Устройство для отображения информации на экране телевизионного индикатора

(51)4 С 09 С 1/16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР723624, кл. С 09 С 1/16, 1980.Гуглин И.Н. Телевизионные устройства отображения информации, 11,; Радио и связь, 1981, с. 102, рис.5.3,(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ ТЕЛЕВИЗИОННОГОИНДИКАТОРА, содержащее синхронизатор,первый, выход которого подключен куправляющему входу блока вычислениякоординат, информационные входы которого являются входами устройства,второй вход синхронизатора подключенк входу формирователя пачки импульсов, выход которого подключен к управляющим входам накапливающих сумматоров, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью упращения устройства ирасширения области применения за счет ЯО 1182568 А обеспечения возможности отображениясложных динамических изображений, оносодержит блок управления, логическийформирователь.многоградационного сигнала и регистры, информационные входыкоторых подключены к соответствующимвходам блока вычисления координат,управляющий вход каждого нечетногорегистра подключен к третьему выходусинхронизатора, четвертый выход синхронизатора подключен к управляющемувходу каждого четного регистра, выходы каждой пары регистров подключены к информационным входам соответствующего накапливающего сумматора,выходы которых подключены к информационным входам логического формирователя, управляющий вход которогоподключен к выходу блока управления,выходы логического формирователя подключены к информационным входам формирователя многоградационного сигнала, управляющий вход которого подключен к пятому выходу синхронизатора.Изобретение относится к телевидению, а именно к электронному синтезу сложных телевизионных изображений и может быть использовано для создания различных изображений, специализированных и универсальных дисплеев, телевизионных тренажеров и игровых автоматов, а также всюду, где необходимо создать сложное изображение, динамические возможности которого обеспечиваются путем неограниченного перемещения и поворота на любой угол,Цель изобретения - упрощение устройства и расширение области применения за счет обеспечения возможности отображения сложных динамических изображений.На фиг. 1 приведена Функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - построение, поясняющее процесс моделирования наклонной фигуры вытеснения на ТВ растре; на Фиг, 3 - диаграммы Венна, поясняющие процесс формирования динамических вращающихся изображений; на фиг. 4 - принципиальная схема логического формирователя; на фиг. 5 - принципиальная схема блока управления, на фиг. 6 - принципиальная схема формирователя многоградационного 30 сигнала.Устройство для отображения информации на экране телевизионного индикатора содержит синхронизатор 1, блок 2 вычисления координат, Формирователь 3 пачки импульсов, накапливающие сумматоры 4, блок 5 управления, логический Формирователь 6, формирователь 7 многоградационного сигнала, регистры 8, с первого по четвертый 40 элементы 9-12 НЕ, с первого по одиннадцатый элементы 13-23 И, с первого по восьмой элементы 24-31 ИЛИ, задающий генератор 32, двенадцатый элемент 33 И, тринадцатый элемент 34 И, дво ичный счетчик 35, дешифратор 36, первый двоичный коммутатор 37, второй двоичный коммутатор 38, третий двоичный коммутатор 39, девятый элемент 40 ИЛИ, переключатель 41, с 50 четырнадцатого по двадцатый элементы 42-48 И, цифроаналоговый преобразователь 49.Устройство работает следующим образом, 55Применение вычислительных устройств, мини и микро-ЭВМ, а также серийных микропроцессоров, имеющих(5) ЬМИу( С) с С 80сСя (,О среднее быстродействие, для расчетатекущих параметров со скоростью телевизионной развертки требует использования различных приемов, позволяющихпо возможности довести до минимумавремя такого расчета,Это можно показать на примере формирования наклонной Фигуры вытеснения (НФВ). Для этого в декартовой прямоугольной системе координат (фиг. 2) представляютуравнение прямой, проходящей черезточку ВУ У = К(Х Хц) (1)Это уравнение преобразуют такимобразом, чтобы в состав его основных параметров входил параметр Сотрезок линии на горизонтальной сто -роне ТВ растра, Для этого, проставивкоординаты точки В (Х =С, У=А) вуравнение (1), получают У-А=К(Х-С) (2)После преобразования выражения (2)нетрудно получить моделируемое уравнение прямой(Х-С) в (У-А)сСд =0 (3)При дискретизации ТВ растра значения текущих координат х и у можно пред -ставить в виде:Х - ш ЬХ У - РуЬУлибо в виде двоичных кодовХ=И(с)ьХ; У=и(с)ЬУгде Ьх, Ьу - соответственно шаги горизонтальной и вертикальной дискретизации;И (С),Иу(С) - коды текущих координат,представляющие собойцифровые развертывающиеФункции горизонтальнойи вертикальной дискретизации.Подставив значение кодов в выражение (3), получаютх(Мах-сду-ч ссдМ=О (4)Если принять ЬХ=ЬУ=1, тогда1 ч 1,(с) И 14,(с) Буша.сЯОЕ 0Обозначают М(с)-И :1 ф(с)где Б (С)=0,1,2,3,тогдаИ(с) -И -Ь",(с) ссдо(;0 (6)Учитывая значительную корреляциювыражения в пределах прямого хода повертикали, данное произведение можно представить в виде суммарной функ- цииили И (Т) сс 8 о=О, -сада, -2 сТ 8 о, -ЗсС 8 Ы, Действительно, в начале кадровой развертки при у=А, абсцисса линии на строке А принимает значение х=с. На следующей строке растра, т.е, при у=А, абсцисса линии принимает значение Х 4 =с-ссдо. Абсциссы следующих точек принимают значение ссТдо, с-Зсдои т,д.10Таким образом,в общемвиде абсцисса Х =С - .сдо, а Х,1 (11= С-(+1)сКо.Считая, что ХА (.+,7 Х нетрудно получить значение приращения сГ15Ы =Х -Х =С-(д+1)сер-сессдо=А - (1 и) 4-1= -сдоТаким образом, учитывая, что приращение о на каждом участке растра для данного значения угла о величина постоянная (фиг. 2), можно представить цифровое распределение модулирующей функции, выражающей НФВ следующим образом:М25-М - с 1 о+ МО0 ХТаким образом, процесс формирования наклонной фигуры вытеснения с помощью вычислительных устройств можно З 0 разбить на три одновременно выполняемых процесса, а именно: по данным входных параметров производят расчет основных параметров -И , 3". Поскольку скорость изменения этих параметров 35 незначительная, расчет величин -И,Г может производиться устройством невысокого быстродействия, Однако выдача результатов данного расчета должна производиться во время обрат в 40 ного хода по вертикали со скоростью частоты кадров (выдача результата с частотой полей может привести к зазубринам при последующем формирова - нии НФВ за счет смены входных пара метров); по рассчитанным основным параметрам -И и.о синхронно со скосростью строчной развертки производят расчет низкочастотной части выражения (7). Выдача полученного 50 результата при этом производится во время обратного хода по строке; используя результаты расчета низкочастотной части выражения (7), про. - изводят окончательный синтез НФВ пу тем выделения зоны положительных значений цифрового распределения моделирующей функции. В схеме, показанной на фиг. 1, сигналы от цифровых датчиков входных параметров М , М, И либо от ЭВМ поступают на вход вычислительного блока 2 координат, который работает с невысокой скоростью несинхронно с телевизионной разверткой, Параметр И нетрудно получить путем подставки значений ИА и ИХ(фиг. 2) в уравнение. (4) . Тогда П =11 х 1 (.1 Ъ х)11 ы"Поскольку расчет основйых параметров производится с невысокой скоростью, вычислительный блок 2, имеющий среднее быстродействие, может в режиме разделения времени обслужить большое число формирователей НФВ. С этой целью программа работы вычислительного блока 2 должна предусматривать работу от большого числа и =10-20 групп датчиков входных параметров. С такой задачей легко справляется как специализированное, так и микропроцессорное вычислительное устройство.Основные параметры И , рассчитан-. ные вычислительным блоком 2, записываются в нечетные регистры 81 81 3 8, , 8(1 во время обратного хода по вертикали, один раз за время одного кадра. Для этого на вход разрешения записи этих регистров подаются синхронизирующие импульсы КСИ. По виду выполняемых операций регистры обобщенных параметров предназначены для приема и передачи информации из вычислительного блока 2 в накапливающие сумматоры 4. При этом основные параметры И параллельным кодом передаются на входы первого слагаемого накапливающих сумматоров. Аналогичным образом основные параметры Иво время обратного хода по горизонтали передаются с помощью четных регистров 8, 84 82 на2 п входы второго слагаемого накапливающих сумматоров 4. При этом в последних во время обратного хода по строкам накапливается суммарное значениеч(ф 1функции -Ис- сего( со своим знаком.0Окончательное формирование цифровой функции в соответствии с (7) обеспечивается подачей пачки тактовых им- пульсов с выхода формирователя 3 на счетные входы (входы переноса) всех накапливающих сумматоров 4. Двух- градационный сигнал НФВ можно полу 1182568чать путем использования сигнала знакового разряда накапливающего сумматора 4, поскольку при переходе с зоны отрицательных значений в зону5положительных значений на строкерастра происходит инверсия сигналав знаковом разряде,Формирователь 3 пачки импульсовпредназначен для формирования по бследовательности импульсов, которые,будучи поданными на счетные входынакапливающих сумматоров 4, форми -руют цифровые функции И(Т) во вре -мя прямого хода строчной развертки,Так как накапливающие сумматоры 4содержат как целую так и дробнуючасть суммарной функции, пачка импульсов, формируемая формирователем3, подается на входы нулевых разрядов накапливающих сумматоров 4. Приэтом число тактовых импульсов должнобыть равно емкости (256 или 512) отображаемой части накапливающих сумматоров 4, Формирователь 3 пачки импуль 2сов представляет собой блок логического синтеза, входными переменнымикоторого являются сигналы тактовыхимпульсов горизонтальной дискретизации и стробирующие импульсы, форми -руемые синхронизатором. В простейшем виде формирователь 3 пачки импульсов может быть выполнен на одной логической ячейке типа И. Приэтом временные соотношения входных 35сигналов обеспечиваются синхронизатором 1. Синтез трансформируемыхи квазиобъемных изображений из совокупности первичных сигналов осуществляется с помощью логического 4формирователя 6. Поскольку в качестве первичных сигналов применяются сигналы НФВ, временное положение которых на ТВ растре вполнеопределено, естественно, что и формируемые при этом изображения также имеют определенную конфигурацию,Синтез сложных изображений из сигналов НФВ, в принципе, ничем не отличается от известных методов синтеза. На фиг. 3 показаны диаграммы Венна, поясняющие процесс формирования динамических вращающихся изображений из семи НФВ (х, х, х ,х, х), фронт которых изо 55 бражен на диаграмме. Сложные изображения Р, Р, Р показаны на диаграммах б,в,г. Их логические функции можно выразить с помощью входных переменных НФВ следующим образом:= ХХ + чХ (9)Р= ХХ ХХ + Х ХзХХ (10)На фиг. 3 показан также условныйвид многоградационного сигнала Рп(диаграмма д),Принципиальная схема логическогоформирователя 6 для приведенных изображений показана на фиг. 4. Здесьэлементы 9, 13, 24 формируют сигналР. в соответствии с (8), элементы9,13,24,10,14,25 формируют сигнал Рв соответствии с (9), элементы 9,13, 10, 14, 11, 15, 12, 16 и 26 формируютсигнал Р в соответствии с (10), Выбор необходимого сигнала обеспечивается с помощью управления Урупр 1уаргэлементами 17,18,19,аих объединение на один выход - элементом 27. Для формирования многоградационного сигнала Р, показанного на диаграмме Зд, используютсялогические элементы 20,21,22 и 23.Объединение двухградационных сигналов Р , Р, Р с первичными сигнаофлами формирования наклонного градационного клина (Рп) осуществляетсяс помощью элементов 28-31,Блок 5 управления служит для выбора той или иной группы двоичных сигналов, сформированных формирователем 6, Блок 5 управления может включать в себя кнопочный переключатель ручного выбора типа изображения либо иметь в своем составе постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) для программированного выбора. Блок 5 управления ничем не отличается от известных устройств, построенных по принципу дискретных автоматов. Возможный вариант построения блока 5 уп. - .равления показан на фиг, 5. Задающий генератор 32 вырабатывает прямоугольные импульсы, следующие с периодом 3-5 с. Через элемент 33 эти импульсы поступают на счетный вход двоичного счетчика 35, который производит счет числа импульсов, Параллельный код числа импульсов с выхода счетчика 35 с помощью дешифратора 36 преобразуется в распределительный код "Один из и+1", который с помощью ячеек двоичного коммутатора 37-39 преобразуется в управляющие сигналы уираупр 1упр и выборки изобра11825 б 8на выходе формирователя 7 можно получить полный ТВ сигнал. Элементы 42-48 являются сборками для задания тому или иному сигналу необходимого уровня, На фиг. 6 показано подключение сигналов для конкретного случая формирования двухградационных сигналов Р , Р Р и многоградационного сигнала Р (подключение к элементам 44-47) . Для 10 формирования многоградационных сигналов со 100 Е уровнем для синхроимпульсов (синхровверх) представляют этот уровень о в двоичном коде. о 7. -1003 + 1100100 жений по заданной программе. Ручнойвыбор того или иного изображенияобеспечивается путем замыкания одногоиз контактов переключателя 41 и подачи положительного потенциала навторые сигнальные входы двоичногокоммутатора 37 - 39. При этом элементы40,34,33 служат для блокировки автоматического режима. Формйрователь 7 многоградационных сигналов служит для формирования многоградационных (полутоновых) изображений и может быть выполнен в виде интегрального цифроаналогового 15 преобразователя (ЦАП) либо с помощью резистивной матрицы, Если на входы формирователя 7 многоградационных сигналов подать синхроимпульсы и сигналы сформированных изображений, то 20 показывающим, что синхроимпульсы необходимо подать на второй, пятый ишестой разряды цифроаналогового преобразователя 49, точнее к ячейкам44,47,48.1182568 0 щ гцнрпнщаптра 1 оставит елехред Ж, К актор С сина Подписи 451го комитета СССРй и открытийаушская наб д, 4/5 а.каз б 111/50ВНИИ 113035 П "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Филиал Тира Государствен лам изобрете Москва, Ж,Л. Абросимовтелевич Корректор С, ЧеРн