Устройство для отображения символов на экране электронно- лучевой трубки

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 09 G 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ C! !!„! )

f (21) 3773079/24 — 24 (22) 20.07.84 (46) 07.01.86. Бюл. - 1 (71) Пензенский политехнический институт (72) Ю.Н. Косников, Я.И. Зак, О.В. Карпов и А.F.. Щетинин (53) 681.327.11(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !! - 647712, кл. G 06 К .15/20, 1979.

Авторское свидетельство СССР !

1=- 453719, кл. С 06 К 15/20, 1974. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ

СИМВОЛОВ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ, содержащее блок памяти символов, первый управляющий выход которого подключен к входу блока подсвета, второй управляющий выход— к первым входам регистра символов, первого регистра углов поворота символов, вторые входы которых являются первым и вторым информационными входами устройства, первого сумматора углов поворота символов, бло-, ка опроса памяти, второй вход которого является управляющим входом устройства, и сумматоров приращений по координатам Х и У, входы блока памяти символов подключены соответственно к выходу блока опроса памяти и дешифратору кода символов, вход которого подключен к выходу регистра символов, преобразователь координат, первый вход которого соединен с выходом первого сумматора углов поворота символов, второй вход которого соединен с выходом первого регистра углов поворота символов, „,SU» 4I A одни из выходов преобразователя координат подключены к первым входам элементов И первой группы, вторые входы которых подключены к соответствующим информационным выходам блока памяти символов, выходы элементов И первой группы подключень! к одним из входов первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых подключены к вторым входам сумматоров приращений по координатам Х и У, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет возможности !!оворота символов вокруг горизонтальной и вертикальной осей экрана электронно-лучевой трубки, оно содержит элементы И .Второй группы, второй и третий сумматоры углов поворота символов и второй и третий регистры углов поворота сж!волов, первые входы которых являются третьим и четвертым информационными входами устройства, вторые входы подключены к вторым управляющим выходам блока памяти символов, выходы второго и третьего регистров углов поворота символов подключены к вторым входам второго и третьего сумматоров углов поворота символов соответственно, выходы которых подключены к второму и третьему входам преобразователя координат, другие выходы которого подключены к первым входам элементов И второй группы, вторые входы которых подключены к соответствующим информационным выходам блокам памяти символов, выходы элементов И второй группы подключены к другим входам элементов ИЛИ.

1203541

Изобретение относится к вычислите,lIF «oIF технике, а именно к устрой— ствам индикации данных на экране электронно-лучевой трубки (3JIT), и может быть использовано в системах диспетчерования, автоматизированного проектирования, автоматизированного обучения и во всех других системах, где требуется формирование динамических знаковых и графических изображений, управляемых внешними сигналами.

Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет возможности поворота символа вокруг горизонтальной и вертикальной осей экрана ЗЛТ.

На фиг. 1 показано расположение двух координатных систем, связанных формулами преобразования; на фиг.2 структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 памяти символов„ сумматоры 2 и 3 прира— щений горизонтальной и вертикальной координат, элементы ИЛИ 4 и 5, регистр 6 символов, дешифратор 7 кода символов, первый регистр 8 углов поворота символов, второй регистр 9 углов поворота символов, третий регистр 10 углов поворота символов, первый сумматор 11 углов поворота символов, второй сумматор 12 углов поворота символов, третий сумматор

13 углов поворота символов, преобразователь 14 координат, элементы

И 15 первой группы, элементы И l6 второй группы, блок 17 опроса памяти и блок 18 подсвета.

В основу работы устройства положены формулы преобразования декартовых систем координат

< (I) (2) () которые ставят в соответствие координаты любой точки пространства в двух системах координат (х,у,z и х,у,z), имеющих возможность переме— щаться и поворачиваться одна относительно другой. В выражениях (1) ,3) х,,у> и zo — координаты начала системы х, у, K в системе х, у,, а ; — направляющие косинусы осей дной системы координат относительно другой.

Для задания поворота трехмерных объектов удобно пользоваться углами поворота системы координат вокруг своих осей (>х (угол g ), Оут (угол It )

Ок (угол с) ) . В авиации углы 12, )" и

0 извест>ны под названиями углов тангажа, рысканья и крена cooтветственно. Направляющие косинусы связаны с этими углами соотношениями

10 с0Я созВ> (2= 510 8. cog II> cî5 Il + sin (з! >7

L ,, — 5 > П 8 CO .> q! В > В 7 + З ll g> . С 0 3 У

>> 21 „-0056 cOs I,,(rcOs 9 siA (,Y, =- 05 9. з у (4)

--СOsIF Ъ>17 >." . sl >7 9 ь>>7 Il! С06 " > t,3 — С

Сои -Sin 9 S;ng

Любой символ (в общем случае трехмерный) можно описать в системе координат х., у, z и это описание запомнить в виде электрических сигналов в блоке памяти символов. Затем для любых сочетаний t «, ..., t, х у„, z, т.е, для любых местоположений и углов поворота символа, пользуясь формулами .реобра=-овеi:I >- можно рассчитать координать, "Ioå>. участков символа в системе коор,ипат

ЗО экрана (х, у, z) . При этом следует положить z=o (изооражение на экране плоское), тем самым ссущес7вляется проецирование символа на плоскость экрана. Если произвести засветку

ar участков экрана с рассчитанными координатами, на экране получают плоское изображение трехмерного символа.

Провоця такой расчет для каждой фазы движения символа, можно получить на экране динамическое изображение, которое способно принять любое требуемое положение, достаточно лишь задать определенные величины l ) > х„ у, z . При этом описание символа в системе х, у, к (и в памяти) не изменяется, а изменяются местоположение и углы поворота этой системы относительно системы координат экрана (х, у, z).

Устройство работает следующим образом.

Изображение символов, подлежащих отображению, перед началом pa(>o7bl устройства запоминаются в виде электрических сигналов в блоке 1 памяти символов, который представляет собой программируемое постоянное заномин7ю—

Ус7 Рой сTF3o. СовокУIIHoo7 b электрических сигналов для каждого символа образует микропрограмму ега формирования. Символ предварительно аппроксимируется отрезками в систе— ме координат х, у, z. Отрезок аппроксимации задается соответствующими приращениями координат по осям Ох, Оу, Oz, т.е. каждый отрезок соответствует одному шагу аппроксимации и представляет собой вектор с координатами + Ьх, d y, + d z. Каждая строка микропрограммы описывает один шаг аппроксимации и представляет собой шесть чисел, которые являются значениями приращений координат аппроксимирующего отрезка: d х, — ь, dy, -Ьу, d z и -ЬЕ. Выдача кодов прира— щений по каждой координате осуществляется с отдельного выхода блока 1, знаковых разрядов эти коды не имеют.

Например, коды приращений +dx и -5х при условии равенства их абсолютных значений отличаются один ат другого только тем, что снимаются с разных выходов блока 1.

Одновременно н блоке 1 памяти символов для каждого отрезка аппроксимации запоминается признак его за— светки или гашения.

После занесения в блок 1 памяти символов микропрограммы формирования символов на входы сумматоров 2 и 3 приращений горизонтальной и вертикальной координат через многораз †. рядные элементы или 4 и 5 подаются коды координат х, и у к входам о

19 и 20, определяющие местоположение .символа на экране ЭЛТ (не показано). Сумматоры 2 и 3 должны быть сумматорами накапливающего типа. На вход регистра 6 символов из внешнего устройства (не показано) по информационному входу 21 подается код символов, который требуется отобразить.

Дешифратором 7 кода символа этот код преобразуется в сигнал, используе— мый для возбуждения в блоке 1 микропрограммы заданного символа. Одновременно из внешнего устройства (не показано) на входы регистров

8-10 углов поворота и по информационным входам 22-24 подаются и фиксируются в этих регистрах коды приращений углов g, )", 0 поворота символа вокруг коорд1штаных осей Ох, Оу, 0 для текущей фазы движения символа. 1оды приращений с учетом их знаков накапливаются в сумматорах 11 — 13

55 уг тон поворота, где в процессе ра— боты устройства (в процессе поворота символа) формируются сигналы абсолютных значений уг тон (j у

Коды этих углов подаются нп преобразователь 14 координат, который любой тройке углов ставит н соответствие значения направляющих косинусов, удовлетворяющие выражениям (4).

Преобразователь 14 координат может быть выполнен в виде организованного по типу 3 запоминающего устройства с многоразрядными ячейками памяти. В этих ячейках должны храниться коды направляющих косинусов, рассчитанные по выражениям г> (4) для всех возможных на практике сочетаний углов g, ), 9 (с определенной дискретностью) . При адресации преобразователя 14 тремя сигналами углов поворота с ега выхода снимаются коды направляющих косинусов как с положительными, так и с отрицательными знакамп. Эти KQIJt.l поступают на первые входы элементов И 15 первой группы и элементов И 16 второй групФормирование изображения символа нп экране происходит н соответствии с системой уравнений (1) и (2) и начинпется с поступлением на вход блока 17 опроса памяти символов внешнего пускового импульса, (управляющий вход 25 устройства), па этому импульсу блок 17 опроса памяти символов начинает последовательно опрашивать ячейки блока 1 памяти символов. Каждое пзменение адреса блока соответствует одному шагу (или участку) аппроксимации символа. На выходах блока i памяти символов во время опроса генерируются сигналы приращений + x d ч, $ d2 н соответствии с микропрограммой отображения символа. Зти приращения подаются на вторые входы элементов И 15 первой группы H элементов И 16 второй группы. В результате совпадения сигналон приращений со значащими разрядами кодов направляющих косинусов на выходах элементов

И 15 и 16 появляются сигналы, соответствующие входящим в выражения (1) и (2) произведениям. Выходные сигналы блока 1 ппопускают на элементы ИЛИ 4 и 3 коды направляющих косинусов блока с тем или иным знаком, благодаря чему задаются знаки сигналов, соответствующих членам

i 203541

02L/Ã. 4

ВИЙИПИ Sagas 8420!53 крек 451 ПеИакекее . Фалика ППП "Патект, т.уктерод, ук.Проекткак, 4

3 выражений (1) и (2). Через элементы

ИЛИ 4 и 5 эти сигналы подаются на входы сумматоров 2 и 3 приращений горизонтальной и вертикальной координат, где складываются с занесенными ранее кодами х, у . В резульо тате на выходах сумматоров 2 и 3 формируются коды текущих координат участков отображаемого символа в полном соответствии с выражениями (1) и (2). Они поступают в оконечные звенья устройства, осуществляю.щие перемещение луча ЭЛТ. Одновременно выходной сигнал блока 1 выполняет подсвет или гашение следа луча с помощью блока 18 подсвета.

После окончания отображения очередного символа сигналы с выхода блока 1 памяти символов подготавливают устройство к дальнейшей работе: блок 17 опроса памяти символов устанавливается в исходное состояние, регистры 8-10 и накапливающие сумматоры 2 и 3 устанавливаются в исходное нулевое состояние, на суммато10 ры 11 — 13 подается разрешение на суммирование, а на регистр 6 — сигнал, разрешающий занесение нового кода символа. Далее вновь происходит прием управляющей информации, поступает команда "Пуск", и работа устройства повторяется.