Устройство для формирования фигур конического сечения на экране электронно-лучевой трубки

СОВЕТСНИХ ИСТИЧЕСНИХЛИН р( рсиэв 1 ТЕН 4 .1 с ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ САНИЕ ИЗОБ(71) Ленинградский институт авиационного приборостроения(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 991489, кл, С 09 С 1/16, 1981(54)(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРИИРОВАНИЯФИГУР КОНИЧЕСКОГО СЕЧЕНИЯ НА ЭКРАНЕЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ по авт. св.9 991489, отличающеесятем, что, с целью повышения качестваформируемых фигур путем созданиявизуально непрерывного контура отображаемой фигуры, в него введеныпервая интерполирующая цепочка, содержащая последовательно соединенные первый регистр хранения координатпредыдущей строки, третий комбинационный сумматор, четвертый блок сравнения, четвертый инвертор, четвертыйэлемент И и шестой элемент ИЛИ, атакже первый блок неравнозначности,подключенный выходом к второму входучетвертого элемента И, и вторая интерполирующая цепочка, содержащаяпоследовательно соединенные второйрегистр хранения координат предыду-щей строки, четвертый комбинационныйсумматор, пятый блок сравнения, пя"тый инвертор, пятый элемент И и седьмой элемент ИЛИ, а также второй блок 19,80110187(5 ц С 09 С 1/16 неравнозначности, подключенный выходом к второму входу пятого элементаИ, причем информационный кход первого регистра хранения координат предыдущей строки подключен к выходупервого накапливающего сумматора, ауправляющий вход - к выходу первогоэлемента ИЛИ, информационный входвторого регистра хранения координатпредыдущей строки подключен к выходучетвертого реверсивного счетчика, ауправляющий - к выходу генератора импульсов, вторые входы третьего и четвертого комбинационных сумматоровсоединены с выходами соответственновторого и третьего накапливающих сумматоров, вторые входы четвертого ипятого блоков сравнения соединены свыходами соответственно третьего накапливающего сумматора и второго комбинационного сумматора, второй входшестого элемента ИЛИ соединен с первым выходом формирователя сигналаокружности, второй выход которогоподключен к первому входу первогоблока неравнозначности, второй входкоторого соединен с вторым выходомчетвертого блока сравнения, второйвход седьмого элемента ИЛИ соединенс первым выходом формирователя сигнала эллипса, второй выход которогопоДключен к первому входу второгоблока неравнозначности, второй входкоторого соединен с вторым выходомпятого блока сравнения, выходы шестЬго и седьмого элементов ИЛИ являются выходами устройства,77 1 11 О 18Изобретение относится к областивизуального представления выходныхданных путем кратковременного изобра.жения на экране электронно-лучевойтрубки (ЭЛТ) и может быть использовано в устройствах отображения графической информации, работающих по методу формирования телевизионногорастра.По основному авт,св, М 991489 из- Овестно устройство, содержащее генератор синхроимпульсов, первый, второйи третий реверсивные счетчики, выходы первого и второго из .которых соединены с информационными входами 15соответствующих накапливающих сумматоров, выход третьего накапливающего сумматора подключен к первому входу формирователя сигналов окружностии к первому входу первого комбинационного сумматора, генератор импульсов, выход которого соединен с четвертым, а вход с пятым реверсивнымисчетчиками, соединенными последова. -тельно, выход четвертого реверсивного счетчика подключен к второму входу первого комбинационного сумматора, выход которого соединен с первымвходом формирователя сигнала эллипса, Устройство также содержит генератор высокочастотных импульсов,вход которого соединен с выходом импульсов кадровой частоты генераторасинхроимпульсов, три цепочки, состоящие из последовательно соединен 35ных регистра параметра. сечения, блока сравнения, второй вход которогоподключен к выходу соответствующегореверсивного счетчика, инвертора иэлемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора высокочастотных импульсов, пять элементовИЛИ и три блока задержки, из которыхпервый и второй подключены к выходу соответствующего элемента И через первый й второй элементы ИЛИ,а третий - непосредственно. Первые входы третьего четвертого и пятого элементов ИЛИ подключены к входам соответствующих блоков задержки, вторые входы - к вторым выходам соответствующих50 блоков задержки, а выходы - к управляющему входу соответствующего накапливающего сумматора, Первые выходы каждого из блоков задержки соединены с входами соответствующих реверсив 55 ных счетчиков. Устройство также включает второй комбинационный сумматор первый и второй входы которого соединены еоответственно с выходом первого и второго накапливающих сумматоров, а выход - с вторыми входами формирователя сигнала окружности и формирователя сигнала эллипса. Выходы импульсов гОризонтальной и вер - тикальной дискретизации генератора синхроимпульсов соединены с вто рыми входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ 1.1 3.Недостатком данного устройства является невысокое качество формируемых фигур. Это обуславливается тем, что уравнения фигур конического сеченияЕ(Х, У)=АХ +ВУ +СХУ+ЭХ+ЕУ+Г=О (1) в устройстве решаются для дискретных значения Х и У (Х - значение горизонтальной координаты луча, Х=0,1ш, где ш - число элементов разложения по горизонтали; У - значение вертикальной координаты луча, У=0,1п, где и - число строк телевизионного разложения). Таким образом, любая непрерывная фигура конического сечения, описываемая уравнением (1), представляется в виде набора точек Х;У., являющихся решением данного уравйения.Цель изобретения - улучшение качества формируемых фигур путем создания визуально непрерывного контура формируемой фигуры.Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены первая интерполирующая цепочка, содержащая последовательно соединенные первый регистр хранения координат предыдущей строки, третий комбинационный сул 1 матор, четвертый блок сравнения, четвертый инвертор, четвертый элел 1 ент И и шестой элемент ИЛИ, а также первый блок неравнозначности, подключенный выходом к второму входу четвертого элемента И, и вторая интерполирующая цепочка, содержащая последовательно соединенные второй регистр хранения координат предыдущей строки, четвертый комбинационный сумматор, пятый блок сравнения, пятый инвертор, пятый элемент И и седьмой элемент ИЛИ, а также второй блок не- равнозначности, подключенный выходом к второму входу пятого элемента И, причем информационный вход первого регистра хранения координат предыдущей строки подключен к выходу первого накапливающего сумматора, а управ ляющий вход - к выходу первого элемента ИЛИ, информационный вход второ 1101877Устройство работает следующим образом.Генератор 1 синхроимпульсов вырабатывает импульсы кадровой и строчной частоты и импульсы горизонтальной 5дискретизации. Импульсы кадровой частоты подаются на вход генератора 2высокочастотных импульсовВо времяобратного хода кадровой разверткигенератор 2 высокочастотных импульсов вырабатывает последовательностьвысокочастотных импульсов. От внешнего устройства (например, ЭВМ) в регистры 3.1 и 3.2 параметров сечениязаносятся коды отрицательных чисел,соответствующих сдвигу фигуры по горизонтали (-Х ) и вертикали (-Ус).В регистр 3.3 заносится код числа,соответствующего радиусу й формируемой фигуры, С выходов регистров3.1 - 3.3 коды чисел поступают напервые входы соответственно первого4.1, второго 4.2 и третьего 4.3 блоков сравнения,25 В исходном состоянии сигнал навтором входе блоков сравнения отсутствует, т,е,,е, на выходе каждого инвертора 5.1 - 5.3 существует сигнал, кото рь 1 й поступает на первый вход соответственно первого 6,1, второгои третьего 6.3 элементов И, на второи входход каждого иэ которых поступают высокочастотные импульсы с генератора 2 высокочасготных импульсов.по ян - 35Эти импульсы проходят через упомянутые элементы И и с выхода первого 6. 1 и второго 6,2 элементов И черезсоответственно первый 7.1 и втооой7.2 элементы ИЛИ поступают на входсоответственно первого 8.8 1 и второго 8,2 блоков задержки и первый вход соответственно третьего . и четвертого 7 4 элементов ИЛИ. ИмпульИ 6.3 еы с выхода третьего элемента 6.3 поступают непосредственно на вход тре тьего блока 8, 3 задержки и первый вход пятого элемента ИЛИ 7.5.Блоки задержвом выхо ки имеют два выхода: на перводе появляется импульс, дза ержанный на время Б 5, а на второ м - на время 2 Ф В по отношению к входному импульсу, причем выбирае5 Втся 2 г. сТбВ Вч ф где БВ " врремя задержки блошка заТ - период следования высодержки; ,ч -55 кочастотных импульсов.Импульс с первого выхода соответ 8.3 задержки ствующего блока 8.1поступает на вход соответствующего реверсивного счетчика 9.1 - 9.3 импульсов, вызывая наращивание его содержимого на 1. А импульсы. с выхода первого 6, 1, второго 6.2 и третьего 6,3 элементов И и с второго выхода блоков 8.1 - 8.3 задержки проходят через соответствующие элементы ИЛИ 7.3 - 7.5 на управляющий вход соответственно первого 10.1, второго 10.2 и третьего 10.3 накапливающих сумматоров, вызывая наращивание их содержимого на величину текущего значения кода на их информационном вхо. де. Поэтому по мере поступления из генератора 2 последовательности импульсов в реверсивном счетчике будет формироваться линейная монотонно возрастающая последовательность значений кодов чисел, а в накапливающем сумматоре соответствующая ей последовательность кодов квадратов чисел,В момент совпадения текущего значения кода на выходе любого счетчика 9.1 - 9.3 импульсов со значением кода чисел, записанного в соответствующем регистре 3.1 - 3.3, на выходе соответствующего блока 4, 1 - 4.3 сравнения появляется сигнал, а на выходе соответствующего инвертора 5,1 - 5.3 сигнал станет равным О, т.е. прекратится прохождение высокочастотных импульсов через соответствующий элемент И 6.1 - 6.3, Таким образом, во время обратного хода по кадру в счетчике 9,1 будет сформирован код горизонтального смещения фигуры (-Х), а в накапливающем сумматоре 10.1 код квадрата этого значения (Хс), в2 счетчике 9,2 будет сформирован код вертикального смещения фигуры (-Ус), а в накапливающем сумматоре 10.2г код квадрата этого значения (Ус), в счетчике 9.3 будет сформирован код радиуса фигуры Я 1, а внакапливающем сумматоре 10,3 - код квадрата радиуса йг. Во время прямого хода луча по кадру и по строке на второй вход первого элемента ИЛИ 7,1 поступают импульсы горизонтальной дискретизации с генератора 1 синхроимпульсов, а на второй вход второго элемента ИЛИ 7.2 - импульсы вертикальной дискретизации с генератора 1 синхроимпульсов. Аналогично тому, как происходит формирование кодов монотонно возрастающей последовательности кодов чисел и кодов из квадратов в процессе установ 7 110187 ки в счетчике 9.1 импульсов кода числа (-Х ) а в накапливающем суммас2 торе 10.1 кода квадрата числа (Х ), синхронно с импульсами горизонтальной дискретизации в счетчике 9.1 импульсов будет формироваться последовательность значений Х 1-Хс, а в накап-ливающем сумматоре 10.1 (Х;-Х )2 где Х. - текущее значение горизонтальной1координаты луча. Аналогично, синхрон- О но с импульсами . строчной синхронизации в счетчике 9,2 импульсов будет формироваться последовательность кодов (У -Ус), а в накапливающем сумматоре 10. 1 (У -Ус), где У- теку щее значение вертикальной координаты. С выходов первого 10.1 и второго 10.2 накапливающих сумматоров коды квадратов смещенной текущей горизонтальной и вертикальной координат одновремен но подаются соответственно на первый и второй входы второго комбинационного сумматора 13.2, на выходе которого формируется код суммы этих знагчений .(Х;-Х )+(У;-У)2, Импульсы вербатикальной дискретизации, поступая с соответствующего выхода генератора 1 через элемент ИЛИ 7.1 на управляющий вход первого регистра 15. 1, Управляют режимом записи в этот блок. 30 1В момент поступления 3-импульса вертикальной дискретизации на управляющий вход регистра 15.1 в него осуществляется запись содержимого накап 35 ливающего сумматора 10.1, а именно кода квадрата значения (У 1-Ус)2 предыдущей ( - 1)-строки, так как код квадрата значения текущей 1-строки устанавливается в накапливающем сум маторе 10.1 лишь спустя время 2 относительно момента поступления 1-импульса вертикальной дискретизации, При этом значение (У -У) будет записываться в регистр 15.1 в момент45 прихода (1+1) -импульса вертикальной дискретизации. Таким образом, в регистре 15. 1 в течение времени, равного длительности одного дискрета вертикального разложения, хранится информация о предыдущей строке раст 50 ра. Сигнал .с выхода первого регистра 15.1 подается на первый вход третьего комбинационного сумматора 13,3, на второй вход которого подается значение (Х-Х ). Комбинационный сумматор 13.3 суммирует эти значения и на выходе формирует код суммы этих значений (Х;-Х )+(У; -У). Таким обазам, в тот момент, когда на выходе второго комбинационного сумматора 13.2 сформировано значение функции для текущей 1-строки, на выходе третьего комбинационного сумматора 13,3 сформировано значение функции для предыдущей (1-1)-строки.С выхода второго комбинационного сумматора 13,2 сигнал подается на первый вход формирователя 11 сигнала окружности, на второй вход которого падается код квадрата размера формируемой фигуры Рг с выхода накапливающего сумматора 10.3. Формирователь 11 сигнала окружности, представляющий собой в общем случае блок сравнения, сравнивает сигналы на обоих входах. В случае равенства этих сигналов на первом выходе формирователя 11 формируется сигнал логической "1" для тех точек (Х; У ), в которых выполняется равенство (Х .-Х )г+(У -У )- с у Р 2=0 (фиг. 1, эона 1). В случае, когда сигнал на первом входе формирователя 11 меньше сигнала на втором входе, на втором выходе формирователя 1 1 формируется сигнал логической "1" для тех точек (ХУ ), в которых выполняется неравенство (Х,-Х )+г2с (У -У )г- й (О (фиг. 1, зона 2), который подается на первый вход первого блока 161 неравнозначности.Сигнал с выхода третьего комбинационного сумматора 13.3 подается на первый вход четвертого блока 4.4 срав нения, на второй вход которого подается код квадрата размера формируемой фигуры Я с выхода накапливающего сумматора 10.3. Блок 4.4 сравнения сравнивает значение сигналов на обоих входах, В случае равенства этих сигналов на первом выходе блока 4.4 формируется сигнал для тех точек (Х; У ), в которых выполняется равенство (Х-Х )+(У -У У=0 (фиг, 1, зона 1). Этот сигнал инвертируется в инверторе 5.4, и инверсное значение этого сигнала подается на первый вход элемента И 6.4. В случае, когда сигнал на первом входе блока 4,4 сравнения превышает сигнал на втором входе, на втором выходе блока 4.4 формируется сигнал логической "1" для тех точек (Х У 1), в которых выполняется неравенство (Х,-Хс)+(У ;У )г(фиг. 1, зона 3), который подается на второй вход блока 16.1 неравнозначности. Блок 16,1 неравнозначности формирует сигнал ло 9гической "1" на выходе для тех точек (Х;У ), в которых произошла сменаЭзнака функции по отношению к соответ. ствующим точкам на предыдущей строке (Х У ), т.е. формирует сигнал для точек (Х,У ), которые являются решением логического уравненияГвп(к,) (У,-У 1-РЯв(+,-,1 Ья 1(фиг. 1, зона 4). Сигнал с выхода блока 16.1 неравнозначности поступает на второй вход четвертого элемента И 6.4. В результате на выходе элемента И 6.4 формируется сигнал логической "1" для точек (Х;У ), являющихся решением логического уравненияг Р,.т,.1:г,(х Р,.1 дгР 1 (фиг, 2, зона 5), которые образуют участки интерполяции в местах разрыва контура исходной фигуры. С выхода четвертого элемента И 6.4 сигнал подается на первый вход шестого элемента ИЛИ 7.6, на второй вход которого подается сигнал окружности с первого выхода формирователя 11 сигнала окружности, На выходе шестого элемен та ИЛИ 7.6 формируется сигнал исходной фигуры окружности с участками интерполяции.Сигнал эллипса формируется формирователем 12 сигнала эллипса, на первый вход которого подается с выхода комбинационного сумматора 13. 1 код суммы квадрата размера формируемой фигуры и код, изменяющийся линейно с частотой полей и строк, который формируется генератором 14 импульсов и счетчиками 9.4 и 9.5, а на его второй вход - с выхода второго комбинационного сумматора 13,2 код суммы (Х;-Х )+(У;-Ус), Формирователь 12 сравнивает эти сигналы и в случае их равенства формирует на первом выходе сигнал логической "1" для тех 10точек (Х;У ), в которых выполняетсяравенство (Х,-Х)+(У, -У.)+ Р -аХ -6 У =О (фиг. 1, зона 1);Интерполяция исходной фигуры эл 5 липса осуществляется элементами второй интерполирующей цепочки, импульсы с выхода генератора 14 импульсовпоступают одновременно на вход реверсивного счетчика 9,4, который срабатывает по заднему фронту этих импульсов, и на управляющий вход регистра15,2, срабатывающего по переднемуфронту этих импульсов, Эта развязкапо времени на длину (1 и) импульсовгенератора 14 сделана для того, чтобы сохранить информацию о предыдущейстроке растра. Действительно, вмомент поступления на управляющий входрегистра 15.2 очередного 1-импульса 20 с выхода генератора 14 в этот регистросуществляется запись содержимого реверсивного счетчика 9,4, равного(ЬУ ), поскольку реверсивный счетчик срабатывает по заднему фронту)-импульса, т,е. значение (ЪУ ) установится в нем спустя время 1 . В остальном работа всех элементов второйинтерполирующей цепочки аналогичнаработе первой интерполирующей цепоч ки. На выходе седьмого элемента ИЛИ7.7 формируется сигнал исходной фигуры эллипса с участками интерполяции,Положительный эффект заключаетсяв улучшении качества формируемых фигур путем создания визуально непрерывного контура формируемой фигуры.Предлагаемое устройство осуществляетинтерполяцию участков разрывов исход 40 ной кривой путем анализа значенийфункции Г(ХУ) в двух соседних строках - текущей У=У и предыдущейУ=У - при незначительном усложне нии устройства и практически без снижения его быстродействия.,Петра едакт ор С.Шекм каз 4773/35ВНИИПИ Тираж 44 Пода .Государственного комитета СССР елам изобретений и открытийМосква, 2(-35, Раушская наб.,по 1130