Устройство для отображения информации

 

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 09 6 1/16 ГОСУДАРСТВЕННОЕ. ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР

: (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4820774!24 (22) 26.03,90 (46) 23.05,93. Бюл. f4 19 (71) Научно-исследовательский институт авиационного оборудования (72) Ю.В; Смеркис и М.В. Великовский (56) Авторское свидетельство СССР

М 1462405, кл. G 09 6 1/16, 1987, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ

ИНФОРМАЦИИ (57} Использование; автомагика и вычисли.тельная техника, системы синтеза на экране телевизионных индикаторов плоских изо,,50,, 1817132 А1

2 бражений, составленных из большого Числа раскрашенных и произвольно расположенйых выпукло-вогнутых многоугольников.

Сущность изобретения: устройство содержит 3 блока памяти (1, 5, 13), 1 блок управления (3), 1 генератор векторов (2), 4 триггера (7, 8, 10, 11), 2 формирователя управляющих сигналов (9, 12), 1 коммутатор (4), 2 счетчика (41, 15), 1 регйстр (6), 1 блок сравнения (16). 3-1, 3-12-4-5, 3-2-4. 1214 — 13 — 15-4, 2 — 14, 2 — 13, 2-6 — 13 — 16 — 12 — 1516, 2-9-12, 2-7-8-9, 2-10-11-9, 3-10-9, 3 — 7 — 9,3 — 11,3 — 8,3-5,2 — 6;2 — 14,2 — 13 — 15. 13 ил.

1817132

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для синтеза на экран телевизионного йндикатора плоских изображений, составленных из большого числа раскрашенных и произвольно расположенных выпукло-. вогнутых многоугольников, динамически поворачиваемых и смещаемых в процессе индикации в реальном времени (например, динамическое отображение географической карты в навигационных системах).

Цель изобретения — расширенйе области применения устройства за счет возможности отображения изображений, сформированных из произвольно расположенных выпукло-вогнутых многоугольников, в реальном масштабе времени.

На фиг, 1 представлена блок-схема устройства, на фиг, 2 — блока управления; на фиг. 3 — генератора вектора; на фиг, 4— второго формирователя управляющих сигналов; на фиг, 5 — временная диаграмма запуска процесса штрихования, на фиг. 6— пример определения координат концов штриховых отрезков; на фиг, 7 — блок-схема алгоритма дешифрации команд, запускающих и останавливающих процесс штрихования; на фиг, 8 — блок-схема алгоритма управления генерацией векторов и формирования горизонтальных векторов, на фиг.

9 — блок-схема алгоритма анализа типа вектора и штрихования вершин; на фиг, 10— блок-схема алгоритма генерации и запуска процесса штрихования для вертикальных векторов; на фиг. 11 — блок-схема алгоритма генерации и запуска процесса штрихования для произвольных векторов; на фиг. 12— блок-схема алгоритма штрихования; на фиг.

13 — примеры определения начальных точек обхода для различных типов многоугольников.

Устройство содержит первый блок 1 памяти, генератор 2 векторов, блок 3 управления, коммутатор 4, второй блок 5 памяти, регистр 6, первый 7 и второй 8 триггеры, первый формирователь 9 управляющих сигналов, третий 10 и четвертый 11 триггеры, второй формирователь 12 управляющих сигналов, третий блок 13 памяти, первый 14 и второй 15 счетчики, блок 16 сравнения, Позициями 17 — 34 обозначены связи между блоками устройства.

Блок 3 управления содержит счетчик 35 элементов строки, счетчик 36 строк, счетчик .,37 команд, дешифратор 38 команд, триггер 39, регистр 40 цвета вектора, регистр 41 цвета штриховки, коммутатор 42 и синхро низатор 43, .

Генератор 2 векторов содержит первый йвкапливающий сумматор 44, постоянный

4 блок 45 памяти синусов и косинусов, анализатор 46 угла, триггер 47 начала штрихования, триггер 48 атрибута штрихования, счетчики 49 и 50, синхронизатор 51, злементы 52 и 53 И, второй и третий накапливаю- щие сумматоры 54 и 55, счетчик 56 длины вектора, Формирователь 12 управляющих сигналов.содержит триггер 57 периода штрихова10 ния, формирователь 58 импульсов записи и чтения, элемент И 59, регистр 60 координаты конца вектора, триггер 61 управления и элемент И 62.

При выполнении штриховки устройство работает следующим образом. - >

В блоке 1 хранится дисплейный файл,. описывающий изображение. Сегменты дисплейного файла; описывающие штрихуемые, динамически поворачиваемые много20 угольники, составляются из следующих команд устройства:

СТАРТ вЂ” Ц. — начальный запуск процесса штриховки области, описанной ниже (цвет штриховки Ц ); .

25 СТОП вЂ” останов или приостанов процесса штриховки, Р ЕСТАРТ вЂ” Ц1 — возобновление процеСса штриховки цветом Ц1 после приостанова

{t, j — любые);.

30 ЛОМАНАЯ {ч1 = (Р1, (1 Ц1), v2 = (PZ 6

Цг),...,vn = {уЪ, б, C4n)), где vj = {p,, Л, Ц ))-i-й вектор ломаной;

p — vj 1, v — угол между векторами vj u

Vj-1

fj — длина вектора vj;

Ц вЂ” цвет вектора vj.

Начальный угол ломаной и координаты начальной точки ее обхода могут динамически изменяться, вызывая тем самым пово- .

40 рот и (или) перенос штрихуемой области, Ломаная может быть как замкнутой, так и разомкнутой, Команды СТОП и РЕСТАРТ могут приостанавливать и возобновлять процесс штриховки после построения любого вектора ломаной, Штриховка осуществляется в один проход при обходе контура области, ограниченной ломаной. Обход осуществляется по часовой стрелке, Процесс штриховки (фиг. 6) заключается в последовательном построении в каждой телевизионной строке yj, пересекаемой контуром, горизонтальных отрезков (штрихов), ограниченных координатами х " и xj" точек пересечения строки с соответствующими отрезками контура.

Значение координаты х точки пересечения стороны контура с текущей телевизионной строкой у интерпретируется как

1817132 начальная координатах " штриха,еслистар- . штрихуемые независима. Так кэк в расший бит ячейки с адресом yi блока 13 равен травой графике отрезки прямых аппединице, в противном случае xi интерпрети- роксимируются горизонтальными или руется как конечная точка xi текущего вертикальными отрезками (" лестничный" штриха, Начальные координаты xl записы-:5 эффект), то, как это. видно из фиг, 6, при ваются в ячейку у блока 13, при этом стар- обходе контура в качестве координат х ", х ". шийбитячейки обнуляется, Если точка xi выбираются координаты внешних граничявляется конечной точкои текущего го- ных точек соответствующих горизонтальризонтального отрезка, то процесс обхода ных отрезков, отмеченные на фиг,6 в виде х. контура приостанавливается, в старший бит 10 С целью правильного выбора xi", х ", а также ячейки yi записывается единица и в строке для правильной штриховки вершин в уст- 1, у строится текущий штрих, ройстве производится анализ типа вектора, Начальная установка всех ячеек блока и типа вершины. Тип текущего вектора памяти 13 осуществляется по команде определяется анализатором угла,46 по

СТАРТ вЂ” Lli и заключается в записи единицы 15 абсолютному углу наклона вектора F и хра . в старший разряд ячеек блока. нится в триггере 10 типа текущего вектора

Генератор 2 векторов выполняет две (см, фиг; 9). Триггер 10 сбрасывается в ноль функции: " 3 7 формирование и запись пикселей лома- . APM4, F ных в блок 5 (видеопамяти, если режим 20 ливается в "единицу в остальных случаях, штриховки не задан (триггер 48 атрибута При обходе контура в случае штриховки при штриховки сброшен в "ноль"), переходе на новую строку у в зависимости вычисление значений xl", xl, уь задаю- от "состояния триггера 10 осуществляется щих параметры штрихов, если режим выборномерастрокиштрихау!(см.фиг,11), штриховки задан (триггер 48 установлен в 25 а именно у = у, если триггер 10 установлен единицу). При этом. запись пикселей контура в единицу, и у; = у + 1 в противном случае. в видеопамять не производится. Исключение Здесь у — номер строки, из которой проис- составляют горизонтально расположенные . ходит переход в новую строку. отрезки контура, которые в режиме штри-: Для обеспечения корректной штриховховки формируются генератором векторов. 30 ки вершин типа вектора дополнительно ввоОднако цвет пикселей горизонтально рас- дится знак приращения координаты у, положенных отрезков контура в режиме хранимый втриггере7инкремента вектора., штриховки выбирается из регистра 41 цвета Триггер 7 устанавливается анализатором уг-. .... штриховки, а не из регистра 40 цвета векто- ла 46 в единицу при О ":- F <ли сбрасывается ра. Управление цветом пикселей осуществ- 35 в ноль в противном случае (см. фиг. 9). ляет коммутатор 42 цвета., Тип вершины характеризуется парой

Устройство позволяет корректно штри-... векторов, ее образующих. Триггеры 8 и 11 ховать выпукло-вогнутые многоугольники с. запоминают тип и инкремент (i-1)-го векпроизвольным угловым йоложением в пло- тора. При загрузке нового i-ro вектора соскости экрана, форма которых удовлетворя- 40 стояние триггера 7 и 10 (i — 1)-го вектора ет следующему ограничению, . копируется в триггерах 8 и 11 (i — 1)-ro вектоЕсли на контуре или в вершине много- ра, угольника можно найти такую точку, что лю- . Анализ типа вершины осуществляется бойлуч, проведенныйизэтойточкивлюбую формирователем 9, который запускает провершину многоугольника, полностью при- 45 цесс штриховки при выполнении условия .. надлежит этому многоугольнику, то такой (триггер 7 - триггер 8) (триггер 10 — тригмногоугольник может быть корректно за- гер11)(см. фиг, 9), . штриховэн при любом угловом-положении . Формирование штрихов и запись пикмногоугольника в системе координат акра- селей штриха в блок 5 видеопамяти осуще50 ствляется счетчиком 15 под управлением

Любая точка контура. удовлетворяющая генератора 2 и формирователя 12. приведенному условию, может быть приня- . В том случае, если дешифратор 38 идента зэ начальную точку обхода. На фиг. 13:: тифицирует команду СТАРТ вЂ” Ць то выполняпоказаны примеры различных многоуголь- ется последовательность операций (фиг. 7), ников и их начальных точек обхода. Всегда 55 настраивающая соответствующие узлы: корректно штрихуются выпуклые и звездо- . (триггеры 47, 48, коммутатор 42, регистр 41, образные правильные многоугольники (13a, блок 13) на процесс штрихования.

13б), где  — точка начала обхода. Много- Команда СТАРТ вЂ” Ц отменяется коман- угольник фиг. 13в не может быть заштрихо- дой СТОП, по которой триггер 48 сбрасываван без разбиения его на две части, 1817132

7 8 ется в "0". Этот сигнал запрещает запись ределяет, сформирована ли координата наданных в блок 13 (выход 24з), подключает чала штриха(х ", фиг, 6) для i-й строки(адрес регистр 40 на выход 18 блока 3 иобеспечи- у ) памяти 13 соответствует состоянию yi вает подачу управляющих сигналов с гене- счетчика 50). ратора 2 (выход 25) через. коммутатор 4 на 5 ., Еслй признак равен О, то считывается, вход блока 5; тем самым процесс штрихова- .,; что координата х " сформирована,:а текущее, ния приостанавливается, а генератор 2 под-, . . состояние счетчика 49 указывает координа-, ключается к видеопамяти. 5. Команда.": ту конца штриха (xi".). В этом сл1гчае "пере -

РЕСТАРТ-Ц устанавливает триггер.48 в со- : ключается триггер 61, разрещающий " стояние "1" и возобновляет процесс штри- 1.0 поступление синхроимпульсов через:эле- хования..: . : :,.,: мент И 62 и выход.52 на вход счетчика 15.

Генератор 2 фбрмирует огибающую ": .. Указанныйсчетчик формирует адресазапиштрйхуемого многоугольника, генерируя .,:, си по координате Х; начиная с адреса х "., до последовательность векторов под управле-, тек пор, йока его:состояние не станет рав нием команд ВЕКТОР-н -= (р, К Ц ), где р — 15 ным состоянию счетчика 49. При. совпадеугол между векторами н и vt-1, li — длина ..: нйи состояйий счетчиков 15: и:49 блок 16 вектора (количество итераций); Ц вЂ” Цвет. - Сравненйя формйрует сигнал (вход-29.блока

Процесс построения вектора представлен 12), который сбрасывает триггер 57,:эапуна схеме фиг. 8„,11, ":..::,: скающий сийхронизатор 51. Тем самым" .

3arpya a yrna p сопровождается сумми- 20 возобновляется. процесс: ф6рмйроаания

; рованием F = F+ р в сумматоре 24, где:F — огибающей; генератором-.2; который про- абсолютный угол наклона, накопйвшийся в . "должает генерировать"координэты Х и У ;. результате предыдущих загруаок (фиг. 8); -: пикселей. Этот процесС: продолжается до длина вектора ti записывается в Счетчйк 56 перехода генератора 2 на следующую стро- " числа итераций; цвет Ц вЂ” в регистр 40. По- 25 ку."Факт перехода йа следуюЩую. строку ус- ", . сле загрузкй параметров вектора запуска- . танавливается по состоянйю..вЫхода;

Ются формирователи координат х (блоки 49; элемента И 53. Ёдиница на выходе суммато52 и 54) и у (блоки 50, 53 и 55) и работают в :- ра 55 дробноВ части адреса у .. (выход 241 ным: на фиг. 8-11. Перед началом формиро- 30" переключения счетчика 50 целой- части. ад- . вания коордийат выполняется анализ тина :- реса (переход на следуюифю строку); а так-. вектора (фиг. 9), в результате которого:-. :- же,необходимости анализа услдвий триггеры 7, 8, 10., 11 устанавливаются в cg- штрихования данной строки, как указано о1 ветствующее состояние, Состояние ука-.. выше. занных триггеров учитывается. при 35 ..:. Следуетотметить, чтогоризонтальйыей определении коордйн процессе штрйхбвания, как указано выше;::.:.,::: альным образом. (фйг, 8:, 10) с отключением

Анализ типа вектора осуществляется по:- посредстаоМ:элементов 52 и 53.и накапли- стробу 30 (фиг. 5).::; :,—," .. "., . вающих сумматоров 54 и 55 от счетчиков 49 .

B соответствии G0 схемой; йрйведенной 40 и.50, Это позволяет ускорить процесс форна фиг. 9, устанавливаются триггеры 7 и 10: "мировайия горизонтальных и вертикальных (выход 231, фиг, 3,5). При этом предыдущее " .векторов ., состояние указанных григгеров переписы- -;:::: ..Синхронизация всего устройства и yri- ваетсявтриггеры8и11. Б результатепосле .- .::, равлеМие процессами формированйя изозагрузки очередного вектора триггеры 7, 9, 45 бражения и регенерации его на экране Te

10, 11 хранят тип предыдущего и текущего - монитора:вйполняется блоком 3. векторов, что необходимо для правильного — . Блок 3 обращается в блок-1, памяти за, выбора коорДиНат кОнцов Штриха вершин " текущей командой; дЕшифрует ее И ОсуЩЕмногоугольника. Формирователь 9 в соот- Ствляетзагрузкуиэапускгенератора2, Кроветствии сосхемойфиг.9постробу24 (фиг, 50 ме того, блок 3 синхронизирует работу

5) проверяет условия запуска блока 12 для. нового устройства, Синхронизатор 43 форформирования штриха. В том случае, если . мируетуправляющиесигналыдлясчетчиков условие запуска выполнейо, на выходе 33. 35, 36, которые в темпе телевизионной раз- . формирователя 9 формируется сигнал (фиг." . вертки генерируют адреса чтения для блока

5), переклвчающий триггер 57, который бло- 55 5 видеопамятй. Блок 5 представляет собой кирует генератор 2. - - — мнЬгослойную битовую карту изображения

После этого блоком 12 осуществляется с двойной буферизацией, что позволяет осу-:" йроверка старшего разряда данных, считан- ществлять одновременно два процесса, за-:. ных в регистр 60(фиг, 1). Этот признак оп- . пись данных в блок 5 (создание "нового" кадра изображения) и регенерацию изобра1817132

10 жения на экране изображения, т.е, отобра- блока сравнения и первому информационжение "старого" кадра, Сменой кадров или ному входу коммутатора, второй информапереключением буферов управляет триггер ционный вход которого соединен с выходом

39 по выходам 184 и 185 следующим абра- первого счетчика, подключенным кадреснозом: в случае идентификации дешифрато- 5 му входу третьего блока памяти, информаром58команды "Конецдисплейногофайла" ционный вход которого подключен к триггер 39 переключается в противополож- первому выходу генератора векторов, соеное состояние, меняя местами буферы бло- диненному с информационными входами первого счетчика и регистра и третьим инПриэтом "новый" кадр отображается на 10 формационным входом коммутатора, входэкране индикатора, а "старый" стирается. выход генератора векторов соединен с

Послеэтого запускается процесс генерации управляющим входом первого счетчика и нового кадра. Счетчики 35 и 36 управляют синхровходом второго формирователя упработойтогобуфераблокаБ,которыйучаст- . равляющих сигналов, вход-выход которого вует в процессе регенерации изображения. 15 подключен к вь1ходу-входу третьего блока

Заявляемое устройство для отображе- памяти, вход-выход блока управления подния информации обеспечивает вазмож- ключен к адресному входу генератора векность штриховки более широкого класса торов, управляющему входу коммутатора и выпукло-.вогнутых многоугольников, дина- синхровходам с первого по четвертый.тригмически поворачиваемых в реальном маса- 2О геров, выходы которых соединены с управтабе времени, При этом начальная тачка ляющими входами первого формирователя обхода контура не изменяется, что обеспе- управля1ощих сигналов, информационный чивает расширение области применения ус- вход которого соединен с вторым выходом тройства, генератора векторов, подключенным к перФ о р м у л а и з о б р е т е н и я: 25 вому информационному входу второго форУстройство для отображения информа- мирователя уп ра вля ющих сигналов, ции, содержащее первый, второй и третий управляющий вход которого подключен к блоки памяти, регистр, блока сравнения, выходу первого формирователя управляюблок управления, генератор векторов и ком- . щих. сигналов, а синхровход — к второму мутатор, выход которого соединен с инфор- ЗО выходу блока управления, соединенному с мационным входом второго блока памяти, синхровходом генератора векторов, второй адресныйвходкоторогоподключенкперво- . выход второго формирователя управляюму выходу блока управления, второй выход щих сигналов подключен к четвертому инкоторого соединен с адресным входом пер- формационному входу коммутатора, выход вого блока памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем; 35 регистра соединен с вторым входом блока что, с целью расширение области примене- сравнения, выход которого подключен квтония устройства за счет отображения изобра- рому информационному входу второго форжений, сформированных из произвольно мирователя управляющих сигналов, выход расположенных выпукло-вогнутых много- первого блока памяти соединен с информаугольников, в реальном масштабе времени, 4О ционными входамл блока управления и геоно содержит с первого по четвертый триг- нератора векторов, выход второго блока геры, первый и второй формирователи уп- памяти является выходом устройства, треравляющих сигналов, первый и второй тий выход генератора векторов соединен счетчики, информационный вход второго с информационными входами первого и счетчика подключен к выходу третьего бло- 45 третьего триггеров, выходы которых ка памяти, управляющий вход — к первому . подключены к информационным вховыходу второго формирователя управляю- дам соответственно второго и четвертого щих сигналов, а выход — к первому входу триггеров.

1817132

Л,z

2Zg

so<

Л1

_#_g

25у

242

808

50) 1817132

1817132

1817132

1817132

Вектор р.=(у,g, цс ) Ытаиха9и

- @em эггар

Шлрихоока

ЖЩ ,амит ододдущ юого

strew

4М

Гр жртия срилярплмек 5еккоРо6

"-0 урр алюо ФФ: =

cypyumop A > P

4йцюлъаы угол F- =

g; арггьюю4У

@Рыла Югнлю3атсь 1лины чррцуя Я мны Мгп)Ы

cmawokn каимуumupn Ф а еже аферой Я, Уюапжгй са рмвяа5 4Я,Я7

Зарим риюела

ФилФуи кор/ V8PPg PDPfHJ три Ф,42 асти,чо т коеута пвра4 иа тение адресо8, У лиеолгйир четчика3 ® gy

1817132

Ажлиз musca

etrmopa ц дрщ ир рор51(ЬхО Щ) lpuzzep8 анкреwept РтоРа

:= ppozze варевам гпюа

Т uzzep lngryg нлеяу: = mpuz ггр 1Ктам

dermopu нилина угла 4б ,ф . (ф Рс сЯ) gg и вайо- (>/ 9i ps Гу) a+m zo „ д грУбию&у дав. гам Юлим

Etirmops d

О ти е "0"

Аню030 цгиа фф

Фаю айа - Уср

bozo уиа

+We 44

RF<7i

p Ððèz

"О- ги- (mph

Ямщ7 пРКВ уфой

=Я№

ЭУ шпрайа Йршинь|

waco аанииа

gunurrHsu вроггера 47

Юажщагщ «0

Ирас ап;ждуюп м апрели иитрихИе

ИтрихаРка (ласт Л) 6реиеиные Вцаараимь ю. Фиг. Х

Фм. У

УаюаюВа:яриггери, Яаиигг dezmupa Ю фцуфлнур ы ь йтанвйи триггера 7 инpeaerma Ie ðà Ьжлжие II f tl

)gnus ла ригг@М 7ияремнюы Аж О leNrrtdA ue " ?"

zep 4@68

dp 7)=Ффуг- "

Ф(багге 7d=

zepff)) =!Р

1817132

1817132

1817132

Втриходка

Запомцнанце федлолпааеваго конца щтрцда ае ovpuzu У

ЙЦ)

QJ4lll +03P тейа Юлаха /3

« А<Соп cv.I pp .

-g Р Ьрюжа и телье

Ьщачцк аФресод7Ф = счещчи

0(adpec fitosa

nu mu Ц:=У) Регистр Ю(XJ:=

2-ы счел чая м Гм) Запись дячийку бк ус Ярееси

v70 сФЮжия го счетчика

ФУ lE>

Если., йачаж шлриха д яслроки

А . 13

ЛИРИ

ЛИИЗА

ФФОУХФ

Юлу слрокиУ

ЖВРЦРч1 cp4pp" м® аж мейко

А.f3 c uupenw сщщу щ gg ф

Мсюючсж 15

Анисам ".7" с пЩ)шии )ЯВЯВ

98dA c одя N (для iижяли 13

3щась щксыа

Ю dame ую tmpNg ч РИ (fdh gÞ Ð770)ÎÛ

4,72

Ячейка сдЯады

Йа зсяиси начала

АМ о юа рга

ЙАф7иА3 р Фри .г У

1817132 б) в) Фиг. I3Составитель И. Загинайко

Техред M.Ìîðãeíòàë Корректор А. Обручар

Редактор Г, Бельская

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101.Заказ 1725 Тираж . . . .: Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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