Устройство для отображения информации на экране телевизионного индикатора

-Ъ Союз Советских Соцнавнстнческнх Республик(22) Заявлено 09.0376 ( с присоединением зая 2333938/18 Государственный комитетСовета Министров СССРно делам изобретенийи открытий(45) Дата опубликования описания 16,11.7 72) Автор изобрете(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРИАЦИ НА ЭКРАНЕ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ИНДИКАТОРА устройств отображеаиболее близким поости является устроения информации, со Данное изобретение относится кобласти автоматики и вычислительнойтехники и может быть использованодля построения разнообразных алфавитно-цифровых и графических диспле- бев с отображением информации на стан.дартном (в том числе цветном и проекционном) телевизионном индикаторе.Указанные устройства могут найтиширокое применение в вычислительнойтехнике, в технике связи, в автоматизированных системах управления (АСУ),в полиграфии и т.д., т.е. всюду, гдевозникает необходимость ввода и вывода алфавитно-цифровой и графической информации с возможностью ее.редактирования и преобразования,Известны устройства отображенияинформации на телевизионном индикаторе, содержащие блок ввода, соеди)ненный с блоком памяти и блоком вывода, генератор управляющих импульсов, соединенный со счетчиками вертикальной и горизонтальной дискретизации, подключенным и к генератору зна- Мков 113 .Иэ известныхния информации нтехнической сущи й"ство для отображ ЗО держащее блок ввода, соединенный с блоком памяти входных сигналов, подключенным к блоку вывода и блоку вычисления основных параметров, генератор управляющих импульсов, соединенный со счетчиками вертикальной и горизонтальной дискретизации, подключенными к генератору знаков ( 2 .Недостатками таких устройств является невозможность отображать алфавитно-цифровую и графическую информацию произвольного характера.К тому же оно при формировании элементов графической информации вносит значительные искажения начертания дуг и векторов.Целью настоящего изобретения является повышение качества отображенияВ предлагаемом устройстве эта цель достигается тем, что в него введены блок памяти основных параметров, соединенный с блоком вычисления ос" новных параметров, счетчики формирования адреса по координатам Л и У соединенные с блоком памяти основных параметров и соответственно со счетчиками горизонтальной и вертикальной дискретизации, последовательно соединенные блоки вычисления координат дуг и векторов, подключенные к счетчикамгоризонтальной и вертикальной дискретизации и блоку памяти основ:ых параметров, формирователь изображения,соединенный с генератором знаков иблоками вычисления координат дуг ивекторов, дешифратор, подключенный кблоку памяти основных параметров иблок кодирования, соединенный с формирователем изображения и телевизионным индикатором. Предлагаемое изобретение поясня ется чертежами, где на фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, на фиг, 2 показан пример фор.мирования сложного изображения.Предлагаемое устройство состоит из блока ввода 1, соединенного с бло-. ком памяти входных сигналов 2, подключенным к блоку вывода 3 и блоку вычитания основных параметров 4, генератора тактовых импульсов 5, соединенного со счетчиками вертикальной б и горизонтальной 7 дискретизации, подключенными к генератору знаков 8, блок памяти основных параметров 9, соединенный с блоком вычисления основных параметров 4, счетчики Формирования адреса по координатам 10 и 11, соединенные с блоком памяти основных параметров 9 и соответственно со счетчиками горизонтальной 7 и вертикальной б дискретизации, последовательно соединенные блоки вычисления координат дуг 12 и векторов 13, подключенные к счетчикам горизонтальной и вертикальной дискретизации и блоку памяти основных па раметров, формирователь изображения 14, соединенный с генератором знаков 8 и блоками вычисления координат дуг и векторов, дешифратор 15, подключенный к блоку памяти основных 40 параметров 9, и блок кодирования 15, соединенный с формирователем иэображения и телевизионным индикатором.Предлагаемое устройство работает следующим образом.45Обычный блок ввода 1, представленный в виде светового, ультразвукового или контактного пера, вводит графическую информацию в блок памяти входных сигналов 2. В качестве входных сигналов условимся принимать координаты крайних точек вектора либо три точки дуги, либо кодовуюкомбинацию знака.Входные сигналы обычно представляют в виде полного списка полнографи ческих данных для каждого знака, вектора или дуги н действительных координатах, как это производят н обычных дисплеях с программным управлением луча. 60Входные сигналы через блок вывода 3 могут подаваться н линию для передачи данных к удаленным ЭВИ либо к аналогичным устройствам отображения информации. Со второго выхода блока памятивходных сигналов 2 исходные данныепоочередно подаются на блок вычисления основных параметров 4, которыйпроизводит пересчет входных параметров н основные параметры, необходи.,мые для дальнейшего формированияиэображения только в пределах выбранных зон.В основе построения предлагаемого устройства лежит выбор большогочисла одинаковых квадратных эон, располагаемых на активной части растра.При Формировании алфавитно-цифровойинформации данные зоны выполняютфункции знаковых прямоугольников,в которые соответственным образомвписываются знакоместа формируемыхсимволов. Поскольку данные зоны какбы включены н прямоугольную сетку,на которую можно разбить весь растр, местоположение этих зон вполне определено. При формировании алФавитноцифровой информации, символы которойимеют фиксированное положение н выбранных зонах, нет необходимости запоминать адрес знака. В таких случаях в память зон вводят только кодовую комбинацию знака, которая затем преобразуется в видеосигнал известным образом.При формировании графической инФормации вектор, проходящий через дне точки, или дуга, в зависимости от раэмерон и местоположения, располагаются на определенном количестне квадратных зон. Естественно, чтон память всех этих зон необходимо ввести коды, характеризующие видформируемого иэображения, его оснонные параметры, характер кодированияи т.д. В процессе поочередного считывания информации со всех зон, как этоосуществляется н алфанитно-цифровых дисплеях, на выходе блока памяти оснонных параметров 9 кодоные комбинации, описывающие тот или иной элемент общего иэображения, расшифровываются подобно тому, как это осуществляется в алфавитно-цифроных или графических устройствах отображения информации.Для этой цели используют генератор знаков 8 блок вычисления координат дуг 12, блок вычисления координат векторов 13, дешифратор 15 и т.д.Количество и нид вычислительных устройств определяется характером основных параметров и ныбранным алгоритмом работы нсего устройства в целом.Так, например, при воспроизведении двух векторов, пересекающихся в одной точке, либо ломанной линии,место излома которой можно рассматривать как точку, из которой расходятся два вектора, необходимо использо6330 10 20 35 40 45 вать два блока вычисления координатвекторов, работающих независимо другот друга. При отображении трех линийв пределах одной зоны требуется триблока нычисления координат векторон.Применение независимых формирователей пересекающихся фигур обусловлен но тем фактом, что при редактировании сформированного изображения, стирание или перемещение одной из фигур не нарушает композицию, состоящую из оставленных фигур, т.е. не исключает из оставшегося изображения общихэлементов, принадлежащих исключаемому и оставшемуся изображениям.Количество векторов, пересекающих одну зону, обычно определяется размерами этой зоны. Поэтому можно с высокой достоверностью утверждать,чтоколичество вычислительных устройствтакого рода тем меньше, чем большеечисло зон располагается на телевизионном изображении. При выборе максимально нозможного числа зон, какэто делается для алфавитно-цифровыхдисплеев, количество блоков вычисления координат векторов может бытьограничено двумя-тремя, а блоков вычисления координат дуг - одним-двумя. Остальные операции, выполняемыеформирователем изображений, дешифратором и блоком кодирования, в принципе, не отличаются от известных. Блок вычисления основных параметров 4 работает сравнительно с невы- . сокой скоростью, На его выходе результат вычисления не изменяется в течение всего времени записи, что дает возможность записать основные параметры во все ячейки памяти, соответствующие зонам, через которые проходит данный графический элемент.Предположим, для определенностинеобходимо сформировать графический образ, состоящий из вектора, дуги и трех знаков, как показано на фиг.2, В данном случае для записи информации в память, в принципе, применим любой из известных способов. Однако запись графической информации в блок памяти основных параметров 9 может произнодиться автоматически. Так, например, при записи информации о векторе в блок памяти входных сигналов вводят координаты начала и конца вектора.По этим данным блок вычисления 4 не только вычисляет основные параметры, но также вычисляет адрес ячеек,в которые необходимо записать этипараметры, то есть, помимо своей основной функции, он производит вычисление, аналогичное блокам вычислениякоординат дуг 12 и векторов 13 Таким образом, н блок памяти основныхпараметров информация об основныхпараметрах формируемого вектора бу 42 6дет записана в ячейки п 13, о 1) ц),Гл), п 1 э (Фиг, 2),Аналогично информация об основныхпараметрах дуги будет записана в// 1/ячейки 11 Рл, 1 п 5 Р, ИРз п Гт 35 Р, глн 5Программа работы блока 4 предусматривает следующую очередность: первоначально вычисляются основные параметры, а затем все координаты зоц (ад-.рес), на которых следует записатьэти параметры. Естественно, что навтором этапе вычислений значение основных параметров неизменно и считывается с регистра в память по мереввода значений координат.Вполне понятно, что в качествеадреса записи используют только старшие разряды адреса, так как н данномслучае запись осуществляется в ячейки зон,Блок памяти основных параметров9 по сути дела является регенерационным ЗУ, работающим синхронно соскоростью телевизионной развертки.Характер его работы ничем не отличается от работы буферного запоминающего устройства алфавитно-цифровых дисплеев.Число ячеек памяти в этом ЗУ определяется числом зон, на которые разбивается весь растр, а емкость каждой ячейки - количеством информации,необходимой для воспроизведения алфавитно-цифровых и графических образов выбранной сложности. Посколькув данном устройстве имеется вэзможность использования метода подобного мультиплицирования, позволяющегозначительно уменьшить емкость памяти блока 9, рассмотрим это подробней.Предположим, при отображении информации, записанной в зоне в, р,(фиг.2),необходимо сформировать отрезок и часть дуги, ограниченной границамиданной эоны. Если основныепараметры укаэанных графических элементов Представить полным 10-разрядным кодом, а в процессе формированияэтих элементов на блоки вычисления12 и 13 подавать также полные цифровые развертывающие функции горизонтальной ЦРФ и вертикальной ЦРФ дискретизации, то не трудно заметить,что результат такого формирования,в пределах выбранной зоны, определяется изменением только младших разрядов. Но поскольку информация оконфигурации Формируемых элементовзакладывается н память данной эоны,то и расшифровка этой информациидолжна производиться только в пределах этой зоны, Иначе говоря, основные параметры в блоке 9 могут бытьпредставлены только младшими разрядами - (3-4 разряда - по числу разрядов, участвующих в расшифровкеинформации внутри эоны). При этомвыигрыш в емкости ЗУ составит 3,32,5 раза соответств, ццо, Поэтому навход блоков 12, 13, 8 подают сигна 633042лы, снимаемые с информационных выходов Счетчиков горизонтальной 7 и вертикальной б дискретизации.Характер сформированных подобномультинлицированных изображений при исключении старших разрядов в списке основных параметров формируемых изображений и цифровых развертывающих функций (ЦРФ) вычислительных устройств в качестве примера, показан в левом верхнем углу фиг,2.Наличие большого числа зон, на которых отсутствует графическая информация, позволяет, в свою очередь, испольэовать это явление для уменьшения емкости блока памяти основных параметров. С этой целью в ячейки ЗУ вводят код пробела с указанием его интервала от конца какого-либо изображения до начала следующего изображения. Применение для этой цели квазиассоциативных ЗУ позволяет избежать неравномерного заполнения 10)5 ячеек,. что в конечном итоге приводит тельным является также тот факт, что время расчета при формировании изображений значительно уменьшается,т.к. основные цифровые операции производятся со словами незначительнойдлины. Это в свою очередь упрощаеттребования к быстродействию цифровых 40 элементов.Совмещение функций алфавитно-цифрового дисплея с графическим, в рассматриваемом устройстве, сопряжено с некоторыми специфическими особенностями выбора цифровой развертывающей функции вертикальной дискретизацииДело в том, что при отображении алфавитно-циФровой информации начало координат целесообразно выбирать в начале прямого хода кадровой развертки (верхний левый угол растра) . При таком выборе начала коорди 45 55 нат удается обеспечить привычный для европейских языков порядок вводатекста (слева-направо и сверху-вниз)Однако такой выбор начала координат в графических дисплеях нецелесообразно, т.к. при этом возникает необходи мость ввода ряда параметров с отрицательными знаками.Выбор начала координат для отображения графической информации в левом нижнем углу может быть обеспечен пук значительной экономии, Остается добавить, что адресные шины считывания блока памяти основных параметров подаются только старшие разряды соот. ветствующих адресных ЦРФ, снимаемые со счетчика формирования адреса по координате Х 10 и счетчика формирования адреса по координате У 11.На входы блоков вычисления б и 7 подаются только младшие разряды соответствующих ЦРФ. Естественно, что такой подход приводит к значительному упрощению блоков вычисления координат дуг 12 и векторов 13. Положи тем применения в качестве ЦРФу вычитающих счетчиков. Для этого во время обратного хода кадровой развертки в счетчики б и 11 записываетсячисло, соответствующее максимальномучислу значений дискретных отсчетовпо вертикали,В процессе кадровой разверткистрочные синхроимпульсы подаются на.вычитающий вход счетчика, значениекоторого изменяется линейно до нуляв нижней части растра.Последнее обстоятельство должнобыть учтено при синтезе знаков, атакже при выборе сигналов адреса считывания, подаваемого на блок памятиосновных параметров 9.Выходные сигналы блока памяти основных параметров 9 распределяютсяна группы в зависимости от того вкакие разряды ячеек памяти записананеобходимая информация. Первая группа выходных сигналов несет, например, основные параметры формирования дуг. Эти сигналы, а также сигналы х и У вырабатываемые счетчикамидискретизации 7, 6 параллельным кодомподаются на высокоскоростные блокивычисления координат дуг 12, производящие вычисления круговых фигур.Выходными элементами этого вычислительного устройства являются цифровые компараторы, формирующие двавида сигналов, соответствующие круговым фигурам, имеющим радиусы, отличные от толщины круга ьг.Синтезируеьые при этом сигналы,будучи поданными на модулятор ВКУ,сформируют изображение секторов либо сигналов зоны вне секторов соответственно. Эти сигналы подаются наформирователь изображения 14.Блоки вычисления координат векторов работают в соответствии с выбранным алгоритмом вычисления. При этомна их выходах также формируются двавида сигналов, соответствующие двумподобным наклонным фигурам вытеснения.Формирователь изображения 14 производит сигтез разнообразных комбинаций из входных сигналов, что соответствует формированию сложных изображений,Выбор того или иного изображенияосуществляется обычным образом-блоком кодирования 16, на управляющиевходы которого подаются сигналы,снимаемые с выходов дешифратора 15.Кодирование информации по цвету, яркости, мельканиям и т.д. формируемойв пределах зоны, осуществляется также с помощью блока кодирования 16.Таким образом, в процессе отображения при переходе от одной эоны кдругой на одной строке растра происходит автоматическая смена адресаячеек памяти,и, следовательно, изменение основных параметров. При этомпроисходит изменение вида синтезируемого изображения от зоны к зоне, а, следовательно, и многократное использование блоков 12, 13, 8, 14, 15, 1 б.Использование новых элементов вычислительных устройств, запоминаю 1 цих блоков дешифрирования, кодирования и Формирующих устройств, выгодно отличает предлагаемое устройство отоб,ражения информацииот указанного прототипа, так как при этом значительно расширяются функциональные возможности, повышается качество Формируемых изображений и упрощается устройство.Формула изобретенияУстройство для отображения информации на экране телевизионного индикатора, содержащее блок ввода, со" единенный с блоком памяти входных сигналов, подключенным к блоку вывода и блоку вычисления основных параметров, генератор управляющих импульсов, соединенный со счетчиками вертикальной и горизонтальной дискретизации, подключенными к генератору знаков, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества отобЗО ражения, в него введены блок памяти основных параметров, соединенный с блоком вычисления основных параметров, счетчики Формирования адреса по координатам Х и 1, соединенные с блоком памяти основных параметров и соответственно со счетчиками горизонтальной и вертикальнойдискретизации, последовательно соединенные блоки вычисления координат дуг и векторов, подключенные ксчетчикам горизонтальной и вертикальной дискретизации и блоку памятиосновных параметров, формировательизображения, соединенный с генератором знаков и блоками вычисления ко"ординат дуг и векторов, дешифратор,подключенный к блоку памяти основныхпараметров и блок кодирования, со"единенный с формирователем изображения и телевизионным индикатором,Источники информации принятые вовнимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССРф 491967 ю кл, Я Об К 15/20 у 02.01.742. Драбкин Р.И. Формированиецифро-буквенной и графической информации на телевизионном экране вкн. Телевизионные методы и устройства отображения информации подред. Кривошеева И.И. М., Сов.радио"1975, с, бб,Составитель Г,МитинаТехред Н.Андрейчук Корректор Н.Ковалева едактор Д.Эубо Закаэ Подписно СССР лиал ППП Патент, г. Ужгород, Ул. Проектная,б/40ИПИ Госу1130 рственнпо деламМоскв Тираж 784го комитета Совета Министриэобретений и открытиЯЖ, Раушская наб., д.