1 описания изоБРЕТ НИя
-((((I (1 с
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 991489 (21) 3471782/18-24 (22) 19.07.82 (46) 07.07.84. Бюл. Р 25 (72) А.Г.Родионов, К.С.Ярош, В.Н.Капичула и Н.П.Иванов (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (53) 681.327. 11(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Р 991489, кл, G 09 G 1/16, 1981 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРИИРОВАНИЯ
ФИГУР КОНИЧЕСКОГО СЕЧЕНИЯ HA ЭКРАНЕ
ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ по авт. св.
¹ 991489, отличающееся тем, что, с целью повышения качества формируемых фигур путем создания визуально непрерывного контура отображаемой фигуры, в него введены первая интерполирующая цепочка, содержащая последовательно соединенные первый регистр хранения координат предыдущей строки, третий комбинационный сумматор, четвертый блок сравнения, четвертый инвертор, четвертый элемент И и шестой элемент ИЛИ, а также первый блок неравнозначности, подключенный выходом к второму входу четвертого элемента И, и вторая интерполирующая цепочка, содержащая последовательно соединенные второй регистр хранения координат предыду- щей строки, четвертый комбинационный сумматор, пятый блок сравнения, пятый инвертор, пятый элемент И и седьмой элемент ИЛИ, а также второй блок неравнозначности, подключенный выходом к второму входу пятого элемента
И, причем информационный кход первого регистра хранения координат предыдущей строки подключен к выходу первого накапливающего сумматора, а управляющий вход — к выходу первого элемента ИЛИ, информационный вход второго регистра хранения координат предыдущей строки подключен к выходу четвертого реверсивного счетчика, а управляющий — к выходу генератора импульсов, вторые входы третьего и четвертого комбинационных сумматоров соединены с выходами соответственно второго и третьего накапливающих сумматоров, вторые входы четвертого и пятого блоков сравнения соединены с выходами соответственно третьего накапливающего сумматора и второго комбинационного сумматора, второй вход шестого элемента ИЛИ соединен с первым выходом формирователя сигнала окружности, второй выход которого подключен к первому входу первого блока неравнозначности, второй вход которого соединен с вторым выходом четвертого блока сравнения, второй вход седьмого элемента ИЛИ соединен с первым выходом формирователя сигнала эллипса, второй выход которого
;подключен к первому входу второго блока неравнозначности, второй вход которого соединен с вторым выходом пятого блока сравнения, выходы шестЬго и седьмого элементов ИЛИ являются выходами устройства.
1 11О18
Изобретение относится к области визуального представления выходных данных путем кратковременного изобра) жения на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и может быть использовано в устройствах отображения графической информации, работающих по методу формирования телевизионного растра.
По основному авт.св. М 991489 из- 10 вестно устройство, содержащее генера. тор синхроимпульсов, первый, второй и третий реверсивные счетчики, выходы первого и второго из .которых соединены с информационными входами 15 соответствующих накапливающих сумматоров, выход третьего накапливающего сумматора подключен к первому входу формирователя сигналов окружности и к первому входу первого комбина- 2ц ционного сумматора, генератор импульсов, выход которого соединен с четвертым, а вход с пятым реверсивными счетчиками, соединенными последовательно, выход четвертого реверсивно- 2 го счетчика подключен к второму входу первого комбинационного сумматора, выход которого соединен с первым входом формирователя сигнала эллипса, Устройство также содержит генератор высокочастотных импульсов, вход которого соединен с выходом импульсов кадровой частоты генератора синхроимпульсов, три цепочки, состоящие из последовательно соединен35 ных регистра параметра. сечения, бло-. ка сравнения, второй вход которого подключен к выходу соответствующего реверсивного счетчика, инвертора и элемента И, второй вход которого под-4 ключен к выходу генератора высокочастотных импульсов, пять элементов
ИЛИ и три блока задержки, из которых первый и второй подключены к выходу соответствующего элемента И через первый и второй элементы ИЛИ,а третий — непосредственно. Первые входы третьего, четвертого и пятого элементов ИЛИ подключены к входам соответствующих блоков задержки, вторые входы - к вторым выходам соответствующих
50 блоков задержки, а выходы — к управляющему входу соответствующего накапливающего сумматора. Первые выходы каждого из блоков задержки соединены с входами соответствующих реверсив55 ных счетчиков. Устройство также включает второй комбинационный сумматор„ первый и второй входы которого соединены еоответственно с выходом первого и второго накапливающих сумматоров, а выход — с вторыми входами формирователя сигнала окружности и формирователя сигнала эллипса. Выходы импульсов горизонтальной и вер— тикальной дискретизации генератора синхроимпульсов соединены с вто-рыми входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ 1.1 3.
Недостатком данного устройства является невысокое качество формируемых фигур. Это обуславливается тем, что уравнения фигур конического сечения
F(X, У)=АХ +ВУ +CXY+DX+EY+F=O (1) в устройстве решаются для дискретных значения Х и У (Х вЂ” значение горизонтальной координаты луча, Х=0,1,...,m где m — число элементов разложения по горизонтали; У вЂ” значение вертикальной координаты луча, У=0,1,...,п, где n — число строк телевизионного разложения). Таким образом, любая непрерывная фигура конического сечения, описываемая уравнением (1), представляется в виде набора точек Х;У-, являющихся решением данного уравйения.
Цель изобретения — улучшение качества формируемых фигур путем создания визуально непрерывного контура формируемой фигуры.
Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены первая интерполирующая цепочка, содержащая последовательно соединенные первый регистр хранения координат предыдущей строки, третий комбинаци- онный сул1матор, четвертый блок сравнения, четвертый инвертор, четвертый элел1ент И и шестой элемент ИЛИ, а также первый блок неравнозначности, подключенный выходом к второму входу четвертого элемента И, и вторая интерполирующая цепочка, содержащая последовательно соединенные второй регистр хранения координат предыдущей строки, четвертый комбинационный сулыатор, пятый блок сравнения, пятый инвертор, пятый элемент И и седьмой элемент ИЛИ, а также второй блок неравнозначности, подключенный выходом к второму входу пятого элемента И, причем информационный вход первого регистра хранения координат предыдущей строки подключен к выходу первого накапливаюшего сумматора, а управ\ ляющий вход — к выходу первого элемента ИЛИ, информационный вход второз . 11018 го регистра хранения координат предыдущей строки подключен к выходу четвертого реверсивного счетчика, а управляющий — к выходу генератора импульсов, вторые входы третьего и четвертого комбинационных сумматоров соединены с выходами соответственно второго и третьего накапливающих сумматоров, вторые входы четвертого и пятого блоков сравнения соединены с выходами соответственно третьего накапливающего сумматора и второго комбинационного сумматора, второй вход шестого элемента ИЛИ соединен с первым выходом формирователя сигна- 15 ла окружности, второй вход которого подключен к первому входу первого блока иеравнозначности, второй вход которого соединен с вторым выходом четвертого блока сравнения, второй вход седьмого элемента ИЛИ соединен с первым выходом формирователя сигнала эллипса, второй выход которого подключен к первому входу второго блока неравнозначности, второй вход которого соединен с вторым выходом пятого блока сравнения, выходы шестого и седьмого элементов ИЛИ являются выходами устройства.
На фиг. 1 и 2 даны схемы, поясняющие работу устройства; на фиг. 3— структурная схема устройства.
В предлагаемом устройстве задача интерполяции участков разрывов исходной кривой решается путем анализа значения функции Е(ХУ) в двух строках: текущей (У=У-) и предыдущей
1 (У=У „). Для этого в устройство введены две интерполирующие цепочки (первая — для интерполяции точек ок40 ружности, а вторая — для интерполяции точек эллипсов), каждая из которых содержит последовательно соединенные регистр хранения координат предыдущей строки и комбинационный
45 сумматор. В первой интерполирукщей цепочке регистр памяти хранит величину (У. -Ус ), а комбинационный сумматор формирует сумму (Х;-Х )+(У „ -У ) .
1-1 С 2 где Х и У вЂ” сдвиг фигуры соответстс с
50 венно по горизонтали и вертикали.
Во второй интерполирующей цепочке регистр памяти хранит величину (ЬУ1 1), а комбинационный сумматор формирует сумму (ЬУ „+аХ;+ R2).
Исходя из свойств кривых, описы55 ваемых уравнением (1), имеющих в любой прямой, в том числе и с текущей строкой растра, не более двух точек
4 пересечения, а также иэ того, что се. чение Г(Х;У )у „ описывается .1 = раэноСтным уравнением второй степени. т.е. имеет не более одной точки экстремума, следует, что контур кривой второго порядка, Г„= (Г(Х; У )=0) (зо- на 1, фиг. 1) является грайицей под. области Г= L F(X.Ó;)(ÎI (эона 2, фиг. 1) и подобласти Г= Г(Х;У;)>О} (зона 3, фиг. 1) (случай обратного знака внутренней и внешней эоны аналогичен рассматриваемому) . Исходя из этого при переходе на дискретную модель помимо нахождения точек, в которых Г(Х;У;)=О, необходимо вычислить точки, в которых происходит смена знака функции дискретной модели. Для этого необходимо вычислить точки зоны 4, описываемой логическим уравнением
Г (X ()=э у (Х,Y 7 +5 у "(<; („)
Для этого в каждую из интерполирующих цепочек введены последовательно соединенные блок сравнения и блок неравнозначности. Введение в каждую из этих цепочек последовательно соединенных инвертора и элемента И позволяет исключить иэ участков зоны 4 точки, граничащие с зоной 1 в предыдущей строке, т.е. позволяет сформировать участки интерполяции разрывов контура исходной фигуры (зона 5, фиг. 2). Точки зоны 5 вычисляются по следующему логическому уравнению 5(Х1У,)=Г4(Х;У ),Л Г,(Х;УP . Оконча1 1 тельно визуально непрерывный контур образуется путем объединения зоны 1
Г1=1 F(X,Ó )=of и зоны 5, для этого на выходе каждой из этих цепочек подключен элемент ИЛИ.
Устройство содержит генератор 1 синхроимпульсов, генератор 2 высокочастотных импульсов, регистры 3.1
3.3 параметров фигуры, блоки 4.1
4.5 сравнения, инверторы 5.1 — 5.5, элементы И 6.1 — 6.5, элементы ИЛИ
7.1 — 7.7, блоки 8.1 — 8.3 задержки, реверсивные счетчики 9.1 — 9.5, накапливающие сумматоры 10.1 — 10.3, формирователь 11 сигнала окружности, формирователь 12 сигнала эллипса, комбинационные сумматоры 13.1 — 13.4, генератор 14 импульсов, регистры
15. 1 и 15.2 хранения координаты предыдущей строки, блоки 16.1 и 16.2 неравнозначности.
1101877
Устройство работает следующим образом.
Генератор i синхроимпульсов выра батывает импульсы кадровой и строчной частоты и импульсы горизонтальной дискретизации. Импульсы кадровой частоты подаются на вход генератора 2 высокочастотных импульсов ° Во время обратного хода кадровой развертки генератор 2 высокочастотных импульсов вырабатывает последовательность высокочастотных импульсов. От внешнего устройства (например, ЭВМ) в регистры 3.1 и 3.2 параметров сечения заносятся коды отрицательных чисел, соответствующих сдвигу фигуры по горизонтали (-Х ) и вертикали (-Ус).
В регистр 3.3 заносится код числа, соответствующего радиусу и формируемой фигуры. С выходов регистров
3.1 — 3.3 коды чисел поступают на первые входы соответственно первого
4.1, второго 4.2 и третьего 4.3 блоков сравнения.
В исходном состоянии сигнал на втором входе блоков сравнения отсутствует, т.е. .е. на выходе каждого инвертора 5.1 — 5.3 существует сигнал, кото рь1й поступает на первый вход соответственно первого 6.1, второго и третьего 6.3 элементов И, на второи вход ход каждого иэ которых поступают высокочастотные импульсы с генератора 2 высокочасготных импульсов. по,, ян — 3S
Эти импульсы проходят через упомянутые элементы И и с выхода первого
6. 1 и второго 6.2 элементов И через соответственно первый 7.1 и втооой
7.2 элементы ИЛИ поступают на вход соответственно первого 8. и второ- 4 го 8.2 блоков задержки и первый вход соответственно третьего . и четвертого 7 4 элементов ИЛИ. ИмпульИ 6.3 еы с выхода третьего элемента 6.3 поступают непосредственно на вход тре- 45 тьего блока 8. 3 задержки и первый вход пятого элемента ИЛИ 7.5.Блоки задержвом выхо ки имеют два выхода: на перво де появляется импульс, д за ержанный на время 6, а на второ м — на время 24 по отношению к входному импульсу, причем выбирае
55 тся 2 г с Т
63 Вч где Б - вр ремя задержки блока аТ вЂ” период следования высодержки;
55 кочастотных импульсов.
Импульс с первого выхода соответ8.3 задержки ствующего блока 8.1 поступает на вход соответствующего реверсивного счетчика 9. i — 9.3 импульсов, вызывая наращивание его содержимого на 1. А импульсы с выхода первого 6.1, второго 6.2 и третьего
6.3 элементов И и с второго выхода блоков 8.1 — 8.3 задержки проходят через соответствующие элементы ИЛИ
7.3 — 7.5 на управляющий вход соответственно первого 10.1, второго
10.2 и третьего 10.3 накапливающих сумматоров, вызывая наращивание их содержимого на величину текущего значения кода на их информационном входе. Поэтому по мере поступления из генератора 2 последовательности импульсов в реверсивном счетчике будет формироваться линейная монотонно возрастающая последовательность значений кодов чисел, а в накапливающем сумматоре соответствующая ей последовательность кодов квадратов чисел.
В момент совпадения текущего значения кода на выходе любого счетчика
9.1 — 9.3 импульсов со значением кода чисел, записанного в соответствующем регистре 3.1 — 3.3, на выходе соответствующего блока 4. 1 — 4.3 сравнения появляется сигнал, а на выходе соответствующего инвертора 5.1 — 5.3 сигнал станет равным О, т.е. прекратится прохождение высокочастотных импульсов через соответствующий элемент И 6.1 — 6.3. Таким образом, во время обратного хода по кадру в счетчике 9.1 будет сформирован код горизонтального смещения фигуры (-Х ), а в накапливающем сумматоре 10.1 код квадрата этого значения (Хс), в
2 счетчике 9.2 будет сформирован код вертикального смещения фигуры (-Ус), а в накапливающем сумматоре 10.2
z код квадрата этого значения (Ус), в счетчике 9.3 будет сформирован код радиуса фигуры Я1, а внакапливающем сумматоре 10.3 — код квадрата радиуса Rz.
Во время прямого хода луча по кадру и по строке на второй вход первого элемента ИЛИ 7.1 поступают импульсы горизонтальной дискретизации с. генератора 1 синхроимпульсов, а на второй вход второго элемента ИЛИ 7.2 — импульсы вертикальной дискретизации с генератора 1 синхроимпульсов. Аналогично тому, как происходит формирование кодов монотонно возрастающей последовательности кодов чисел и кодов из квадратов в процессе установ7 . 110187 ки в счетчике 9.1 импульсов кода числа (-Х ) а в накапливающем суммас
2 торе 10.1 кода квадрата числа (Х ), синхронно с импульсами горизонтальной дискретизации в счетчике 9. 1 импульсов будет формироваться последовательность значений Х1-Хс, а в накапливающем сумматоре 10.1 (Х;-X )2 где
Х. — текущее значение горизонтальной
1 координаты луча. Аналогично, синхрон- 0 но с импульсами . строчной синхронизации в счетчике 9.2 импульсов будет формироваться последовательность кодов (У--Ус), а в накапливающем сумматоре 10. 1 (У -Ус), где У 1 — теку- 15 щее значение вертикальной координаты.
С выходов первого 10.1 и второго 10.2 накапливающих сумматоров коды квадратов смещенной текущей горизонтальной и вертикальной координат одновремен- 20 но подаются соответственно на первый и второй входы второго комбинационного сумматора 13.2, на выходе которого формируется код суммы этих знаг чений -(Х;-Х )+(У -У„)2. Импульсы вертикальной дискретизации, поступая с соответствующего выхода генератора 1 через элемент ИЛИ 7.1 на управляющий вход первого регистра 15. 1, управляют режимом записи в этот блок. 30
В момент поступления j-импульса вертикальной дискретизации на управляющий вход регистра 15 1 в него осуществляется запись содержимого накап35 ливающего сумматора 10.1, а именно кода квадрата значения (У. 1-Ус)2 предыдущей (j†- 1)-строки, так как код квадрата значения текущей 1-строки устанавливается в накапливающем сум- 40 маторе 10. 1 лишь спустя время 2 относительно момента поступления
j-импульса вертикальной дискретизации. При этом значение (У1 -У ) будет . записываться в регистр 15.1 в момент
45 прихода (j +1)-импульса вертикальной дискретизации. Таким образом, в регистре 15. 1 в течение времени, равного длительности одного дискрета вертикального разложения, хранится информация о предыдущей строке раст50 ра. Сигнал .с выхода первого регистра
15.1 подается на первый вход третьего комбинационного сумматора 13,3, на второй вход которого подается значение (Х-Х ) . Комбинационный сумматор 13.3 суммирует эти значения и на выходе формирует код суммы этих значений (Х;-Х )+(У; „-У ). Таким об„ азам, в тот момент, когда на выходе второго комбинационного сумматора
13.2 сформировано значение функции для текущей j ñòðoêè, на выходе третьего комбинационного сумматора 13.3 сформировано значение функции для предыдущей (j — 1)-строки.
С выхода второго комбинационного сумматора 13.2 сигнал подается на первый вход формирователя 11 сигнала окружности, на второй вход которого падается код квадрата размера формируемой фигуры R с выхода накапливающего сумматора 10. 3. Формирователь 11 сигнала окружности, представляющий собой в общем случае блок сравнения, сравнивает сигналы на обоих входах. В случае равенства этих сигналов на первом выходе формирователя
11 формируется сигнал логической "1" для тех точек (Х; У. ), в которых выполняется равенство (Х .-Х ) +(У -y )с
Р2=0 (фиг. 1, эона 1) . В случае, когда сигнал на первом входе формирователя 11 меньше сигнала на втором входе, на втором выходе формирователя 1 1 формируется сигнал логической
"1" для тех точек (Х У ), в которых выполняется неравенство (Х.-Х )+
2 с (У -У ) -R <О (фиг. 1, зона 2), который подается на первый вход первого блока 16 ° 1 неравнозначности.
Сигнал с выхода третьего комбинационного сумматора 13.3 подается на первый вход четвертого блока 4.4 срав нения, на второй вход которого подается код квадрата размера формируемой фигуры Я с выхода накапливающего сумматора 10.3. Блок 4.4 сравнения сравнивает значение сигналов на обоих входах. В случае равенства этих сигналов на первом выходе блока 4.4 формируется сигнал для тех точек (Х; У ), в которых выполняется равенство (Х -Х )+(У 1-У )=0 =0 (фиг. 1, зона 1). Этот сигнал инвертируется в инверторе 5.4, и инверсное значение этого сигнала подается на первый вход элемента И 6.4. В случае, когда сигнал на первом входе блока 4.4 сравнения превышает сигнал на втором входе, на втором выходе блока 4.4 формируется сигнал логической "1" для тех точек (Х У1»„ ), в которых выполняется неравенство (Х,-Хс)+(У ;У )-К 0 (фиг. 1, зона 3), который подается на второй вход блока 16.1 неравнозначности. Блок 16,1 неравнозначности формирует сигнал ло9 гической "1" на выходе для тех точек (Х;У ), в которых произошла смена
1 знака функции по отношению к соответствующим точкам на предыдущей строке (Х-У „), т.е. формирует сигнал для
1 точек (Х;У ), которые являются решением логического уравнения
Г (п((х.-к I i(у.-v1-Р )яв р((х — x 1+ (, „-v,I -к") (фиг. 1, зона 4) . Сигнал с выхода блока 16.1 неравнозначности поступает на второй вход четвертого элемента И 6.4. В результате на выходе элемента И 6.4 формируется сигнал логической "1" для точек (Х;У ), являющихся решением логического уравнения
,(х,,1=г,(хр,1 г„(х,v,1 (фиг, 2, зона 5), которые образуют участки интерполяции в местах разрыва контура исходной фигуры. С выхода четвертого элемента И 6.4 сигнал подается на первый вход шестого элемента ИЛИ 7.6, на второй вход которого подается сигнал окружности с первого выхода формирователя 11 сигнала окружности. На выходе шестого элемен. та ИЛИ 7.6 формируется сигнал исходной фигуры окружности с участками интерполяции.
Сигнал эллипса формируется формирователем 12 сигнала эллипса, на первый вход которого подается с выхода комбинационного сумматора 13. 1 код суммы квадрата размера формируемой фигуры и код, изменяющийся линейно с частотой полей и строк, который формируется генератором 14 импульсов и счетчиками 9.4 и 9.5, а на его второй вход — с выхода второго комбинационного сумматора 13.2 код суммы (Х;-Х )+(У;-Y ) . Формирователь 12 сравнивает эти сигналы и в случае их равенства формирует на первом выходе сигнал логической "1" для тех
877
10 точек (Х;У ), в которых выполняется равенство (Х; — Х,.)+(У -У.) + и -аՄ— (xYj =О (фиг. 1, зона 1);
Интерполяция исходной фигуры эл5 липса осуществляется элементами вто— рой интерполирующей цепочки, импульсы с выхода генератора 14 импульсов поступают одновременно на вход реверсивного счетчика 9.4, который срабатывает по заднему фронту этих импульсов, и на управляющий вход регистра
15,2, срабатывающего по переднему фронту этих импульсов. Эта развязка по времени на длину (f,„) импульсов генератора 14 сделана для того, чтобы сохранить информацию о предыдущей строке растра. Действительно, в момент поступления на управляющий вход регистра 15.2 о ередного j-импульса с выхода генератора 14 в этот регистр осуществляется запись содержимого реверсивного счетчика 9.4, равного (ЬУ ), поскольку реверсивный счетчик срабатывает по заднему фронту
j-импульса, т.е. значение (Ъу ) установится в нем спустя время 1 . В остальном работа всех элементов второй интерполирующей цепочки аналогична работе первой интерполирующей цепоч30 ки. На выходе седьмого элемента ИЛИ
7.7 формируется сигнал исходной фигуры эллипса с участками интерполяции, I
Положительный эффект заключается в улучшении качества формируемых фигур путем создания визуально непрерывного контура формируемой фигуры.
Предлагаемое устройство осуществляет интерполяцию участков разрывов исход40 ной кривой путем анализа значений функции F(XY) в двух соседних строках — текущей У=У и предыдущей
У=У вЂ” при незначительном усложнеj-1 нии устройства и практически без снижения его быстродействия.
1101877 -А ма 4
Ii зьул(Р(» g +gp.gp
Фиг. 2
1101877
Составитель В.Фунтова
Редактор B.Ïeòðàø Техред М. Кузьма Корректор C.щекмар
Заказ 4773/35 Тираж 447 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 3(-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент"„ г.ужгород, ул.Проектная, 4
