Устройство для отображения информации

/16ГОСУДАРСТВЕННОЕ. ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР: (ГОСПАТЕНТ СССР) бражений, составленн раскрашенных и прои ных выпукло-вогнутыинститут Сущность изобретенижит 3 блока памяти (1 вский ления (3), 1 генерат СР триггера (7, 8, 10, 11),равляющих сигналов ( РАЖЕНИЯ (4), 2 счетчика (41, 15),сравнения (16). 3-1, 3 и вычисли - 13 - 15-4, 2 - 14, 2 - 1 наэкране 16, 2-9 - 12, 2 - 7 - 8-9, ских изо-3-7-9,3-11,3-8,3-5,2-6 слен ер-. авл 15- 0 - 9 22 - 12 - 14 ил И ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(56) Авторское свидетельство ССМ 1462,405, кл, 6 09 6 1/16, 1987,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБИНФОРМАЦИИ37) Использование; автома гикательная техника, системы синтезателевизионных индикаторов пло4 ых из большого Чи звольно располож х многоугольни я: устройство со 5, 13), 1 блок уп ор векторов (2 2 Формирователя 9, 12), 1 коммута 1 регистр (6), 1 б- 12 - 4 - 5, 3 - 2 - 4. 3 6 - 13 - 16 - 12 -0 - 11 - 9, 3-11817132 Ытаахааки нет эггар асвия м 1 сЮ ищУ "Р Ь Усжц,чо ка аюупаеора иа тение а 8 ресо 3 , У лиселейиз целчияо 3уу Ьаац дДрлющмго УМЯУДЮ 4 О оекмРго//=.Г Затьа димку Ввкаор д "уцс)Гуругамр ФФ: =сую 1 алар йАЬююлмыугу Р: =+У) яад/я цоем Мс Ое"ф" ЦРгюа оенлю 3 пта этны 1 3 ГЖБчУкУ Ынц МщаУсщраЖя коимуалоа Фа ва- е афейй Я, Уиажгй и рептс 3 О Я 7 Уаоил,акселе дйлРуи ар-чй 9 и кОимтри Ф, Ф 2 ДщЮюлчака 4Х=Х - Г/ Декру Жив ЬепЯикй 5 Ю ЙКИЫ ВЮдда 1 Г-р Шлрахоока йЩ1817132 Ма/ У 7 риггер 8 онкреююла 1 ткра : = триггер 7 воренеилм е оа ер 1 4 нцпицо игла 06 Аю- Р 4 У сияадсо- (/ у ддарга у а Суру ГУ) УюжюВа дюгггмУаим Гевара Ф 10 СжаяюЕ "Рф УоиаюаВалй/егерю УРлрМ ЙХЛУРа Ющдрнур ы 1 и а игмФа 3 6 ЯЬи,юга авиан-,ае 44 1 аианвЬащриггера 7 цн ,именна Рекам Ьжлюие И 1 У риегдРа Уигремфюаг Южро Ргюеюадае руди Рриггед 47- (лрилер 7)=а щй ФЭвг"о" ги 1 д:1 Р люггер аюии Юрас апж 4 йиюалалдщгда влтриюР- а ИтрихаРка аст Л) ФУ ОФ фУ 8 ФАнализ пшпа дея 7 ара Сиюрраац лар1817132 Втриходка 3 атмцнанцепредлолагаеиаго .конца шарилаЖж моатй у Регисрр 6 Ы=2-ы счетчикм Г) Если., юичаа шлриха д яалрокц А. з КД иииръР ячейки блаха /3 с а 4 юою счев 3 оРгЮЖХ Ьеиццк аЮре- сод 7 Ф. = счеачою 5 ОаФрее Жвя панрто Ц:=У) Запись дяцацку бк Ис а 5 Рт чя сФЮфи рюго счетчика ФУ /Х.Ью МИФ 7 Ю ИИфЧЮФ Юлу гаооки У)рвись щосДС у Ьоиую кадду цВрФ 3 /ИуУУВУЮОРИ 12 йчейюа сбродыЙа залиси нацала .гююуюдргаФлфиАа РсФрюг Ураж. : Подписноеомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР осква, Ж, Раушская наб., 4/5 ий комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1011817132 Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике и может быть использовано для синтеза на экран телевизионного. йндикатора плоских изображений,составленных из большого числа раскрашенных и произвольно расположенных выпукло-.вогнутых многоугольников, динамическиповорачиваемых и смещаемых в процессеиндикации в реальном времени (например,динамическое отображение географической карты в навигационных системах),Цель изобретения - расширенйе областиприменения устройства за счет возможностиотобрал(ения изображений, сформированных из произвольно расположенных выпукло-вогнутых многоугольников, в реальноммасштабе времени.На фиг, 1 представлена блок-схема устройства, на фиг, 2 - блока управления, нафиг. 3 - генератора вектора; на фиг, 4 -второго формирователя управляющих сигналов; нэ фиг, 5 - вРеменная диаграммазапуска процесса штрихования, на фиг. 6 -пример определения координат концовштриховых отрезков; на фиг, 7 - блок-схемаалгоритма дешифрации команд, запускающих и останавливающих процесс штрихования; на фиг, 8 - блок-схема алгоритмауправления 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 запускапроцесса штрихования для вертикальныхвекторов; на фиг. 11 - блок-схема алгоритмагенерации и запуска процесса штрихованиядля произвольных векторов; нэ фиг. 12 -блок-схема алгоритма штрихования; на фиг.13 - примеры определения начальных точекобхода 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 ивторой 15 счетчики, блок 16 сравнения,Позициями 17 - 34 обозначены связимежду блоками устройства,Блок 3 управления содержит счетчик 35элементов строки, счетчик 36 строк, счетчик. 37 команд, дешифратор 38 команд, триггер 39, регистр 40 цвета вектора, регистр 41цвета штриховки, коммутатор 42 и синхро низатор 43, .Генератор 2 векторов содержит первыййвкапливающий сумматор 44, постоянный 4блок 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 длинывектора,Формирователь 12 управляющих сигналов.содержит триггер 57 периода штрихова 10 ния, формирователь 58 импульсов записи ичтения, элемент И 59, регистр 60 координаты конца вектора, триггер 61 управления иэлемент И 62.При выполнении штриховки устройство15 работает следующим образомВ блоке 1 хранится дисплейный файл,.описывающий изображение, Сегментыдисплейного файла; описывающие штрихуемые, динамически поворачиваемые много 20 угольники, составляются из следующихкоманд устройства:СТАРТ - Ц - начальный запуск процессаштриховки области, описанной ниже (цветштриховки Ц); .25 СТОП - останов или приостанов процесса штриховки;Р ЕСТАРТ - Ц 1 - возобновление процессаштриховки цветом Ц 1 после приостановалюбые),.30 ЛОМАНАЯ (ч 1 =(р 1, 6 Ц 1) ч 2 = (В, 6,Ц 2)чп = (уЪ, Го, Цп), где ч = (р, ь Ц - 1-йвектор ломаной;р - ч, ч - угол между векторами ч ичь 1,1 - длина вектора ч;Ц - цвет вектора чьНачальный угол ломаной и координатыначальной 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 РЕСТАРТмогут приостанавливать и возобновлятьпроцесс штриховки после построения любого вектора ломаной,Штриховка осуществляется в один проход при обходе контура области, ограниченной ломаной. Обход осуществляется почасовой стрелке,50 . Процессштриховки(фиг.6)заключаетсяв последовательном построении в каждойтелевизионной строке уь пересекаемой контуром, горизонтальных отрезков (штрихов),ограниченных координатами х" и х" точек55 пересечения строки с соответствующимиотрезками контура,Значение координаты х точки пересечения стороны контура с текущей телевизионной строкой у интерпретируется как1817132начальная координатах" штриха,еслистар- . штрихуемые независима. Так кэк в раСшийбитячейкисадресомуюблока 13 равен травой графике отрезки прямых аппединице, в противном случае х интерпрети- роксимируются горизонтальными илируется как конечная точка х текущего вертикальными отрезками (" лестничный"штриха, Начальные координаты х" записы эффект), то, как это видно из фиг, 6, приваются в ячейку у блока 13, при этом стар- обходе контура в качестве координат х 1", х"шийбитячейки обнуляется, Если точка х 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 х", х", а такжеячейки у записывается единица и в строке для правильной штриховки вершин в уст,у строится текущий штрих, ройстве производится анализ типа вектора, Начальная установка всех ячеек блокаи типа вершины, Тип текущего векторапамяти 13 осуществляется по команде определяется анализатором угла,46 поСТАРТ - Ц 1 и заключается в записи единицы 15 абсолютному углу наклона вектора Е и хрэ.. в старший разряд ячеек блока. нится в триггере 10 типа текущего вектораГенератор 2 векторов выполняет две (см, фиг; 9), Триггер 10 сбрасывается в нольфункции: "3 7формирование и запись пикселей лома- при 4 т Р 7 гили 4 к Р 2 ки устанавных 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 приштриховки сброшен в "ноль"), переходе на новую строку у в зависимостивычисление значений х", х, уь задаю- от "состояния триггера 10 осуществляетсящих параметры штрихов, если режимвыбор номера строки штриха у(см. фиг, 11),штриховки задан (триггер 48 установлен в 25 а именно у 1 = у, если триггер 10 установленединицу). 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, которь 1 е 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 втриггере 7.инкремента 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 "- Г ли сбрасываетсяра. Управление цветом пикселей осуществ в ноль в противном случае (см, фиг, 9),ляеткоммутатор 42 цвета., Тип вершины характеризуется паройУстройство позволяет корректно штри- векторов, ее образующих. Триггеры 8 и 11ховать выпукло-вогнутые многоугольники сзапоминают тип и инкремент (-1)-го векпроизвольным угловым йоложением в пло- тора. При загрузке нового 1-го вектора соскостиэкрана, форма которыхудовлетворя стояние триггера 7 и 10 ( - 1)-го векторает следующему ограничению, . копируется в триггерах 8 и 11 ф - 1)-го вектоЕсли на контуре или в вершине много- ра,угольника можно найти такую точку, что лю- . Анализ типа вершины осуществляетсябойлуч, проведенныйизэтойточкивлюбую формирователем 9, который запускает провершину многоугольника, полностью при цесс штриховки при выполнении условиянадлежит этому многоугольнику, то такой (триггер 7-триггер 8) Ф.(триггер 10 - тригмногоугольник может быть корректно за- .гер 11)(см. фиг,9),штриховэн при любом угловом-положении . Формирование штрихов и запись пикмногоугольника в системе координат акра- селей штриха в блок 5 видеопамяти осуще 50 ствляется счетчиком 15 под управлениемЛюбая 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 - Ць то выполняпоказаны примеры различных многоуголь- ется последовательность операций (фиг. 7),ников и их начальныхточек обхода. Всегда 55 настраивающая соответствующие узлыкорректно штрихуются выпуклые и звездо- . (триггеры 47, 48, коммутатор 42, регистр 41,образные правильные многоугольники (13 а, блок 13) на процесс штрихования,13 б), где В - точка начала обхода, Много- Команда СТАРТ - Ц отменяется коман-угольник фиг, 13 в не может быть заштрихо- дой СТОП, по которой триггер 48 сбрасываван без разбиения его на две части,1817132 7 8ется в "0". Этот сигнал запрещает запись ределяет, сформирована ли координата. наданных в блок 13 (выход 24 з), подключает чала штриха(х",фиг,б)для 1-.й строки(адресрегистр 40 на выход 18 блока 3 иобеспечи- у) памяти 13 соответствует состоянию увает подачу управляющих сигналов сгене- 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, э текущее,ния приостанавливается, а генератор 2 под-состояние счетчика 49 указывает координа-,ключэется к видеопамяти. 5, КОманда ту"конца штриха (х",), В этом случае "пере-РЕСТАРТ-Цустанавливаеттриггер 48 всо-: ключается триггер 61, рэзрещаащи"стояние "1" и возобновляет процесс штри поступление синхроимпульсов через:эле-хования,", мент И 62 и выход 52 на вход счетчика 15,Генератор 2 формирует огибающую "Указанныйсчетчик формирует адресазэпиштрйхуемого многоугольника, генерируя,:, си по координате Х; начиная с адреса а", допоследовательность векторов под управцев-тек пор, йока еГо-состояние не станет равнием команд ВЕКТОР-н = (фь 6, Цр), где р - 15 ным состояниюсчетчика 49, При совпадеугол между векторами н ич 1-1; 6 - длина : нйи состояйий счетчиков 15: и:49 блок 16вектора (количество итераций); Ц - Цвет.- Срэвненйя формирует сигнал(вход 29.блокаПроцесс построения вектора представлен 12), который сбрасывает триггер 57,:эапуна схеме фиг, 8,11,,: скающий сийхронизатор 51, Тем самым"Загрузка угла р сопровождается сумми возобновляется. процесс: форМйроаания;рованием Р =. Р+ р в сумматоре 24, где:Р - огибающей. генератором-. 2; который про-.абсолютный угол наклона, накопйвшийся в . должэет генерировать" координаты Х и У ;.результате предыдущих загруаок (фиг. 8); -:пикселей, Этот процесС продолжается додлина вектора 6 записывается в счетчйк 5 б перехода генератора 2 на следующую стро- "числа итераций; цвет Цу - в регистр 4 д, По ку,"Факт перехода йэ следуюЩуюстрокуус- ",сл 6 загрузкй параметров вектора запуска- . танавливается по состоянйю. вЫхода;Ются формирователи координат х (блоки 49; элемента И 53. диница нэ выходе суммата- .:52 и 54) и у(блоки 50, 53 й 55) и работают вра 55 дробноВ части адреса ук.(выход 241соответствии с алгоритмом,представлен-. блока 2) свидетельствуетд необходимостиным: на фиг. 8-11. Перед началом формиро" переключения счетчика 50 целой части. ад-вания коордийат выполняется анализ типэ- реса (переход на следуюифю строку); а так-.вектора (фиг. 9), в результате которогб:.: же,необходимостй анализа услдвийтриггеры 7, 8, 10., 11 устанавливаются в со-",: штрихования данной строки, какуказаноответствующее состояние, Состояние ука- . выше.занных триггеров учитывается при 35 :. Следуетбтметйть,чтогоризонтальйыейопределении коордйнэт концов штриха в . аертикальййе векторй формируются специ-,процессе штрйхования, как укэзано вьсше; .: альным образом (фйг, 8:, 10) с отключениемАнализ типа вектора осуществляется по: посредстаом. элементов 52 и 53 и накапли-стробу 30 (фиг. 5),. , - ," ",ваюйихсумматоров 54 и 55 от счетчиков 49,В соответствии со схемой; йрйведенной 40 и 50, Это позволяетускорить процессфорна фиг. 9, устанавливаются триггеры 7 и 10: мировайия горизонтальных и вертикэльн рх(выход 2 Э 1, фиг, 3,5), При этом предыдущее " .векторовсостояние указанных григгеров переписы- ,.: .,.Синхронизация всего устройства и уп-вается в триггеры 8 и 11, Б результате после" ,:. Давление процессами Формированйя изозэгрузки очередного вектора тригтеры 7, 9, 45 бражения и регенерации его. на экране ТВ1 О, 11 хранят тип предыдущегои текущего - мониторавйполняется блоком Э,векторов, что необходимо для правильного- Блок 3 обращается в блок, памяти зэ ,выбора координат концов штриха вершин " . текущей командой; дешифрует ее и осуце-.многоугольника. Формирователь 9 в соот-Ствляетзагрузкуизапускгенератора 2; Кроветствиисосхемойфиг,9 постробу 241(фиг, 50 ме того, блок 3 синхронизирует работет рэ оту5) проверяет условия запуска блока 12 для. нового устройства, Синхронизатор 43 форформирования штриха. В том случае, если мируетуправляющиесигнэлыдлясчетчиковусловие запуска выполнейо, на выходе ЗЭ. 35, 36,.которые в темпе телевизионной разформирователя 9 формируется сигнал (фиг," вертки генерируют адреса чтения для блока5), переклвчающий триггер 57, который бло 5 видеопамятй. Блок 5 представляет собойкирует генератор 2.: - мнЬгослойную битОвую карту изображенияПосле этого блоком 12 осуществляется с двойной буферизацией, что позволяет осу-"йроверка стэршего разряда данных, считан- ществлять одновременно два процесса, зэ-:.ных в регистр 60 (фиг, 1), Этот признак оп- . пись данных в блок 5 (создание "нового"кадра изображения) и регенерацию изображения на экране изображения, т.е, атобра- блока сравнения и первому информационжение "старого" кадра, Сменой кадров или ному входу коммутатора, второй инфармапереключением буферов управляет триггерционный вход которого соединен с выходом 39 по выходам 184 и 185 следующим абра- первого счетчика, подключенным кадреснозом: в случае идентификации дешифрато му входу третьего блока памяти, информаром 58 команды "Конецдисплейногофайла" ционный вход которого подключен к триггер 39 переключается в противополаж- первому выходу генератора векторов, соеное состояние, меняя местами буферы бло- диненному с информационными входамипервого счетчика и регистра и третьлм инПри этом "новый" кадр отображается на 10 фармацлонным входам коммутатора, вход- экране индикатора, а "старый" стирается. выход генератора векторов соединен с Послеэтого запускается процесс генерации управляющим входом первого счетчика и нового кадра. Счетчики 35 и Зб управляют синхровходом второго формирователя упработойтого буфера блока 5, который участ- . равляющих сигналов, вход-выход которого вует в процессе регенерации изображения. 15 подключен к выходу-входу третьего блокаЗаявляемое устройство для отображе- памяти, вход-выход блока управления подния информации обеспечивает возмож- 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 поварачиваемых в реальном маса О геров, выходы которых соединены с управ- табе времени, При этом начальная точка ляющими входами первого формирователя обхода контура не изменяется, что обеспе- управляющих сигналов, информационный чивает расширение области применения ус- вход которого соединен с вторым выходом тройства, генератора векторов, подклоченным к перфо 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 управляю- блок управления, генератор векторов и ком-. щих. сигналов, а синхровхад - к второму мутатор, выход которого соединен с инфор- ЗО выходу блока управления, соединенному с мационным входом второго блока памяти, синхровхадом генератора векторов, второй адресныйвходкоторогоподключенкперво- . выход второго формирователя управлвому выходу блока управления, второй выход щих сигналов подключен к четвертому инкоторого соединен с адресным входом пер- формационному входу коммутатора, выход ваго 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, 4 О ционными входами 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 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.