно показать, что зависимость s от q при использовании выражений (6) задается формулой s,=d,+ с, ° q+b; (— 1- -)2 q + a;()" q Интегрируя (3) по времени с помощью формулы Симпсона численного интегрирования с использованием значений s, s )(((tq+ tq i)/2)., s, 1, получаем, что значение сплайна s(t) в любой точке t, равно 126100! 1О ! 3 Устройство работает следующим образом. Из блока 7 памяти по сигналу синхрогенератора !9 «Начало кадра» для отображения кривой на (t;, t;+1j переписываются код координаты s; начальной точки кривой в регистр 22, код координаты t; начальной точки кривой — в регистр 5, код s- конечной точки — в регистр 6, код А — в регистр 8, код Ro — в регистр 10, код Co — в регистр 12. Синхрогенератор 19 вырабатывает строчные и кадровые синхроимпульсы, поступающие на телевизионный индикатор 18, и импульсы горизонтальной синхронизации во время прямого хода телевизионной строки. Строчные синхроимпульсы поступают на счет. чик 1 телевизионных строк. Горизонтальные синхроимпульсы поступают на счетчик 15 позиций по координате t. Когда код в счетчике 1 становится равным коду s, начальной точки, поступающему с регистра 5, блок 2 сравнения вырабатывает сигнал «Начало вектора», который поступает на блок 3 управления и открывает цепь, формирующую сигнал «Сложение». По первому сигналу «Сложение» сумматор 21 производит сложение содержимых регистра 22 so и регистра 12 СО, результат so+Co записывается в регистр 22. Сумматор 11 производит сложение содержимых регистра 12 Со и регистра 10 Во, сдвинутого в регистре сдвига 20 на один разряд влево (т.е. умноженного на 2), результат Co+ 2Во записывается в регистр 12. Сумматор 9 производит сложение содержимых регистра 8-ЗА и регистра 10 ВО, результат Bo+ 3A записывается в регистр 10. По второму сигналу сложения сумма кодов регистра 22 so+ Co и регистра 12 Co+ 2Во на сумматоре 21 составляет s1 — — so+ 2СО+ ÇBo, она записывается в регистр 22. На сумматоре 11 сумма кодов регистра 12 Co+ 2Bo и регистра 20 2Bo+ 6А составит Co+ 4Bo+ 6А. это будет слагаемое С1 для третьего сложения, записываемое в регистр 12, на сумматоре 9 результат суммирования содержимых регистров 8 и 10 ЗА и Bo+ ЗА составит Bo+6A, который записывается в регистр 10. По третьему сигналу сложения на сумматорах 21, 11 и 9 окажутся соответственно коды s = =so+ 3Co+6Bo+- 6А; С = Со+ 6Bo+ 18А; В =- Bo+ 9А. В общем случае по q-му сигналу сложения (что соответствует временному аргументу =- 1;+ Ч ---,;г-- ) содержимые t; сумматоров 21, 11 и 9 составят соответственно sq — а+ Ч С,.- 1= Ч Ь,.(— Ëót !-"+ + q а; (— ) ; С„=С, 1+ (2,1+-1) Ь,(") ++ (3q (- 3q+ 1) а (é )з,, 30 +(q+i)3,:(— р ). Тем самым реализуется вычисление по (6) и на регистре 22 оказываются координаты точек s кубической параболы. При необходимости воспроизведения квадратичной параболы на регистре 8 записывается О, тогда после выполнения q-ro сложения на сумматорах 21, 11 и 9 окажутся коды соответственно s d + C; q+ Ь, 1; t; Р, (— ) q- (коорлинаты точек на параболе) С,:-)-- + (2q+ 1) Ь;-у-- ) и b; (- ) . Установим разрядности кодов C„, В,, А на 9 разрядов больше, чем „,. Для отображения на блоки 13, 14 сравнения подается код со старших разрядов регистра 22 и сумматора 21. Вторые входы блоков сравнения 13 и 14 соединены с выходами счетчика 15 позиции по координате t, на вхо.1 которого поступает с выхода синхрогенератора в течении прямого хода телевизионной строки сигнал «Горизонтальная синхронизация». Если сумма приращения С1 (Л1 )+ (2 + 1) Ь1 (Л11) + а х X(3q - + Зс1+ 1) (N ) = С, ((5 где s — период сигналов «Горизонтальная синхронизация», то изменение старших разрядов кода, соответствующего текущей координате t, происходит не каждый q-й раз. В этом случае коды, поступаю1цие на входы блоков 13 и 14 равны, и как только на выходе счетчика 15 позиции по ! появляется тот же код, на выходе блоков сравнения одновременно появляются сигналы, которые поступают на формирователь 16 сигналов подсвета, с выхода которого сигнал поступает через видеоусилитель 17 на телевизионный индикатор 18, где отображается в виде точки. Если (C„; ) s, то блоки сравнения срабатывают в разное время. Очередность поступления импульсов с блоков 13 и 14 на формирователь 16 определяется знаком сумM 61 С,1. При поступлении первого сигнала формирователь 16 вырабатывает импульс начала подсвета строки, который поступает на видеоусилитель, а затем на телевизионный индикатор. При поступлении второго импульса сигнал подсвета заканчивается. Устройство работает до получения сигнала равенства текущего кода координаты (код счетчика телевизионных строк) и координаты конца вектора з.о. (конец вектора), поступающего на блок 3 управления, который прекращает выработку импупьсов «Сложение», включает устройство и уста12б!001 Формула изобретения Составитель С. Гришин Техред И. Верес Корректор В. Бутяга Тираж 455 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор М. Циткина Заказ 5237/52 навливает в ноль все регистры и сумматоры, подготавливая устройство к приему очередной информации. Устройство для отображения графической информации на экране телевизионного индикатора, содержашее последовательно соединенные первый счетчик, первый блок сравнения и блок управления, выход 1g которого подключен к первым входам первого и второго сумматоров, второй, третий и четвертый блоки сравнения, пять регистров, последовательно соединенные формирователь сигналов подсвета и видеоусилитель, подключенный к телевизионному индикатору. второй счетчик, вход хоторого соединен с первым выходом синхрогенератора, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с телевизионным индикатором, первыми входами первого, второго, пятого, третьего и четвертого регистров и входом первого счетчика и вторым входом блока управления, третий вход которого соединен с выходом второго блока сравнения, выход второго счетчика подключен к первым входам третьего и четвертого блоков сравнения, Выходы которых соединены с первым и вто.рым входами формирователя сигналов подсвета, третий вход которого соединен с выходом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом четвертого регистра, блок памяти, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с вторыми входами первого, второго, пятого, третьего и четвертого регистров, выходы первого и второго регистров соединены соответственно с вторыми входами первого и второго блоков сравнения, выход пятого регистра соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого связан с третьим входом третьего регистра, выход которого соединен с третьим входом первого сумматора, выход второго сумматора соединен с третьим входом четвертого регистра, оТличаюи4ееся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет возможности отображения кривых третьего порядка, оно содержит регистр сдвига, вход которого подключен к выходу третьего регистра, а выход — к третьему входу второго сумматора, и последовательно соединенные третий сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам блока управления и четвертого регистра, а выход — к второму входу четвертого блока сравнения, и шестой регистр, второй вход которого подключен к шестому выходу блока памяти, третий вход к второму входу третьего блока сравнения и третьему входу третьего сумматора.
