Устройство для отображения графическойинформации ha экране элт

 

Союз Советских

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. саид-ву (22) Заявлено 281178 (21) 268893б/18-24 (51)М. КЛ. с присоединением заявки N9 (23) Приоритет

G 09 G 1/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.03.81, бюллетень No 10

Дата опубликования описания 15.03.81 (53) УДК б 81. 327 ° 11 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Д-Б.Кудрявцев и В.N.Õìÿ÷èí (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРА (ЕНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ HA 3KPAHE 3JIT

Изобретение относится K, автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах визуального отображения графической информации на экране ЗЛТ.

Известно устройство для отображения графической информации на экране ЭЛТ, содержащее регистры, элементы сравнения. и интеграторы Щ .

Недостаток этого устройства состоит в том, .что его функциональные возможности позволяют .отображать только векторы и не позволяют отображать окружности и дуги определенных радиусов, т.е. имеют ограниченные 1з функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для отображения графической информа-- Ю ции на экране ЭЛТ, содержащее три регистра кодов координат, причем информационные входы первого и второго регистров кодов Координат являются. соответствующими входами устройства управляющий вход третьего регистра кодов координат соединен с соответствующим выходом блока управления, а информационный вход — с выходом первого регистра кодов координат, 30 два регистра кодов приращений коор- динат, выходы которых соединены со входами первого и второго преобразователей код-аналог соответственно и соответствующими входами блока управления, третий преобразователь код-аналог, вход которого подключен к выходу третьего регистра кодов. координат, два интегратора, первые входы которых соединены с выходами первого и второго преобразователей код-аналог. соответственно, первые входы — с первыми входами первого и второго элементов сравнения соответ- ственно, а вторые входы — с выходами первой и второй грунп элементов И соответственно, первые выходы интеграторов соединены с соответствующими входами элементов сравнения, второй выход первого интегратора подключен к первым входам элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с соответствующим. выходом блока управления, второй выход второго интегратора через инвертор подключен к первым входам элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с соответствующим .выходом блока управления, вторые входы .элементов сравнения подключены к соответст-

813495 вующему выходу блока управления, а третий вход первого элемента сравнения соединен с выходом третьего преобразователя код-аналог (2j.

Однако в данном устройстве невозможно совместить формирование синусоидальных напряжений для отображения дуг и окружностей с формированием линейных функций времени для отображения векторов, а следовательно, невозможно формировать местоположение дуги или окружности, что снижает функциональные возможности устройства, так как не позволяет формировать дуги с центром вне поля экрана, а также увеличивает общее время отображения дуг и окружностей, так как требуется дополнительное время на формирование центра дуги или окружности, что приводит к снижению быстродействия, а следовательно, снижает информационную емкость экрана, которая является важной характеристикой устройств отображения графической информации. Кроме того, зависимость скорости движения луча по экрану ЭЛТ от радиуса дуги или окружности ухудшает качество отображения графической информации, которое выражается в ухудшении стыковки между элементами чертежа и неравномерности в яркости, а также накладывает ограничение на инерционные свойства отклоняющей системы.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит три дешифратора, причем вход первого дешифратора является соответствующим входом устройства, а .выход соединен с соответствующим входом блока управления и управляющими входами регистров кодов координат и регистров кодов приращений координат, два регистра задания квадранта и скорости перемещения луча, причем информационный вход первого регистра задания квадранта и скорости перемещения луча является соответствующим входом устройства, а выход подключен ко входу второго регистра задания квадранта и скорости перемещения луча, выход которого соединен с соответствующим входом блока управления, управляющие входы регистров задания квадранта и скорости перемещения луча подключены к выходу первого дешифратора, два регистра команд, причем вход первого регистра команд является соответствующим входом устройства, первый выход первого регистра команд соединен с первым входом второго регистра команд, а второй выходсо входом второго.дешифратора, первый выход которого соединен.со вторым входом второго регистра. команд, а второй выход - с соответствующим . входом блока управления, управляющие входы регистров команд подключены к выходу первого.дешифратора, а первый выход второго регистра команд соединен со входом третьего дешифратора, выход которого подключен к соответствующему, входу блока управления, два регистра сдвига, первые входы которых являются соответствующими входами устройства, вторые входы соединены с выходом первого дешифратора, входы сдвига подключены к соответствующим выходам блока управления, а выходы соединены с соответствующими входами блока управления и со входами соответствующих регистров кодов приращений коорди S нат, четвертый регистр кодов координат, информационный вход которого подключен к выходу второго регистра кодов координат, управляющий вход к соответствующему выходу блока

2О управления, а выход через четвертый преобразователь код-аналог соединен с третьим входом второго элемента сравнения, третью и четвертую. группы элементов И, информационные входы д5 которых соединены с выходами третьего и четвертого преобразователей. код, аналог соответственно, управляющие входы — с соответствующими выходами блока управления, а выходы соединены с третьими входами первого и второго интеграторов соответственно и элемент ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к выходам первого и второго элементов сравнения соответственно, третий вход соединен с соответствующим входом блока управления и подключен ко второму выходу второго регистра команд, а- выход соединен с соответствующим входом блока управления, соответствующий

40 выход которого является выходом устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства для отображения графической информации на экране ЗЛТ.

4$ Схема содержит первый дешифратор

1, первый регистр 2 задания квадранта и скорости перемещения луча, второй регистр 3 задания квадранта и скорости перемещения луча, первый

4п регистр 4 команд, второй дешифратор

5, второй регистр 6 команд, первый регистр 7 сдвига, второй регистр 8 сдвига, первый регистр 9 кодов приращений координат, второй регистр 10 кодов приращений координат, первый преобразователь 11 код-аналог, второй преобразователь 12 код-аналог, третий преобразователь 13 код-аналог, четвертый преобразователь 14 коданалог, первый регистр 15 кодов ко60 ординат, второй регистр 16 кодов координат, третий регистр 17 кодов координат, четвертый регистр 18 кодов координат, третий дешифратор

19, блок 20 управления, первый интег65 ратор 21, второй интегратор 22, пер813495 вый элемент 23 сравнения, второй элемент 24 сравнения, первую группу элементов И 25, вторую группу элементов И 26, третью группу элементов

И 27, четвертую группу элементов

И 28, инвертор 29 и элемент ИЛИ 30.

Устройство работает следующим образом.

Задается вектор из центрального

;.устройства управления.по шинам данных в виде кодов приращений по координатам Х и У, которые принимаются на первый и второй регистры 7 и 8 сдвига соответственно, где происходит их нормализация сдвигом под управлением блока 20 управления. Координаты конечной точки вектора принимаются на первый и второй регистры 15 и 16 кодов координат. При появлении микроопераций "Пуск" происходит перепись нормализованных кодов приращений на первый и второй регистры 9 и 20

10 кодов приращений координат соответственно, первый 21 и второй 22 интеграторы переводятся в режим интегрирования, отключением третьих входов задания начальных условий через третью 27 и четвертую 28 группы элементов И от третьего 13 и четвертого 14 преобразователей код-аналог соответственно. Происходит перепись кодов конечной точки вектора на третий 17 и четвертый 18 регистры кодов координат и на выходах третьего 13 и четвертого 14 преобразователей код-аналог появляется напряжение, соответствующее этим кодам. Происходит формирование вектора с яркостью, определяемой третьим дешифратором

19 управления яркостью и блоком 20 управления. Окончание .формирования вектора определяется выбранным элементом сравнения, на первый 23 из "О которых подается текущее значение координаты Х от первого интегратора

21 и напряжение с третьего преобразователя 13 код-аналог, а на второй элемент 24 сравнения — текущее значение координаты У от второго интегратора 22 и напряжение с четвертого преобразователя 14 код-аналог. Выбор элемента сравнения осуществляется блоком 22 управления по знаку прира- gg щения Х и У и при наличии единицы в старшем разряде нормализованного кода приращения Х, У, что позволяет использовать сигнал сравнения от координаты, скорость изменения которой наибольшая, и повысить точность определения конца формирования вектора, а, следовательно, и качество стыковки векторов. Сигнал сравнения через элемент ИЛИ 30 воздействует на блок 20 управления, который пере- 60 водит первый 21 и второй 22 интеграторы в режим фиксации решения по входам задания начальных условий подачей напряжения, соответствующего кодам конечной координаты,с третьегс

13 и четвертого 14 преобразователя код-аналог через третью 27 и четвертую 28 группы элементов И соответственно.

Формирование дуг и окружностей происходит следующим образом.

Получение синусоидальных напряжений с необходимым сдвигом фазы происходит путем решения аналоговым способом линейного дифференциального уравнения:

" ;; =, () пРи ", = д и К = 1 луч перемещается по круговой траектории. Размер радиуса определяется положением начальной точки и центра.

Начальная точка дуги или окружности определяется состоянием интеграторов 21 и 22, находящихся в режиме фиксации решения по входам задания начальных условий по коцам на третьем регистре 17 кодов координат от предыдущего сформированного элемента. Поэтому для построения цуги или окружности на регистры 7 и 8 сдвиг< принимаются лишь координаты центра Хи, Уц соответственно, на первый 15 и второй 16 регистры кодов координат коды конечной координаты

Х„, У„ или окружности. Радиус дуги или окружности Вычисляется устройством в процессе решения уравнения 1, что позволяет отображать дуги с центром вне поля экрана и, тем самым,расширяет технические возможнбсти при формировании графической информации.

Для получения наилучшего качества отображения на первый регистр 2 задания квадрата и скорости перемещения луча принимается четырехразрядный код, два младших разряда которого задают код скорости движения луча по экрану ЗЛТ, а два старших разряда — четверть, в которой происходит сравнение и знак координаты, по которой происходит сравнение. При появлении микрооперации "Пуск" происходит перепись кодов Х и У с регистров 7 и 8 сдвига на первый 9 и второй 10 регистры. кодов приращений координат соответственно, кодов Х и У с первого 15 и второго 16 регистров кодов координат на третий 17 и четвертый 18 регистры кодов координат соответственно, кода признаков с первого регистра 2 задания квадранта и скорости перемещения луча на второй регистр 3 задания квадранта и скорости перемещения луча, запись кода команды и кода яркости на второй регистр б команд со второго дешифратора 5 и первого регистра 4 команд; блок 20 управления переводит первый 21 и второй 22 интеграторы в режим интегрирования отключением входов задания начальных условий через третью 27 и четвер813495 ную 28 группы элементов И от третье1о 13 и четвертого 14 преобразователей код-аналог соответственно, Кроме того, блок управления в зависимости от кода двух младших разрядов второго регистра 3. задания квад5 ранта .и скорости .перемещения луча, управляет подключением- выхода первого интегратора 21.через первую 25 группу элементов И на вход второго интегратора 22, а выход второго интегратора 22 через инвертор 29 и вторую 26 группу элементов И на вход интегратора 21. Управление группами элементов И 25 и 26 позволяет изменять круговую частоту синусоидальных наяряиения W= xie,тя яа счет дисирет- 15 ного изменения постоянных.интегрирования и таким образом,. что линейная скорость перемещения луча V» A R меняется в более узком диапазоне, обеспечивает лучшее качество формирова- Щ ния дуг и окружностей по точности стыковки элементов и яркости свечения. В соответствии с кодом двух старших разрядов второго регистра 3 задания квадранта и скорости перемещения луча блок 20 управления производит выбор элемента 23 или 24 сравнения иэ условия сравнения по наименьшей координате к знаку большей координаты. Это увеличивает точность

30 определения конца формирования дуг, так как выбирается координата с наибольшей скоростью изменения текущего значения. Сигналом сравнения от первого 23 или второго 24 элемента сравнения через элемент ИЛИ 30 и блок 20 управления первый 21 и второй 22 интеграторы переводятся в режим фиксации решения в соответствии с кодом конечной координаты,,а блок

20 управления включает первую 25 и 40 вторую. 26 группы элементов И к управлению по выходу обращения к внешнему исполнительному устройству. Формирование дуги или окружности заканчивается выдачей сигнала о конце отработки по выходу обращения к внешнему устройству управления.

Технико-зкономическое преимущество предлагаемого устройства заключается в сокращении. времени для подготовки формирования дуги окружности

Т = t + t,, где йц, - время на формирование окружности дуги, t — время на формирование местополо>хения окружности (дуг) равное формированию вектора. Обычно t+ ® 3,6t,, тогда

Т Ж 2,6t„, Лналиэ показывает, что йз общего количества элементов чертежа около 80В составляют. вектора и около 20В окружности.и дуги. Тогда относительная затрата времени на @) отображение. дуг и окружноотей.соста1

О,St. вйт at,» — - -. z 1,54 при формировании

0,52tf

Ь дуг и окружностей в устройстве, из Q общего времени исключается время на формирование местоположения, тогда

08 ht 354

Т 1,6tÄ, atm — 2,5 и — = — ° 0,6

2,5 ! 1 это означает, что для формирования такого же количества элементов чертежа потребуется.на 60В времени меньше. Для дуг, где время рисования д определяется углом дуги Ы, этот выигрыш еще больше. Это позволяет увеличить информационную емкость экрана и повысить техническую эффективность графических дисплеев. Кроме того, стремление отображать графическую информацию большего формата, которая составляет около 60% всех чертежей, вызывает изображение элементов большего размера. Тогда изменение линейной скорости для радиусов, определяемых тремя старшими. двоичными разрядами 2 = 8. Введение ъ двух разрядов позволяет дискретно изменять скорость 2 =, 4, что снижает изменение скорости .в два раза, а это повышает точность формирования дуг в 4 раза и снижает требования к инерционным свойствам отклоняющих систем, обеспечивает большую равномерность яркости. Таким образом, применение устройства в системах отображения графической информации позволяет отображать графическую информацию большей скорости и обеспечивает хорошее качество отображения на ЭЛТ с большим полем экрана.

Устройство реализовано на микросхемах серии К155 и К140, что показывает его реальную осуществляемость и повышенное быстродействие, определяемое техническими условиями на эти серии.

Формула изобретения

Устройство для отображения графической информации.на экране ЭЛТ, содержащее.три регистра кодов координат, причем информационные входы первого и второго регистров кодов координат являются соответствующими входами устройства, управляющий вход третьего регистра кодов координат соединен с соответствующим выходом блока управления, а информационный вход — с выходом первого регистра кодов координат, два регистра кодов приращений координат, выходы которых соединены со входами первого и второго преобразователей код-аналог соответственно и соответствующими входами блока управления, третий преобразователь код-аналог, вход которого. подключен к выходу третьего регистра кодов координат, два.интегратора, первые входы которых соединены с выходами первого и второго преобразователей код-аналог

813495

10 соответственно, а вторые входы с выходами первой и второй групп элементов И соответственно, первые выходы интеграторов соединены с соответствукщими .входами элементов сравнения, второй выход первого интегратора подключен, к первым входам элементов И первой группы, вторые входы которых. соединены с соответствующим выходом блока управления, второй выход второго интегратора через инвертор подключен к первым входам элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с соответствующим выходом блока управления вторые входы элементов сравнения подключены к соответствующему выходу блока управления, а .третий вход первого элемента сравнения соединен с выходом третьего преобразо-. вателя код-аналог, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия,оно содержит три дешифратора, причем вход первого дешифратора является соответствующим вхо" дом устройства, а выход соединен с соответствующим входом блока управления и управляющими входами регистров кодов координат и регистров кодов приращений координат, два регистра задания квадранта и скорости перемещения луча, информационный вход первого регистра задания квадранта и скорости перемещения луча является соответствующим входом устройства, а выход подключен ко входу второго регистра задания квадранта и скорости перемещения луча, выход которого соединен с соответствующим входом блока управления, управляющие входы регистров задания квадранта и скорости перемещения луча подключены к выходу первого дешифратора, два регистра команд, причем вход первого регистра команд является соответствующим входом устройства, первый выход первого регистра команд соединен с первым . входом второго регистра команд, а второй выход — co входом второго дешифратора, первый выход которого соединен со вторым входом второго регистра команд, а второй выход — с соответствующим входом блока управле ния, управляющие входы регистров ко,манд подключены к выходу первого дешифратора, а первый выход второго регистра команд соединен со входом третьего дешифратора, выход которого подключен к соответствующему входу блока управления, два регистра сдвига, первые входы которых являются соответствующими входами устройства, вторые входы соединены с выходом первого дешифратора,. входы сдвига подключены к соответствующим выходам блока управления, а выходы соединены с соответствующими входами блока управления и со входами соответствующих регистров кодов приращений коорди>5 нат, четвертый регистр кодов координат,информационный вход которого подключен к выходу второго регистра кодов координат, управлякщий вход— к соответствующему выходу блока

20 управления, а выход через четвертый преобразователь код-аналог сое) инен с третьим входом второго элемента сравнения, третью и четвертую группы элементов И, информационные входы которых соединены с выходами третьего и четвертого преобразователей коданалог соответственно, управлякщие входы - с соответствукщими выходами блока управления, а выходы соединены с третьими входами первого и второго интеграторов соответственно н элемент ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к выходам первого и второго элементов сравнения соответственно, третий вход соединен с соответствующим входом блока управления H подключен ко второму выходу второго регистра команд, а выход соединен с соответствующим входом блока управления, соответствующий вы40 ход которого является выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9432543, кл. G 06 К 15/20, 1974 °

2. Авторское. свидетельство СССР по заявке Р 2529367/18-24, кл. G 06 К 15/20, 21.09..77 (прототип).

813495

Составитель A.Горностаев

Техред Е.Гаврилешко Корректор В.Синицкая

Редактор И.Касарда

Филиал ППП "Патент", r. Ултород, ул. Проектная, 4

Заказ 780/65 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Мбсква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5