Устройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 070280 (21)2880999/18-24 (51) М. КП.з с присоединением заявки М 0 09 О 1/08 Госуларствеиный комитет СССР ио лелам изобретений и открытийДата опубликования описания 230582(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРИАЦИИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ ТРУБКИИзобретение относится к автоматике, радиолокации и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах отображения графической информации на экране электроннолуче вой трубки (ЭЛТ)для съема отображаемой информации.По основному авт.св. Р 714445 из,вестноустройство для отображения графической информации на экране электроннолучевой трубки, содержащее Формирователи управляющих напряжений по координатам Х и У, первые входы которых подключены к выходам первого и второго преобразователей код-напряжение, входы которых соедюены с первыми информационными входами уст-. ройства, блоки суммирования напряжений по координатам Х н У, первые входы которых подключены и вторым информационным входам устройства, а .их выходы - к вторым входам формирователей управляющих напряжений по координатам Х н У, выходы которых соединены с первым и вторым выходами устройства, третий выход которого соединен с выходом блока управления подсветом, вход которого подключен к управляющему входу устройства, соединенному с первым входом первого генератора пилообразного напряжения,.третий и четвертый преобразователи код-напряжение, входы которых подклю .чены к третьим информационным входамустройства выход третьего преобразователя код-напряжение соединен с вторым входом первого генератора пилообразного напряжения, выход которого ,подсоединен ко второму входу блока .суммирования напряжений по координате У, входы второго генератора пилообразного напряжения подключены к управляющему входу устройства, к выходу четвертого преобразователя коднЬпряжение, а выход второго генератора пилообразного напряжения соединен с вторым входом блока суммирования напряжения по координате Х.Недостатком этого устройства является низкая точность и недостаточное быстродействие съема координат элементов иэображения. Низкая точность съема координат обусловлена тем, что съем координат может произ водиться либо, визуально при помощилинейки, или вводимой по каналу, информации электронной шкалы (координатной сетки), либо прн помощи электромеханического датчика (преоб- ЗО разователя угол-код) который рас 930358полагается над экраном ЭЛТ. Из-заопределенных конечных размеров щупадатчика и параллакса поверхности экрана ЭЛТ и защитного стекла точнаяустановка щупа на элемент изобрааенняпринципиально невозможна. Недостаточное быстродействие съема координатобусловлено отсутствием в известномустройстве автоматизации ввода, т.е.тем, что визуально считанные координаты вводятся ваппаратуру обработки 10при помощи ручной установки на соответствующей клавиатуре. Необходимостьвводить электронную шкалу или координатную сетку для визуального съемакоординат также приводит к снижениюбыстродействия и уменьшению объемаотображаемой. информации, а также;увеличивает засветку экрана ЭЛТ.Цель изобретения - увеличениеточности и повышение быстродействия,Поставленная цель достигаетсятем, что в известное устройство дляотображения графической информациина экране электроннолучевой трубкивведены последовательно соединенныедатчик маркера, первый коммутатор,второй коммутатор и блок сравнения ипоследовательно соединенные Фотодатчик, блок адреса,.блок ввода команди блок памяти, причем второй выходпервого коммутатора соединен с первым входом второг.1 коммутатора, второй вход которого соединен с первымвыходом блока управления, второйвыход которого соединен с вторым входом блока сравнения, третий входкоторого соединен с первым выходомблока памяти, а выход - с вторымвходом блока ввода команд, третийвход которого соединен с третьим выходом блока управления, четвертый вы 10ход которого соединен с блоком управления подсветом, пятый выход блокауправления соединен с вторым входомблока адреса, третий вход которогосоединен с вторым выходом блока памяти, третий выход которого соединен.с третьим входом второго коммутатора,а четвертый выход его - с входом блока управления.На фиг, 1 изображена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока адреса; на Фиг.Зструктурная схема блока ввода команд;на Фиг. 4 - структурная схема блокауправления,55Устройство для отображения графической информации на экране электронфлучевой трубки (фиг.1) содержитпреобразователи код-напряжение (ПКН)1-4, генератора 5 и 6 пилообразногонапряжения блоки 7-8 суммированиянапряжения , Формирователи 9 и 10управляющих напряжений ,блок 11 управления подсветом, электроннолучевуютрубку (ЭЛТ) 12 с отклоняющей.системой 13, датчик 14 маркера, фотодат чик 15, коммутаторы 16 и 17,блок сравнения 18, блок 19 адреса, блок 20 ввода команд, блок 21 памяти и блок 22 управления, входные шины 23, 24 и 25 и выходную шину 26.В качестве датчика 14 маркера может быть испфльзован электромеханический преобразователь угол-код, который преобразует положение рычага на пульте оператора в цифровой код прямоугольных координат.В качестве датчика 15 может быть использован обычный фотосъемник с Фотодиодом,реагирующим на световое излучение, в качестве коммутаторов 16 и 17 - группы логических элементов И.Блок 19 адреса (Фиг.2)предназначен для преобразования временного кода (импульса) от фотодатчика 15 в соответствующий ему цифровой код адреса элемента графического иэображения и выдачи соответствующего сигнала в следующем цикле. Блок 19 адреса содержит регистр 27, коммутатор 28, регистр 29, узел 30 сравнения и узел 31 сброса. Узел 31 сброса предназначен для установки регистра 29 в нулевое состояние.Вход коммутатора 28 является первым входом блока 19.Информационные входы регистра 27 являются вторым входом блока 19,вход сброса регистра 27 - третьим входом блока 19.Блок 20.ввода команд (фиг,З) предназначен для ввода соответствующей команды в момент появления необходимого адреса (т,е,информации об выбранном элементе изображения). Блок 20 ввода команд содержит шифратор 32,регистр ЗЗ, элемент ИЛИ 34 и коммутатор 35. ШиФратор 32 предназначен для хранения и выдачи цифрового кода соответствующей команды и может быть выполнен в виде одностороннего запоминающего устройства и клавиатуры.Входы элемента ИЛИ 34 являются первыми вторым входами блока 20 команд.Вход сброса регистра 33 является третьим входом блока 20 команд.Блок 21 памяти предназначен длязаписи и хранения всех данных оботображаемом изображении (кода адреса, координат и признака о характере элемента изображения - точка или вектор)и может быть выполнен на магнит- ном барабане, магнитных дисках, магнитной ленте, на Ферромагнитных или полупроводниковых накопителях и.т.п.Блок 22 управления (фиг.4) предназначен для формирования тактовых синхронизирующих сигналов для управления во времени работой отдельных блоков устройства. Блок 22 управления содержит генератоо 36 тактовых импульсов, синхронизатор - распреде литель 37,регистр 38,коммутатор 39 игенератор 40 расцветки подсвета.Синхронизатор-распределитель 37 предназначен для формирования распределенных во времени тактовых синхронизирующих импульсов на первом-шестом выходах блока 22 управления. Конкретное выпол нение синхронизатора-распределителя может быть различным. Генератор 40 расцветки подсвета предназначен для под - света точки и векторов,а также различной расцветки векторов(например в 0 виде пунктирной, штрих-пунктирной и т.д.линий), Генератор 40 расцветки подсвета может быть реализован на триггерах и логических элементах И и ИЛИ, Выход генератора 40 является седьмым 15 выходом блока 22 управления.Устройство для отображения графической информации на экране ЭЛТ работает следующим образом.От внешнего устройства (например от ЦВМ) по шине 25 на блок 21 памяти поступает информация. Запись информации об каждом .из элементов иэображения (точка или вектор) производится по адресному принципу. Кодо- грамма каждого сообщения может содержать код адреса, код координат начала вектора или код координат точки, код координат конца вектора и признак (точка или вектор). Запись информа-., 30 ции в блок 21 памяти может производиться только в моменты времени, когда считывание информации не производится.Первоначально на третьем выходе 35 блока 22 управления Формируется управляющий сигнал считывания информации, по которому на выходах блока 21 памяти появляются: код адреса(первый выход на блок 19), код координат 4 О (второй и третий выходы на блок 18 и коммутатор 17) и код признака (четвертый выход на блок 22).На пятом выходе (на коммутатор 17) блока 22 появляется управляющий сиг нал, по которому коды координат пере 45 даются в преобразователи 1-4 (код координат начала вектора или точки поступает в преобразователи 1 и 2, код координат конца вектора поступает в преобразователи 3 и 4). Цифровые коды преобразуются в аналоговые постоянные напряженияНапряжения .с выходов преобразователей 1 и 2, усиленные в формиоователях управляющих ;напряжений 9 и 10 (по координатам Х 55 и У) выводят луч ЭЛТ 12 в начальную позицию вектора. На шестом выходе блока 22 управления появляется сигнал, длительность которого определяет время формирования вектора. Этот сиг"Ю нал появляется только при наличии признака, характеризующего вектор, и включает генераторы 5 и 6 пилообраз.ного напряжения, на вторые входы которых поступают напряжения с выходов 5 преобразователей 3 и 4, которые определяют конечную амплитуду пилообразных напряжений на выходах генераторов5 и б пилообразных напряжений( т.е.длину вектора), Линейно изменяющиесянапряжения с выходов генераторов 5и б поступают на блоки 7 и 8 суммирования напряжений, где происходит их сложение с постоянными напряжениямисдвига, поступающих по входным шинам23 и 24. Последнее позволяет по желанию оператора производить сдвиг отображаемой информации, например, по восьми направлениям (через 45 ф )на 1/2 - 1/8 часть диаметра экрана ЭЛТ 12, что позволяет повысить точность отображения и съема информации путем перемещения изображения в центральную часть экрана ЭЛТ 12. С выходов блоков 7 и 8 суммирования напряжений линейно изменяющиеся напряжения с начальным уровнем через формировате. - ли управляющих напряжений 9 и 10 поступают на отклоняющуюся систему 13 и отклоняют луч на экране ЭЛТ 12 в заданном направлении. Бпок 11 управления подсветом по сигналу с блока 22 управления (седьмой выход) формирует импульсы подсвета, которые отпирают ЭЛТ 12 на время Формирования вектора (или точки), и осуществляет по желанию оператора(путем набора соответствующей команды на пульте блока вводакоманд 20) различную расцветку отображаевих векторов (например, изобра" жение вектора может быть сплошным, пунктирным, штриховым, штрих-пунктирным). После окончания управляющих импульсов иа входах генераторов 5 и б и блока 11 генераторы 5 и б возвращаются в исходное состояние, а лучЭЛТ 12 запирается. Линия отображеиного вектора или точка на экране ЭЛТ 12 сохраняется на время послесвечения.При отображении точек их коды, подаются только на ПКН 1 и 2, генераторы пилообразного напряжения 5 и б в работе не участвуют и блок 11 управления подсветом вырабатываеттолько подсвет точки, поскольку цифровой код,характеризующий признак вектора,не поступает на регистр 38 в бло. - ке управления 22 и последний не Формирует управляющий сигнал для запуска генераторов пилообразного напряжения 5 и 6, а генератор 40 расцветки подсвета выдает короткий сигнал подсветки точки.,Съем координат элементов отображаемого изображения на экране ЭЛТ 12 осуществляется следующим образом.Фотодатчик 15 подносится к элементу изображения на экране ЭЛТ 12. При нажатии кнопки на фотодатчике 15 в момент высветки выбранной точки(или вектора) с выхода фотодатчика 15 наблок 19 адреса поступает импульс, который сооответствует во времени адресу кода координат выбранного элемента, Этот импульс разрешает произвести запись набранной операторомкоманды по выбранному адресу в блок 5памяти, в том числе и для передачикода координат выбранного элементаизображения на выходную шину 2 б (идалее во внешнее устройство, напри"мер ЦВХ для дальнейшей обработки) . 10Передача кода осуществляется следующим образом,Адрес кода координат выбранногоэлемента при наличии импульса с Фотодатчика 15 переписывается через коммутатор 28 в регистр 29. Содержание:регистра 27 стирается по команде сблока 22 управления (первый выход),В следующем цикле на регистр 27 поступает новое значение адреса из блока 221 памяти, снова стирается и т.д,дотех пор, пока новое содержание регистра 27 не станет равным содержаниюрегистра 29. В этом случае на выходеузла сравненйя 30 и соответственнона выходе блока 19 адреса формируется импульс, а содержание регистров27 и 29 стирается (при необходимостисодержание регистра 29 может быть использовано для обращения к блоку 21памяти). Импульс с выхода блока 19адреса(выход узл. 30 сравнения) передается на вход блока 20 команд, гдеразрешает запись набранной операторомкоманды (например запрет высветки,выдача информации, вид расцветки век торов и т,д.)на пульте шифратора 32блока 20 команд в блок 21 памяти.Набранная команда записывается поадресу, по которому появился времен.ной импульс с фотодатчика 15 .В далв нейшем процесс высветки координатвыбранного элемента изображения производится в соответствии с набраннойкомандой. Применение фотодатчика 15целесообразно только при расположаний 45элементов изображения на .расстояниибольше окна (разрешающей способнОстИ)фотодатчика 15.При небольших расстояниях между элементами изображения более целесо образным является применение электро- механического датчика 14, который Формирует коды координат маркера(точки), определяемые угловым положением рычага. коды координат маркера пос оянно поступают через коммутатор 16 фа первый вход коммутатора 17. При отсутствии управляющего сигнала с пятого выхода блока 22 управления коды координат маркера подаются на ПКН 0 1 и 2 и отображаются на экране ЭЛТ 12. В этом случае блок 22 управления (седьмой выход) выдает на блок 11 управления подсветом импульс, определяющий подсчет точки. При помощи рычага датчика 14 маркер устанавливается на выбранный элемент изображения,например на точку начала вектора При нажатии кнопки на датчик 14 кодыкоординат маркера подаются через коммутатор 16 на блок сравнения 18, на другой вход которого подаются обновляемые в каждом цикле координаты отображаемой точки или вектора с блока 21 памяти (со второго выхода). В момент равенства сравниваемых кодов на выходе блока 18 сравнения появляется импульс, подаваемый на другой вход блока 20 ввода команд (в случае необходимости коды координат маркера совместно с адресом координат, тождественным координатам маркера). Да.лее процесс аналогичен вышеописанному еУправляющие сигналы с первого, второго, третьего и четвертого выхоцов блока 22 управления в промежутках между циклами отображения и съема информации периодически списывают содержания соответствующих регистров в блоках 18-21. По сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает повышение быстродействия и увеличение точ" ности съема координат элементов графического иэображения с экрана ЭЛТ.Быстродействие и точностьповышаютсяза счет применения Фотодатчика с высокой разрешающей способностью, что позволяет производить с большим быстродействием съем координат элементов изображения, расположенных в различных частях экрана ЭЛТ. При расположении,элементов, подлежащих съему на близком расстоянии между ними более целесообразно производить съем координат при помощи датчика маркера.Точность съема в этом случае незначительно ниже, чем при работе с фото- датчиком, поскольку в первом случае координаты подаваемые на сравнение с отображаемыми координатами.Формируются заново, а во втором случае используются координаты элемента, хранящиеся в памяти. Целесообразность применения датчика маркера вместо Фотодатчика в ряде случаев определяется тем, что при расположении элементов изображения на расстоянии ; меньшей .разрешающей способности фото- датчика возникает опасность съема координат соседнего объекта,что внесет погрешность. Введение координат соседнего элемента изображения, расположенного на близком расстоянии от отображаемого при применении датчика маркера исключается.Предлагаемое устройство позволяет автоматизировать процесс считывания координат элементов отображаемой информации, что повышает точность и быстродействие (т.е.производительность) считывания, например,при редактировании изображения, обеспечивает отображение графической информации, например векторов через весь экран ЭЛТ при высоком быстродействии и большой точностира также произво дит точный съем отображенной информации с высокой производительностью,10Формула изобретенияУстройство для отображения графической информации на экране электроннолучевой трубки по авт.св. Р 714445, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности и повышения быстродействия, в устройство введены последовательно соединенные датчик маркера, первый коммутатор, второй коммутатор и блок сравнения и после довательно соединенные фотодатчик, блок адреса, блок ввода команд и блок памяти, причем второй выход первого коммутатора соединен с первым входомвторого коммутатора, второй вход котоРого соединен с первым выходом блокауправления, второй выход которогосоединен с вторым входом блока сравнения; третий вход которого соединенс первым выходом блока памяти, а выход - с вторым входом блока ввода ко"манд, третий вход которого соединенс третьим выходом блока управления,четвертый выход которого соединен сблоком управления йодсветом,пятыйвыход блока управления соединен свторым входом блока адреса, третий, ходом блока памяти, третий выход которого соединен с,третьим входом второго коммутатора, а"четвертый выходего - с входом блока управления. источники инфоРМации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 714445, кл. 6 06 К .15/20, 1977.930358 г,Р Составитель В. Фокина озориз Техред И. Рейвес Корректор А.Ференц 4 еакто Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектн каз 3478/б 7 Тираж 474 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 113035,Москва, Ж-ЗБ,РауПодписнкомитета СССРи открытийкая наб.,д.4/5