Устройство для преобразования графической информации

п 1)428416 ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(61) Зависимое от авт, свидетельства - (22) Заявлено 27,01,72 (21) 1742316/18-2 М. Кл. 6 061 с 11 00 присоединением ки осударстоенный комитеСовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий 32) Приоритет -Опубликовано 15,05,74, Бюллетень1(72) Авторы изобретения Полуэктов, В. Я. Зенин, М. И. Лобовкин и Е. Д. Белявский Институт технической кибернетики71) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИк ооласти вычислит быть использовано связи человека с вы- ЦВМ,экране одного индикатора и на слежение за световым пером.Цель изобретения - повысить точностьраооты устройства и сократить машинное время, необходимое на его взаимодействие с ЭЦВМ. Это достигается тем, что устройство дополнительно содержит блок переменного квадранта, вход которого соединен с блоком управления, а выход - с блоком определения О координат и блоком управления, и блок спгнала-отметки. Входы последнего подключены к блоку управления, блоку, переменного квадранта и блоку определения координат, а выход - к блоку управления, соединенному с 5 блоком определения координат и с одним извходов блока обмена, другой вход которого соединен с выходом блока определения координат, а выходы - с блоком управления, с электроннолучевой трубкой и с преобразова- О телями код-напряжение. Известно устройство для преобразования графической информации, содержащее блок управления, блок определения координат, блок обмена и электроннолучевую трубку (ЭЛТ), соединенную с преобразователями код-,напряжецие. В качестве указки в этом устройстве используется световое перо. Световое перо не обеспечивает достаточной точцости в определении координат из-за его колебаний, обусловленных отсутствием упора для руки, Необходимость нахождения оператора на расстоянии 50 - 60 сл от экрана создает неудобства в его работе и приводит к быстрому утомлецию, что, в свою очередь, также оказывает влияние на точность определения координат, Малое время послесвечения ЭЛТ, необходимое для нормальной работы светового пера, ограничивает широкое использование такого устройства, так как требует ЭЦВМ высокого быстродействия для обеспечения вывода на экран ЭЛТ большого объема информации за кадр индикаеции, а также усложняет создание многопультовых систем, так как много машинного времени 1 необходимо для поддержания немерцающего изображения на В предлагаемом указки используется точка, формируемая 25 ление координат осу произвольно заданн изображения из ЭЦ как целиком, так иУстройство огноситс тельной техники и мож в системах оперативной числительной машиной Э устроистве в качестве управляемая светящаяся на экране ЭЛТ, опредеществляется относительно ой точки экрана. Вывод ВМ мохоно осуществлятьпо частям в область определяемую оператоНа фиг. 1 изооражена схема, поясняющая принцип работы предлагаемого устройства для преобразования графической информации; па фиг. 2 - блок-схема устройства; на фиг. 3 - функциональная схема блока переменного квадранта; на фиг. 4 - функциональная схема блока сигнала-отметки; на фиг. 5 - блок-схема, поясняющая работу блока определения координат; на фиг. 6 - кинематическая схема механического устройства, обеспечивающего плавное перемещение точки-указателя по экрану ЭЛТ.На фиг. 1 сплошной линией показана граница рабочего поля экрана, на котором точками А,и,Б обозначены, начала отсчета. Относительно этих точек будет описано определение координат. Пунктирной линией обозначегна внешняя граница четырех квадрантов 1 - 1 Ч. Штрих-,пунктирной линией показаны взаимно перггендикулярные оси Х и У, разделяюгцие квадранты, Точкой В обозначена светящаяся точка-указатель на экране ЭЛТ. При работе с,полным, изображением определение координат осуществляется относительно точки А. При работе относительно точки Б оператор может выбрать часть изображения (фрагмент), соответствующую размеру квадранта, и раоотать с,ним. По желанию оператора,на экране может высвечиваться квадрант ,изображения,или комбинация из четырех квадрантов.Устройство (см. фиг. 2) состоит,из блоков 1 управления, 2 переменного квадранта, 3 сигнала-овмеъки, 4 определения координат и 5 обмена, преобразователей код-напряжение (ПКН) 6 и 7 и ЭЛТ 8 с большим временем послесвечения.,Связь устройства с ЭЦВМ осугцествляется по каналу 9.Блок 2 переменного квадранта (см. фиг. 3) предназначен для определения границ фрагмегнта изображения и формирования строчных и кадровых синхроимпульсов, ,необходимых для формирования сигнала-отметки. Он состоит из двух последовательно соединенных счетчиков 10 и 11 и двух схем 12 и 13 совпадения. По входам 14 и 15,из блока 1 управления оператор устанавливает размер квадранта по осям Х и У соответственно, С выхода 16 счетчика 11 снимается кадровый синхроимпульс, с выхода 17 - строчный синхроимпульс, клапанироваппый кадровым синхроимпульсом в схеме 12. Кадровый и строчный синхроимпульсы пз блока переменного квадранта подаются в блок 3 сигнала-отметки, в блок 4 определения координат и в блок управления (см. фиг. 2). Вход 18 блока переменного квадранта (см. фиг. 3) соединен с олоком управления (см. фиг, 2). Из пего в блок переменного квадранта подаются тактовые импульсы с генератора, поступающие на выход 19 блока переменного квадранта.Блок 3 сигнала-отметки (см. фиг. 4) предназначен для формирования импульса, временное положение которого относительно выоранного,начала отсчета преобразуется в коды в блоке 4 определения координат (см, фиг.2), используемые для высветкп точки-указателя,на экране ЭЛТ 8. Блок сигнала-отметки содержит кипп-реле 20 и 21, формирователи 22 и 23 и схему 24 ссвпадения, Кипп-реле предназначены для задержки во времени кадровых и строчных синхроимпульсов, поступающих на входы 25 и 26 с выходов 16 и 17 олока переменного квадранта соответственно.Изменение величины задержки кипп-реле осугцествляется оператором с помощью механического устройства (см. фиг. 6) по входам 27 и 28, Формирователь 22 формирует импульс, длительность которого равна интервалу между строчными синхроимпульсами (длительности строки) квадранта. Формирователь 23 формирует короткий импулыс, соответствующий одному элементу разложения (диаметру пятна луча), Схема 24 служит для формировангия импульса в момент совпадения во времени импульсов с формирователей. Выход 29 олока сигнала-отметки соединен с блоком 1 управления (см, фиг. 2).Блок 4 предназначен для определения координат сигнала-отметки в заданном квадранте относительно выбранного, начала отсчета.Схемы определения координат Х и У построены аналогично, поэтому на фиг. 5 изображена схема, поясняющая определение координаты Х. Она состоит из схем 30,и 31 совпадения и реверсивного счетчика 32, По входам 33 и 34 оператор задает режим работы реверсивного З 5 счетчика на сложение или вычитание соответственно. На вход 35,подаются тактовые,импульсы генератора с выхода 19 блока перемеггного квадранта (см. фиг. 3), клапапированные кадровым синхроимпульсом, На ана логичный вход схемы определения координаты У подаются строчные синхроиипульсы с выхода 17 блока переменного квадранта. По входу 36 осуществляется занесение с блока управлеггия коордигнаты Х точки, относительно 45 которой осуществляется определение координат в любом из четырех квадрантов, С выхода 37 выдается координата Х точки-указателя (сигнала-отметки). В схеме определения координаты У оуществугот аналогичные вход и 50 выход.На кинематической схеме механическогоустройства (см. фиг. 6), обеспечивающего плавное перемещение точки-указателя по экрану ЭЛТ в любом направлении, на рабочем 55 поле 38 расположен орган 39 управления, связанный тросиками 40 и 41 через вращающиеся блоки 42,и 43 с пружинами 44 и 45, другие концы которых закреплены в неподвижной точке 46, Началу отсчета, точке А на фиг. 1, 50 . соответствует положение управляющегооргана в правом нижнем углу рабочего поля, точка 47. С вращающейся осью каждого из блоков 42 и 43 жестко соединены оси потенциометров Р, и Р,. Благодаря этому соблюдается 55 пропорциональность между поворотом блокаБлок обмена предназначен для вывода через канал 9 из ЭЦВМ информации на экран ЭЛТ, а также для передач;1 в ЭЦВМ управляющих команд,из блока управления и кодов Х и У точки-указателя из блока 4 определения коорлццат. Вывод информации из ЗЦВМ на экран ЗЛТ осуществляется покоординятным способом или в,приращениях. Для этого оператор с блока 1 управления через блок обмена и канал 9 связи обращается в ЗВЦМ, откуда через канал 9 и блок обмена цифровые коды полаются,на ПК 1-1 б и 7. Аналоговые значения кодов с ПКН поступа 1 от ня отклоняющую систему ЭЛТ. Подсвет выводимой информации осуществляется из блока обмена по каналу о. Регенерация изображения осуществляется по программе ЭЦВМ с малой частотой.Возможны два режима работы оператора с изображением. Первый режим предусматривает работу с полным изображением. Точка А (см. фиг. 1) является началом кадра и началом отсчета координат Х и У. Для осуществления этого режима оператор с блока управления задает формат (размеры) квадранта, соот 1 ветст 1 вующнй полному экрану ЗЛТ, путем установки счетчиков 10 и 11 (см. фнг, 3) по входам 14 и 15 в единичное состояние. Счетчики блока определения координат Х и У оператор устанавливает в,нулевое состояние и задает режим счетчиков на сложение, т. е. разрешающий потенциал подается на вход 33 схемы 30 совпадения. Затем оператор в блоке управления (см. фиг. 2) включает генератор тактовых импульсов и,импульсы с его выхода а поступают в блок переменного квадранта,на вход 18 (см. фиг. 3) и далее на вход счетчика 10 и схемы 13 совпадения. Через схему 13 тактовые импульсы не проходят, так как она закрыта по второму входу. После вычитания из счетчика 10 значения занесенного на определенный угол и,изменением величины сопротивления. Орган управления выполнен из магнита в виде шайбы, которая фиксируется в выбранной точке металли 1 ес.:Ого рабочего поля. На краях рабочей области имеется нелинейная зависимость между перемещением рабочего органа вдоль одной из осей, Х или У, по 1 полю и изменением велнчи. ны сопротивления. Ее можно уменьшить, если увеличить размеры рабочего поля и расстояние между рабочим органом и осями блоков 42 и 43, или исключить, работая в центральной Области рабочего поля.Блок 1 управления (см. фиг. 2) выходами а, Ь, с и а соединен с блоками 2 переменного квадранта, 3 сигнала-отметки, 4 определения координат и 5 обмена соответственно. Блок определения координат выходом подключен к блоку обмена, выходы е,икоторого через ПКН 6 и 7 соединены с отклоняющей системой ЭЛТ, выход д соединен с управляющей сеткой ЭЛТ, выход 6 - с входом блока уп. равления. 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 кола на его вьхоле формируется строчный сцнхроимпульс, который вычитает единицу из счетчика 11 и оллсвремецно поступает на вхол схемы 12 совпяхе 1 ия, но не подходит на ее ВыхОд, так как с:1 я закрыта по второму Входу. После вычитания заданного кода из счетчика 11 на его выходе формируется кадровый спнхроимпульс, которь 1 й посту 1 пает в схемы 12 13 и открывает их по второму входу. С выхода 16 этот импульс подается в блок 1 управления, в блок 3 сигнала-отметки ц в блок 4 определе 1 ия координат (см. фцт, 2), В блоке управления,и в блоке огпрелелеция коорлина г кадровый синхроимпульс в данном режиме не иопользует 1 ся.Первый кадр начинает форм;1 роваться с появлением на выходе счетчика 11 (см. ф:1 г. 3) калровото сицхроимпульса. После тсго как калров 1 ям синхроцмпульсом открыВаются схемы 12 и 13, тактовь 1 е импульсы с выхода 19 блока 2 переменного квадранта поступают в схему определения координаты Х блока 4 на вход 36 (см. фиг, 5). Эти импульсы проходят через схему 30 совпадения, открытую по второму входу и заполняют счетчик 32. Строч:1 ые синхрои 1 м 1 пульсы с выхода 17 блока переменного квадранта поступают на счетчик координ 1 ты 1 Слона 4, в Олок 3 сн 1- нала-Отметк;1 и в блок 1 у;1 разлоння. В ла.1- ном режиме в блс 1 ке управлс:1 ч.1 этц сц 11 хроимпульсы не иопользуются.При формировании с; г.1 ала-от.;1 етки кадровый и строчный сипхроцмпульсы второго кадра из блока 2 переменного квалрацта поступают,на входы 26 и 26 блока 3 сцгнала-отметки соответственно (см, фцг, 4). С входа 26 кадровый сц:1 хронм 1 пульс 1 псдается на кипп-реле 20, задерживается ца нем по кадру ца время, заданное снератсрсм по входу 27, с помощью механического устройства управления (см. фиг. 6) и поступает на формирователь 22, На его выходе формируется калровый импульс, который далее поступает на вход схемы 24 совпадения. Строчные сццхроимпульсы подаются с входа 26 ца кцпп-реле 21 (см. фцг.4), задерживаются на цем на время, заданное оператором по входу 28 и поступают на формирователь 23. На его выходе формнруютсл строчные импульсы, В момент времени, когда кадровый импульс длительности.в строку совпадает с одним из строчных импульсов длительности, соответствующей одному элементу разложения, при заданной задержке на входах 27 и 28 (см, фиг. 4)на выходе схемы 24 формируется импульс (сигнал-отметка), который с выхода 29 подается в блок 1 управления (см. фиг. 2). В блоке управления сигнал- отметка запрещает поступление тактовых импульсов генератора в блок 2 переменного квадранта, Счетчики блока определения координат фиксируют координаты Х .и У сигнала- отметки. С выхода д блока управления (см. фиг. 2) сигнал-от 1 мепка поступает в блок б обмена и подготавливает его схему приоритета для выдачи кодо 1 в из блока определения координат, после чего осуществляется выдачаих на ПКН 6 и 7, с выходов которых аналоговые значения кодов поступают на отклоняющую систему ЭЛТ 8. Затем с выхода д блока обмена на управляющую сетку ЭЛТ подается импульс подсвета и на экране высвечивается точка-указатель. Оператор использует ее для работы с изображением. Управление перемещением точки-указателя по экрану осуществляется с помощью механического устройства управления. Совместив точку-указатель с точкой изображения, координаты которой необходимо определить, оператор дает команду на передачу координат указанной точки в ЭЦВМ. Второй режим работы предусматривает работу с частью изображения, Оператор, просмотрев,все изображение, выбирает его фрагмент для работы. Подготовка к работе в этом режиме заключается в следующем. Раоотая с полным, изображением, оператор помещает светящуюся точку-указатель, например, в точку, диаметрально противоположную точке Б для квадранта 1 (см. фиг. 1), н передает координаты этой точки в ЭВЦМ. Затем оператор помещает точку-указатель в предполагаемое начало отсчета Б и координаты этого,начала отсчета тоже передает в ЭВЦМ, На основании данных об этих двух точках вычисляют стороны квадранта по осям Х и У. Затем коды этих сторон квадранта через блок 5 обмена, канал й и блок 1 управления заносят в блок 2 переменного квадранта. При работе, например, в квадранте 11 счетчик координаты Х должен работать на вычитание, а счетчик координаты У - на сложение, Оператор подает разрешающий потенциал на вход 34 (см. фиг, 5) для счетчика координаты Х. Размеры квадранта можно задавать,и с блока управления, Для счетчика координаты У разрешающий потенциал подается на вход, аналогич,ный входу 33. Устройство готово к работе в заданном режиме. Оператор включает генератор тактовых импульсов и блоки 2, 3, 4 начинают раоотать аналогично описанному. Строчные синхроимпульсы с выхода 17 блока 2 переменного квадранта поступают в блок 1 управления, где каждый синхроимпульс преобразуется в управляющие сигналы, Вначале запрещается поступление тактовых импульсов на вход 18 (см. фиг. 3) блока переменного квадранта, счетчик координаты Х сбрасывается в нулевое состояние, заново заносится значение координаты Х выбранного начала отсчета и устанавливается, исходное значение счетчика 10, затем снимается запрещение на поступление тактовых импульсов в блок переменного квадранта. Эти операции повторяются перед началом каждой строки. После определения координат сигнала-отметки и в конце кадра счетчик 11 также устанавливается в исходное состояние. При работе во втором режиме нет необходимости осуществлять высветку всего изображения на экране ЭЛТ. В устройстве предусмотрено автоматическое уп равление выводом информации только в выбранный квадрант. Для этого в ЭЦВМ автоматически передаются координаты точки Б (см.фиг. 1), соответствующей началу квадранта, и координаты точки, диаметрально противопо- О ложной точке Б, соответствующей концуквадранта, с помощью первого кадрового синхроимпульса, если размеры квадранта задаются с блока управления, или используются координаты этих точек, имеющиеся в 15 ЭЦВМ в результате программного заданияразмеров квадранта. Эти координаты используются для,программного выделения координат изображения, принадлежащих выбранному квадранту, в соответствии с неравенства миХ (Х (ХУ(У; У,Х, У - координаты начальной точкиквадранта,Х 1, - координаты конечной точки квадранта,ХУ; - координаты точки изображения.Затем из ЭЦВМ в устройство передаются коды фрагмента изображения,и,на экране ЭЛТ 8 высвечивается часть изображения, соответ.ствующая выбранному квадранту. Использование второго режима расширяет функциональные возможности устройства и значительно сокращает время, затрачиваемое на взаимодействие устройства с ЭЦВМ.Предмет изобретенияУстройство для преобразования графической информации, содержащее олок управления, блок определения координат, блок обмена, электронно-лучевую трубку, соединенную с 45 преобразователями код-напряжение, отличаюи 1 ееся тем, что, с целью повышения точности работы, оно содержит блок переменного квадранта, вход которого соединен с блоком уг; - равления, а выход - с блоком определения 50 координат и блоком управления, и блок сигнала-отметки, входы которого соединены с блоком управления, с блоком переменного квадранта и блоком определения координат, а выход - с блоком управления, соединен ным с блоком определения координат и с одним из входов блока обмена, другой вход которого соединен с выходом блока определения координат, а выходы - с блоком управления, с электронно-лучевой трубкой и с преобразова телями код-,напряжение.428416 Риг 4 г оставитель Т. НичипоровиТехред Г. Васильева Корректор В. Гутма актор Т. Юрчико Изд.1571 сударственногопо делам изобр осква, Ж, Ра п, Харьк. фил, пред, Патент аз 60/320 Тираж 624 Подписно ЦНИИПИ Го комитета Совета Министров СССР етений и открытий М ушская наб., д. 4/5