Устройство для отображения информации на экране цветного телевизионного индикатора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК Г ССУДОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ ССС ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ВТОРСНОМЪ( СВИДЕТЕЛ;(54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕ.НИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ ЦВЕТНОГО ТЕ,ЛЕВИЗИОННОГО ИНДИКАТОРА содержащее1 синхронизатор, подключейный к одному из входов цветного телевизионно го индикатора, другие входы которо-.го подключены к первому блоку памя" 801007118 ти, один из входов которого подклю-: чен к информационному входу устройства, а другой - к вихру аиратора, соединенного с блоком элементов запрета, отличающееся тем, что, с целью повыаения точнос. ти за счет увеличения детальности , изображения, оно содержит формирователи геометрических элементов изображения и блок наложения геометрических элементов изображения, один из входов которого подключен к информационному входу устройства, а другие - к выходам Формирователей геометрических элементов изображе- . ния, .одни из входов которых подклю-чены к информационному входу устрой" ства, а другие - .к синхронизатору, а выход блока наложения геометричес- . ких элементов Мзображения подключен к входу блока элементов запрета. р1 ООУ2, Устройство по и. 1, о т л и ц а ю щ е е с я тем, что Формиро" ватель геометрических элементов изображения содержит первый и второй сумматоры, входы которых подключены к выходам первого и второго, третьего и четвертого интеграторов соответственно, а выходы сумматоров соответственно - к одним из входов первой и второй и третьей и четвертой схем сравнения и к одним из входов второго блока памяти, другие входы схем сравнения и одни из входов интеграторов являются одним иэ входов Формирователя, выходы схем сравнения подключены к входам элемента И, выход которого соединен с тре 118тьим входом второго блока памяти, выход которого является выходом формирователя, а вторые входы первого и третьего и второго и четвертого интеграторов - другими входами формирователя.3. Устройство по и. 1, о т, л ич а ю щ е е с я тем, что блок наложения геометрических элементов изображения содержит регистр, вход которого является одним из входов блока, а выходы подключены к одним из входов дешифраторов, вторые входы которых являются другими входами блока, выходы дешифраторов подключены к входам элементов ИЛИ, выходы которых 1 являются выходами блока.1Изобретение относится к вычислительной технике и, в частности, к устройствам для отображения графической информации, меняющейся в .реальном времени. 5В устройствах для отображения граФической информации, при условии изменения этой информации в реальном времени, исключительно важной является проблема повышения детальнос ф ти отображаемых изображений, так как повышение количества деталей связано или с увеличением затрат машин". ного времени управляющей вычислительной машины (УВМ), входящей в систе ф1 му, или с увеличением аппартурныхзатрат на реализацию аппаратурной части системы.Оба этих пути не дают необходимого повышения детальности отображае мых изображений, так как первый путь ограничивается временем смены Фаз движения отображаемого графического иэображения и конечной производительностью универсальной вычислительной О машины, Время смены фаз движения составляет в среднем 60 мс и обусловлено характеристиками зрения человека. Чтобы человек видел движение графического изображения непрерыв ф ным, ему необходимо предъявлять каждую новую фазу движения изображения через время смены фаэ движения. Если новая фаза движения предъявляет 2ся через время большее чем 60 мс, то человек видит движение состоящим из отдельных фаз или видит резкие, отрывистые движения. Это приводит к тому, что для каждой Фазы движения графического изображения на УВМ необходимо рассчитать координаты всех точек формируемых граФических изображений в течение каждых 60 мс, если поведение отображаемого объекта заранее не обусловлено и подчиняется управляющим воздействиям, зависящим от реакции оператора системы на внешние воздействия например, оператора системы отображения информации авиационного тренажера). Однако производительность современных УВМ недостаточна для того, чтобы рассчитывать координаты точек графических изображений эа 60 мс в количестве, достаточном для обеспечения высокой детальности отображаемых изображений.Второй путь повышения качества графических изображений связан с увеличением аппаратурных затрат на реализацию аппаратурной части системы. Рост аппаратурных затрат в этом случае происходит пропорционально сложности или детальности отображаемых изображений, так как для каждого конкретного иэображения строится специализированный процессор, Этот процессор по параметрам иэобра3 1 0071 жений, поступающих из УВМ, рассчитывает координаты всех точек изображения каждые 60 мс. Такие процессоры строятся на основе цифровых или аналоговых интегрирующих бло ков, а их структура - .жесткие связи между интеграторами - определяется видом отображаемого изображения. Таким образом, для каждого изображения в этом случае необходим свой специализированный процессор, а если класс изображений, отображаемых системой, расширяется, то пропорционально их сложности и количеству растет число процессоров. 15Известно устройство для отображения информации, содержащее ряд специализированных процессоров, соединенных с выходами УВМ и датчиков информации, логический блок и теЛевизионный индикатор 1Недостатки этого устройства заключаются в больших аппаратурных затратах и низкой детальности формируемых изображений.25Устранение противоречий между точностью отображения изображения, затратами машинного времени и аппаратурными затратами возможно на пути создания многомашинных систем для отображения информации, ориентированных на решение ограниченного класса задач,.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для отображения информации, на экране цветного телевизионного индикатора, предназначенное для отображения графических изображений, состоящих из плоских фигур, ограниченных прямыми линиями (трапеция 46 ми) 2.Недостаток этого устройства заключается в низкой детальности формируемых изображений, так как эти изображения ограничиваются отрезками прямых линий. Кроме этого, УВМ должна за время смены фаз движения рассчитать тангенсы углов наклона отрезков, ограничивающих трапеции, что, в связи с ограниченной производитель В ноетью, ограничивает число трапеций и таким образом снижает качество .или детальность формируемых изобра-. жений, так как эти изображения аппроксимируются ограниченным числом прямых линий.Цель изобретения - повышение точности отображамоей информации за 18 4счет увеличения детальности изображения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее синхронизатор, подключенный к одному из входов цветного телевизионного индикатора, другие входы которого подключены к выходам цифроаналоговых преобразователей, подключенных к первому блоку памяти, один из входов которого подключен к инФормационному входу устройства, а другой - к выходу шифратора, соединенного с блоком элементов запрета, введены формирователи геометрических элементов изобра" ,женив и блок наложения геометричес ких элементов изображения, один из входов которого подключен к инфор - мационному входу устройства, а другие - к выходам Формирователей геометрических элементов изображения, одни из входов которых подключены к информационному входу устройства, а другие - к синхронизатору, а выход блока наложения геометрических элементов изображения подключен к входу блока элементов запретаформирователь геометрических элементов изображения содержит первый и второй сумматоры, входы которых подключены к выходам первого, второго, третьего и четвертого интеграторов соответственно, а выходы сумматоров соответственно - к одним из входов первой, второй, третьей и четвертой схем сравнения и к одним из входов второго блока памяти, другие входы схем сравнения и одни из входов интеграторов являются одним из входов формирователя, выходы схем сравнения подключены к входам элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго бло" ка памяти, выход которого является выходом формирователя, а вторые входы первого и третьего и второго и четвертого интеграторов - другими входами формирователя. Блок наложения геометрических элементов изображения содержит регистр, вход которого является одним из входов блока, а выходы подключены к одним из входов дешифраторов, вторые входы которых являются другими входами блока, выходы дешифраторов подключены к входам элементов ИЛИ, выходы которых являются выходами блока.3 10071На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - схема формирователя геометрических элементов изображения; н фиг. 3 - схема блока наложения геометрицеских элементов иэображения.Устройство для отображения информации на экране цветного телевизионного индикатора содержит цветной телевизионный индикатор 1, вхо" 0 ды которого через цифро-аналоговые преобразователи 2-4 подключены к выходам первого блока 5 памяти. Четвертый вход индикатора 1 подключен к выходу синхронизатора 6, выход 1 которого соединен с информационным входом 7 устройства, связанным с выходной шиной управляющей вычислительной машины. формирователи 8-10 геометрических элементов изображе ния связаны с блоком 11 наложения геометрицеских элементов изображения и первым блоком 5 памяти. Другой вход йервого блока 5 памяти через тюследовательное соединение блока 12 25 элементов запрета и дешифратора 13 подключен к выходу блока 11.формирователи 8- 10 геометрических элементов изображения (фиг. 2), содержат первый, второй, третий и ш 1 четвертый интеграторы 14-17, первый и второй сумматоры 18 и 19, первую, вторую, третью и четвертую схему 20-23 сравнения, элемент И 24 и второй блок 25 памяти.Блок 11 наложения геометрических элементов изображения . предназначен для формирования общего сигнала из сигналов деталей изображения, имеющих одинаковый порядок видимости Р (1, 2 -1,). Первый порядок видимости указывает на то, что это изображение может загораживать от наблюдателя другие, наблюдаемые, им изображения йли их части, но само не может быть выполнено другим изображением. Изображения второго порядка видимости загораживают от наблюдателя иэображения последующих порядков видимости. Блок 11 наложения геометрических элементов иэображения (фиг. 3) содержит регистр 26, р схем ИЛИ 27-29 каждая из которых имеет К входов, К дешифраторов 30-32, каждый из кото- фф рых имеет р выходов.Вход регистра 26 подключен к информационному входу 7 устройства18Блок 12 элементов запрета предназначен для устранения невидимых частей отображаемых в системе изображений и состоит из р"1 элементов И.Шифратор 12 предназначен для преобразования позиционного кода с выхода блока 13 элементов запрета в двоичный код, Двоичный код на выходе шифратора 12 является кодом адреса первого блока 5 памяти, в кото" ром хранится информация о цвете и яркости изображения каждого порядка видимости,Устройство работает следующим Ьбразом.формирователи 8-10 геометрических элементов изображения фор 1 ируют сигналы деталей изображений путем считывания содержимого второго блока 25 памяти /адресными сигналами, которые формируются интеграторами 14- 17 и сумматорами 18 и 19. Адресные сигналы на выходах сумматоров 18 и 19 имеют следующее математическое описаниеиЮ = п 1 СОВЧ-Фос 05 Ч+ О(Ц 51 пМ-и 51 ПЧ+Щ 1,1)11 Ь 1= ъИ) с 059-пос 05 Ч - пз 51 пЧ++630 вМ Ч+ пО р)где що, по - координаты центра вращения детали изображения в системе координаттелевизионного растра;1що, по - .координаты центра вращения детали иэображенияв системе координат детали иэображения, совпадающей с системой координат второго блока 25памятищ(й), п(С) " мгновенные значения текущих координат растра;ц 1 (й),и (й) - мгновенные значениятекущих координатвторого блока 25памяти;- угол поворота системыкоординат второго блока25 памяти относительносистемы координат растра.Выражения (1) и (2) аналогичны математическому описанию параллельного переноса и поворота на угол Ч системы координат детали изображения (х , у) относительно системыЭ 10071Информационное слово формируетсяв управляющей вычислительной машинеи по мере Формирования поступает наее выходные буферные регистры. В конце этого процесса управляющая вычислительная машина выдает импульсныйсигнал Тотов", по. которому словопереписывается из выходных буферных регистров в буферный регистр блока ввода информации. По сигналу Тотов 10 е буферном регистре происходит сдвиг информации под действием импульсов тактовой частоты ЕСдвиг осуществляется во время обратного хода строчной развертки, 1 З причем информационное слово, находящееся в буферном регистре, переписы" вается во время сдвига в регистры остальных блоков устройства, Направление переписи задается демультиплек сором, который преобразует код номера детали изображения в соответст" вующий порядок подключения своих выходов. Таким образом, каждая часть инФормационного слова попадает в тот И блок, работой которого она управляет или является исходными данными для обработки внем информации. Сдвиг информации завершается в конце обратного хода строчной развертки, в Зр результате чего буферный регистр управляющей вычислительной машины становится свободным от информации и готовым к приему нового информа" ционного слова. Затем описанный процесс передачи информации повторяется.В момент начала прямого хода первой телевизионной строки е видимой части кадра блоки аппаратной части начинают процесс Формирования сигнала отображаемого изобрежения. Импульсы горизонтальной и вертикальной дискретизации растра с выходов синхронизатора 6 поступают на соответствующие входы формирователей 8-10 геометрических элементов изображения, где взаимодействуют с коэффициентами и свободными членами выражений (1)-(4) или четвертыми и пятыМ ми частями информационных слов, в результате чего осуществляется моделирование этих выражений во времени,Моделирование осуществляется синх 1 ронно с"телевизионным растром, е результате чего возникают адресныеИ сигналы аИ) и Р(й). Адресные сигналы поступают на адресные входы соответствующих блоков памяти, отку 18 10да считываются сигналы деталей иэображения. Наклон и положение каждой детали задаются пятой частью инфор" мационного слова, описывающего дан.- ную деталь изображения. Сигналы деталей изображения поступают на входы блока 11 наложения геометрических элементов изображения, е регистре 26 которого записаны третьи части информационных слов, под действием которых дешифраторы 30-32 и элементы ИЛИ 27-29 пропускают на выход логического блока 11 наложения геометрических элементов изображениФ сигналы деталей изображений первого порядка видимости,на второй выход " сигналы деталей изображений второго порядка видимости и т,д., что упорядочивает расположение сигналов относительно выходов,блока.С выходов блока 11 наложения геометрических элементов иэображения сигналы разных порядков видимсй:ти подаются на соответствующие входы блока 12 элементов запрета, где при наличии на различных входах в один момент времени сигналов различных по-. рядков видимости на первый выход пропускаются сигналы первого порядка видимости. На второй выход пропускаются те части сигналов-второго порядка видимости, которые соответствуют видимым частям изображений второго порядка видимости, в другой момент времени, когда не видно изображений первого порядка и т.д. Таким образом, из всех выходов блока 12 элементов запрета в каждый момент времени только на одном выходе может быть сигнал изображения, так как наблюдатель должен в каждой точке телевизионного растра видеть одну точку конкретной непрозрачной детали изображения. Наличие сигнала изображения только на одном иэ выходов блока 12 элементов запрета в каждый момент времени соответствует позиционному коду этого выода или конкретной, видимой (отображаемой) в данный момент времени, детали изображения, Позиционный код детали изображения с выходов блока 12 элементов запрета поступает в каждый момент времени на вход шифратора 14, где преобразуется в двоичный код, который поступает на адресные входы первого блока 5 памяти. В первом блоке 5 памяти по двоичным адресам, соответствующим номеру детали иэоб1007ражения, хранятся коды яркости ицвета каждой детали иэображения,занесенные в него в виде второй части информационного слова. Таким образом,-при поступлении на адресный 3вход первого блока 5 памяти двоичного кода на его выходах возникаюткоды яркости и цвета, преобразующие"ся в цифро-аналоговых преобразователях 2-4 в три аналоговых сигнала,амплитуды которых в каждый моментвремени модулируют по яркости и цвету три модулятора цветной электронно"лучевой трубки, входящей в цветной телевизионный индикатор 1. В фрезультате описанного процесса работы системы на экране электроннолучевой трубки отображается цветноеиэображение, меняющееся в реальномвремени, 26Предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет .значительноменьшие аппаратурные затраты,Кроме того, она позволяет значительно сократить затраты машинного 118 12времени УВИ на расчет кбэффициентови свободных членов выражений (1)и 2). Так, если в качестве управляющей вычислительной машины используется ЗВИ с быстродействием200,000 операций в секунду, то нарасчет в предлагаемой системе тратится 4 мс машинного времени, а визвестной 137 мс. Зто говорит о том,что в известной системе изображение будет обновляться с частотой7 Гц и будут наблюдаться скачкообразные движения деталей, вращающихся в реальном времени., Этот эффектполностью отсутствует в предлагае"мом устройстве для отображения информации.Таким образом, предлагаемое устройство для отображения информациистроится с меньшими аппаратурнымизатратами, позволяет отображать изображения с высокой детальностью, т,е.высокого качества по сравнению ссуществующими устройствами для отображения информации,Составитель В. Гречаниновдактор Т. Куг ышева Тех ед С.Мигунова Корректор И. Шуллаодписное 3/73 ППИ Государст СРо делам изобр133035, Москва Иилиал ППП "Патент", г, Ужгород ул. Проектная д. 4/5 Заказ 21 ВНИИ иТиражвенного комитета ССетений и открытий