Устройство для преобразования координат

 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в синтезирующих системах имитации изображений. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет програм- . мируемого преобразования трехмерньрс однородных прямоугольных координат в двумерную неоднородную прямоугольную систему и повышение производительности . Устройство содержит блок памяти 1, 1, арифметико-логический блок 2, регистры 3, 6, 4, коммутатор 5, блок управляемых инверторов 7, дешифратор 8, регистр сдвига 9, регистр сдвига 10, генератор импульсов 11, делитель частоты 12. Сущность изобретения за-, ключается в последовательной переработке трехмерных координат X,y,Z, описывающих объект в исходной декартовой системе, в систему координат . экрана в зависимости от значения разрядов X,y,Z, начиная со старшего. В устройстве используется метод суммирования масщтабных поразрядных коэффициентов , характеризующих приращения координат в плоскости экрана в . зависимости от комбинации битов в словах X, У, Z для каждого разряда. 1 ил. $

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1405051 (5ц 4 G 06 F 7/548, 15/62

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " " :

К Д BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4160863/24-24 (22) 15. 12.86 (46) 23.06.88. Бюл. ¹- 23 (72) С.И.Кравченко, К.В.Щербаков, В.В.Василев и М.А.Потехин (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1141404, кл. G 06 F 7/548, 1983.

Авт орс ко е с вид ет ел ьст во С С СР № 1179324, кл. G 06 F 7/548, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

КООРДИН AT (57) Изобретение относится к вычисли тельной технике и предназначено для использования в синтезирующих системах ими та ции и з об раже ний. Целью из обретения является расширение функциональных возможностей за счет программируемого преобразования трехмерных однородных прямоугольных координат в двумерную неоднородную прямоугольную систему и повышение производительности. Устройство содержит блок памяти 1, t, арифметико-логический блок 2, регистры 3, 6, 4, коммутатор S блок управляемых инверторов 7, дешифратор

8, регистр сдвига 9, регистр сдвига

10, генератор импульсов 11, делитель частоты 12. Сущность изобретения за-. ключается в последовательной переработке трехмерных координат Х,У,Z описывающих объект в исходной декартовой системе, в систему координат экрана в зависимости от значения разрядов Х,У,Z, начиная со старшего. В устройстве используется метод суммирования масштабных поразрядных коэффициентов, характеризующих приращения координат в плоскости экрана в зависимости от комбинации битов в словах Х, У, Z для каждого разряда.

1 ил.

1405051

Изобретение относится к вычисли I BJIbHoH технике, в частности к устройСтвам преобразования пространственных координат,и предназначено для исполь.ования в синтезирующих системах имиации изображений.

Цель изобретения — расширение функональных возможностей за счет прораммируемого преобразования трехерных однородных прямоугольных Кооринат в двухмерную неоднородную пряоугольную систему и повышение произодительности.

На чертеже показана схема устройтва для преобразования координат, Устройство для преобразования кординат содержит блок 1 памяти, арифетико †логическ блок 2, первый реистр 3, второй регистр 4, коммута- 2р ор 5, третий регистр 6, блок 7 упавляемых инверторов, дешифратор 8, ервый 9 и второй 10 регистры сдвига, енератор 11 импульсов, делитель 12 астоты, 25

Информационные входы блока 1 памя— ти являются входами задания системы координат изображения устройства, адресные входы блока 1 памяти соединены с выходом коммутатора 5, вход 3р записи/считывания блока 1 памяти и вход управления коммутатора 5 объединены и являются входом задания режима устройства. Выходы блока 1 памяти соединены с входами первого операнда арифметико-логического блока 2, вход ! управления которого соединен с выхо—

;дом регистра сдвига, а вход второго операнда арифметико-логического блока

2 соединен с информационными входами 4р второго регистра 4 и выходами первого регистра 3.

Вход сброса регистра 3, вход запи— си регистров 4 и 6 объединены и соединены с выходом делителя 12 частоты. 45

Вход разрешения записи регистра 3 соединен с выходом генератора импульсов и входами сдвиг а регистров 9 и 10 сдвига. Выходы регистра 4 являются выходом преобразованных. координат устройства, Второй информационный вход коммутатора 5 является входом задания адреса устройства первый информационный вход коммутатора 5 соединен с вторым выходом дешифратора 8. Информационные входы третьего регистра 6 и

55 блока 7 управляемых инверторов соединены с входами координат устройства, первый выход третьего регистра б — с первым информационным входом дешифратора, второй выход регистра 6 — с управляющим входом блока 7 управляемых инверторов. Выход последнего сое— динен с вторым информационным блоком дешифра тора 8, первый выход кот ор or o соединен с информационным входом регистра 9 сдвига. Выход г енератора 11 соединен с входом делителя 12 частоты.

Устройство работает следующим образом.

Подготовительный режим.

Матрица направляющих косинусов

K) Кд К

К К К

К7 Кв Кз характеризующих моделируемую фазу изображения, передается иэ управляю— щей ЭВМ в блок 1 памяти на вход задания системы координат изображения, при этом элементы матрицы группируются в одно-, двух--и трехчленные алгебраические суммы. Суммы размещаются в блоке 1 памяти по адресам 0 — 15, при этом на вход задания режима устройства подается сигнал, переключающий коммутатор 5 в режим передачи информации от входа задания адреса.

Этот же сигнал осуществляет запись информации в блоке 1 памяти. Таким образом, данные размещаютс.я в блоке

1 памяти, После этого коммутатор 5 переключается в режим передачи адреса от дешифратора 8.

Режим преобразования.

Преобразуемые по сигналу на синхровыходе координаты Х,У,Х подаются поразрядно начиная со знакового разряда, на вход третьего его регистра

6 и блоке 7 управляемых инверторов.

Комбинация знаков Х,У,Z фиксируется третьим регистром 6 по сигналу делителя 12 частоты.

Третий регистр 6 представляет собой регистр параллельного занесения данных, три разряда которого используются для фиксации знакового бита входной информации о преобразуемых координатах Х,У,Z, Значения бит координат Х,У,Z начиная сп старших разрядов поступают на информационный вход блока 7 управляемых инверторов, управляющие входы которых подключены к соответствующим вьтхо:i,ëì рег«ròðë б.

1405051

Таким образом, если знаковый бит, зафиксированный регистром 6, равен нулю (положительное число), то информация передается через управляемый ин5 вертор без изменения, а в противном случае — инвертируется.

Комбинация последующих разрядов

Х,У,Z, проинвертированных в соответствии с зафиксированными знаками,и 10 сами знаковые биты образуют адресную функцию дешифратора 8, на первом выходе которого устанавливается адрес суммы направляющих косинусов в блоке

1 памяти, выставляемый на первом 15 выходе дешифратора 8 и пересылаемый к блоку 1 памяти через коммутатор 5, На втором выходе дешифратора 8 устанавливается при этом функция арифметико-логического блока 2, соответст- 20 вующая комбинации разрядных битов Х,у,е.

К моменту, когда на второй вход блока 2 поступает соответствующее готовое решение из блока 1 памяти, на управляющий вход блока через первый 9 и второй 10 регистры задержки подается с второго выхода дешифратора 8 команда на одну из трех арифметических операций: "А плюс В", "А минус В", 30

"Передать А без изменения".

Результат операции фиксируется .регистром 3 и передается на первый

1 вход блока 2 со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов. Сле- 35 дует отметить, что на второй вход блока 2 информация подается в младшую половину разрядов (16 иэ 32) . Затем при сдвиге результата информация перемещается в старшую половину,и после 40 выполнения и тактов (в данном примере n = 16) готовый результат считывается со старшей половины во второй регистр 4. Таким образом, на выходе второго регистра 4 все время поддер- 45 живается значение преобразованной координаты.

Описанный цикл позволяет вычислить по исходной информации Х,У,Z одну пре-50 образованную координату Х или У ипи Z.

При этом для каждой координаты экрана (Х,У,Z) следует выполнить собственный цикл, обращаясь к отдельной матрице готовых решений. 55

Таким образом, объем блока 1 памя-. ти определяется выражением

16N m хч, где 16 — количество готовых вариантов решений (Π— 15);

N — количество каналов преобра— зованной визуальной информации (или иной пространственной);

m — количество результирующих хл координат (Х,У,Z), обычно для систем синтеза изображения необходимы координаты

Х и У и дополнительно в некоторых системах требуется координата Z;

n — разрядность преобразуемых координат.

Для четырехканальной системы синтеза визуальной обстановки, например, требуется объем блока памяти: 16 ° 4

"3 16 = 192 х 16 разрядных слова. При

n = 16 и частоте генератора 10 мГц цикл расчета одной координаты составляет 1,6 мкс.

За время преобразования изображе— ния синтезирующей системе (40 мс) предлагаемое устройство преобразует

2400 координат или 800 координатных троек (Х,У,Z) что в 8 раз превыша— ет производительность известного устройства.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для преобразования координат, содержащее три регистра, ре— гистр сдвига, коммутатор, блок па— мяти, дешифратор, генератор импульсов, выход которого соединен с входом делителя частоты, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет программируемого преобразования трехмерных однородных прямоугольных координат в двухмерную неоднородную прямоугольную систему и повышения производительности, в него введены блок управляемых инверторов и арифметико-логический блок, информацион— ные входы блока памяти являются вхо-. дами задания системы координат изображения устройства, выходы блока памяти соединены с входами первого операнда арифметико-логического блока, выходы которого соединены с информационными входами первого регистра, вь1ходы которого соединены с информационными входами второго регистра и с входами второго операнда арифметико-логического блока, вход управлеСоставитель Г.Баулов

Редактор В.Петраш Техред M.ÄHäûê Корректор С.Черни

Заказ 3 106/53 Тираж 704

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1405051 6

,ния которого соединен с выходом ре- мационным входом дешифратора, второй гистра сдвига, информационный вход информационный вход которого соеди которого соединен с первым выходом нен с выходом блока управляемых индешифратора, второй выход которого верторов,управляюший вход которого

;соединен с первым информационным вхо- соединен с вторым выходом третьего ом коммутатора, второй информацион- регистра, вход разрешения записи коный вход которого является входом за- торого соединен с выходом делителя дания адреса системы координат уст- частоты, входом разрешения записи

1 роиства, управляющии вход коммутатора 1ð второго регистра и входом сброса и вход записи считывания блока па- первого регистра, вход записи котомяти соединены с входом задания режи- рого соединен с входом сдвига регима записи преобразования координат стра сдвига и выходом генератора имустройства, информационные входы пульсов, выходы второго регистра явтретьего регистра и блока управляемых 1 ляются выходом преобразованных кооринверторов соединены с входом коорди- динат устройства, выход коммутатора нат устройства, первый выход третье- соединен с адресным входом блока паro регистра соединен с первым инфор-. мяти.