Устройство интерполяции для отображения графической информации

А СОЮЗ СОВЕТСКИХСООИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4(51) С ОЬ Г 15/353 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ МИТЕТ СССРЙ И ОТНЯТИЙ,. вычитающег выход обнул входом оста ва генератор счетный вход тактовых импульсо п л ОПИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМ,/ СВИДЕТЕ(56) Авторское свидетельство СССРУ 395839, кл. С 06 Г 15/353, 1972.У.Ньюмен и Р. Спрулл, Основы интерактивной машинной графики, ММир, 1976, с. 65-66,(54)(57) УСТРОЙСТВО ИНТЕРПОЛЯЦИИДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее генератор тактовыхимпульсов, вычитающий счетчик длинывектора, первый коммутатор, блок вычитания, реверсивный счетчик абсцис сы, реверсивныи счетчик ординаты, триггер знака. абсциссы, триггер знака ординаты, два регистра и накапливающий сумматор., причем вход знака абсциссы устройства соединен с входом триггера знака. абсциссы, выход кото- рого соединен с управляющим входом реверсивного счетчика абсциссы, выходы которого подключены к выходам абсциссы устройства, вход знака орди-. наты устройства соединен с входом триггера знака ординаты, выход которого соединен с входом управления на-. правлением счета реверсивного счетчика ординаты, выходы которого соединены с выходами ординаты устройства, входы абсолютного значения абсциссы и входы абсолютного значения ординаты устройства соединены соответственно с входами уменьшаемого и вычитаемого блока вычитания и первой и второй группами информационных входов перБО 116473 вого комм татора, выходы которогсоединены с установочными входами етчика длины вектора, я которого соединен с дом генератора тактовых им у ьсов,выход которого подключен ко входусинхронизации накапливающего сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности ин-.терполяции, в него введены четыреэлемента И, два элемента ИЛИ, элемент НЕ, два блока элементов НЕ,второй, третий, четвертый и пятыйкоммутаторы, сдвигатель и триггерзнака разности, причем выход знака.блока вычитания соединен с управляюими входами первого, второго, третьего и четвертого коммутаторов ивходом триггера знака разности, выход которого соединен с первым управляющим входом пятого коммутатора ивходом элемента НЕ, выходы разностиблока вычитания соединены с первойгруппой информационных входов второго коммутатора и черезпервый блокэлементов НЕ - с первой группой информационных входов третьего коммутатора, входы абсолютного значения абсциссы устройства соединены с второйгруппой информационных входов третьего коммутатора и первой группой информационных входов четвертого коммутатора, входы абсолютного значенияординаты устройства соединены с второй группой информационных входоввторого и четвертого коммутаторов,выходы второго коммутатора соединеныс входами первого регистра, выходы11 которого соединены с первой группой информационных входов пятого коммутатора, выходы третьего коммутатора соединены с входами второго регистра, выходы которого соединены с второй . группой информационных. входов пятого коммутатора, выходы которого соединены с информационными входами накапливающего сумматора, выход знака которого соединен с вторым управляющим входом пятого коммутатора и первыми входами с первого по четвертый элемент И, вторые входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов и первым входам второго и третьего элементов И, третий вход первого и второй вход третьего элементов И соединены с выходом элемента НЕ, второй вход второго и третий 64732вход четвертого элементов И подключены к выходу. триггера знака разности, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика абсциссы, выходы третьего и чет вертого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика ординаты, выходы четвертого коммутатора через второй блок элементов НЕ соединены с входами сдвигателя, выходы которого соединены с установочными входами накапливающего сумматора.1Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может быть использовано в устройствах отображения и преобразования данных, преимущественно в .устройствах отобра 5 жения графической информации на матричных экранах, а также на электроннолучевых трубках (ЭЛТ).Целью изобретения является повышение точности интерполяции, а именно 10 улучшение равномерности толщийы формируемых линий.На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - алгоритм работы устройства. 15Устройство содержит накапливающий сумматор 1, генератор 2 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 3 абсциссы, реверсивный счетчик 4 ординаты,"триггер 5 знака абсциссы, триг О гер 6 знака ординаты, блок 7 вычитания, первый коммутатор 8, второй коммутатор 9, третий коммутатор 10, четвертый коммутатор 11, триггер 12 знака разности, первый регистр 13, 25 второй регистр 14, вычитающий счетчик 15 длины вектора, первый блок 16 элементов НЕ, второй блок 17 элементов НЕ, сдвигатель 18, первый элемент 19 И, второй элемент И 20, тре 2тий элемент 21 И, четвертый элемент 22 И, первый элемент 23 ИЛИ,второй элемент 24 ИЛИ, элемент 25 НЕи пятый коммутатор 26,Суть используемого метода формирования отрезков прямых линий заключается в пошаговом движении на единицудискретности экрана вдоль координаты,приращение по которой большее, и изменении на единицу или повторениипредыдущего значения по другой координате в зависимости от того, было липересечение с граничнойпрямой, па"раллельной отображаемой и отстоящейот нее на пол-единицы дискретностиэкрана.Если при очередном изменении наединицу координаты с большим приращением пересечения с граничной прямойне произошло, то вычисленная точкаотображается на экране, так как онаотстоит от идеальной прямой не болеечем на пол-единицы дискретности экрана, а если при очередном изменениикоординаты с большим приращением произошло пересечение с гра.ничной прямой, то производится изменение наединицу и координаты с меньшим нриращением, и точка с единичными приращениями по обеим координатам ото3 1164 бражается на экране, В процессе такого построения каждой координате вдоль большего приращения отрезка будет со-. ответствовать одна точка, т.е. вектор будет иметь .равномерную толщину,При описании работы устройства приняты следующие обозначения:Х,У координаты текущей точкивектора;Ь Х,ВУ - приращения отрезка по осям 10Х и У соответственно;в=/ь х/- -/ду/ - разность модулей приращений по осям Х и У, вычисляемая блоком вычита юнияК,К - содержимое первого и второго регистров соответст-.венно;Б - содержимоенакапливающего 20сумматора;С - содержимое вычйтающегосчетчика длины вектора,реверсивного счетчика абсциссы, реверсивного счетчика ординаты соответственно.Алгоритм построения отрезка прямой линии, заданный приращениями вдоль 30 координат Х и У, приведен на фиг.2.Рассмотрим построение отрезка прямой линии, начинающейся в начале координат (Х=О, У=О), расположенной в 1 октанте координатной плоскости (д 2 Р О Ь У) О; Д Х-ЬУ) .Уравнение отображаемой. прямой запишем в видеЬУ Х - ЬХУ =040Уравнение граничной прямой параллельной отображаемой и отстоящей на пол-единицы дискретности экрана. ниже ее выглядиФ следующим. образом:ЬХ45ДУХ-ЬХУ- - = О2дХРассмотрим выражение Б=дУХ-ЬХУ- - ,2При добавлении единицы к большей 50из ординат (Х) величина Б сместитсяв положительную сторону на величинудТ, а при одновременном увеличениина единицу обеих .координат величинаБ сместится в отрицательную сторону, 55так как ЬУ-ЬХ(0.Пересечение с граничной прямойсоответствует Б=О. 732 4формируемые на экране точки должны стремитвся к граничной прямойсверху, не переходя за нее.Для этого на каждом шаге добавляют единицу к большей из координат(Х) и соответственно добавляют ДУ ктекущему значению величины Б до техпор пока БО, но как только величина Б станет положительной, добавляютединицу и к меньшей координате (У),а величину Б при этом изменяют навеличину ЬУ-ЬХ.В начальный момент при Х=О, У=ОХ 6. получим Б=- - .2Эта величина засылается в накапливающий сумматор перед началом построения.Количество шагов вычисления и соответственно точек на отрезке равновеличине большего из приращений (ЬХ),Эта величина засылается в вычитающкйсчетчик длины вектора перед началомпостроения.Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии в вычитающем .счетчике 15 длины вектора хранитсяотрицательное число, свидетельствующее об окончании построения предыдущего вектора.Генератор 2 тактовых импульсов невыдает тактовых импульсов. В реверсивном счетчике абсциссы З,и в реверсивном счетчике 4 ординаты хранятсякоординаты начала вектора.По входам знака абсциссы и входамзнака ординаты в триггер 5 знака абс.циссы и в триггер б знака ординатызаписываются знаки приращений ЬХ иЬУ соответственно, а модули этих при-ращений по входам абсолютного значения абсциссы и входам абсолютногозначения ординаты поступают на входыблока 7 вычитания и первого 8, второго 9, третьего 10 и четвертого 11коммутаторов. Знак разности В=/ЛХ//ЬУ/, определяемый блоком вычитания7, запоминается в триггере знакаразности 12 и управляет засыпкой начальных параметров в первый 13 и второй 14 регистры, в вычитающий счетчикдлины вектора 15 и.в накапливающийсумматор 1 через первый 8, второй 9,третий 10, четвертый 11 коммутаторы,ны вектора записывается модуль большего из приращений /аХ/ или /ьУ/; в первый регистр 13 записывается У, если приращение по оси Х большее, и/ЬХ/-/ЬУ/, если приращение по оси Х 5 меньше или равно приращению по оси У; во второй регистр 14 записывается /ЬУ/-/6 Х/ или ЬХ в зависимости отзнака разности ЙХ/"ЙУ/; в накапливающий сумматор 1 первоначально засы ф лается число, равное полонине большего из приращений /6 Х/или /ЬУ/, взятых со знаком минус; После засылки начальных параметров начинается построение отрезка прямой линии. По ложительный знак числа в вычитающем счетчике 15 длины вектора разрешает выдачу тактовых импульсов генератором тактовых импульсов 2. В каждом цикле от содержимого вычитающего 26 счетчика .15 длины вектора вычитается единица и построение отрезка продол" жается до тех пор, пока содержимое счетчика не станет отрицательным.В каждом цикле координата с боль- ф 5 шим приращением изменяется на едини- цуе Это выполняется следующим образом. Если В О, то триггер знака разности ЗО 12 установлен в "1" и тактовые импульсы с блока 2 через второй элемент И 20 и первый элемент ИЛИ 23 поступают на счетный вход реверсивного счетчика абсциссы 3. Если ЬХ 70, то триггер зрака абсциссы 5 переключает реверсивный счетчик абсциссы 3 на суммирование, если ЬХ(0, то счетчик переключается на вычитание. Если В(0, то триггер знака разности 12 сброшен в "0" и через элемент НЕ 25 на третий.элемент И 21 поступает разрешающий сигнал для прохождения тактовых импульсов через второй элемент ИЛИ 24 на счетный вход реверсивного счетчика ординаты 4.Изменение координаты с меньшим;. приращением производится только в том случае, если содержимое накапливанзцего. сумматора 1 Я)0.При этом, если В 30, то тактовые импульсы с блока 2 через четвертый. элемент И 22 и второй элемент ИЛИ 24 поступают на счетный вход реверсивного счетчика ординаты 4.Если .В(0, .то тактовые импульсы с блока 2 через первый элемент 19 И и первый элемент 23 ИЛИ поступают на счетный вход реверсивного счетчика абсциссы 3.Цикл заканчивается вычислением нового значения содержимого накапли" .вающего сумматора 1 и записью точки с координатами Х и У, хранящимися в реверсивном счетчике абсциссы 3 и реверсивном счетчике ординаты 4 соответственно. Координаты точки передаются в индикатор через вьиоды абсциссы и выходы ордннаты устройства.Новое значение содержимого накапливающего сумматора 1 вычисляется следующим образом. Если текущее значение 840, то к прерыдущему содержи- мому сумматора 1 прибавляется абсолютная величина меньшегс из приращений координат, а если ЯтО, то к предыдущему содержимому сумматора прибавляется разность абсолютных величин меньшего и большего приращений координат. (Эта величина меньше или равнанулю), Величины меньшего из приращений координат отрезка иразность между меньшим.и большим приращениями хранятся в первом 13 и вто" ром 14 регистрах и поступают на вход накапливающего сумматора 1 через пятый коммутатор 26, управляемый от триггера 12 знака разности н накапливанзцего сумматора 1.Применение предлагаемого устройства позволяет строить отрезки прямых линий с абсолютным отклонением от. идеальной прямой, не превышающим полединицы дискретности экрана, и равномерной толщиной, а следовательно и яркостью вдоль отрезка,"Патент Филиал 89/47 Тираж ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Ж