Устройство для отображения многоугольников на экране растрового графического видеоконтрольного блока

СОЮЗ ССВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБ ЛИН 09) (11" БИайЛ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ВИДЕТЕПЬСТ(57)машинбытьмногоЭЛТ уЦепью 4255480/24-2401,06.8707.01,90, Бюл. В 1А.Л.Березин, В.Н,Баланенко, В.М,Радз ,Яремнюк шаков, овский 81 . 32 7 (088,8) атент США В 44815 06 Г 3/14, опубли еждународная заявка06 Г 3/153, опубл 4,1985.Р УО 83/025к, 1983. быструвелгран ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ П(НТ СССР(53) (56) кл. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ МНОЛЬНИКОВ НА ЭКРАНЕ РАСТРОВОГО ЧЕСКОГО ВИДЕОКОНТРОЛЬНОГО фЛОКА Изобретение относится к области ной растровой графики и может использовано для заполнения угольников, отображаемых на стройства визуального вывода.изобретения является повышение одействия устройства за счет ичения скорости определения иц многоугольников. Цель дости.гается тем, что в устройство, содержащее нидеоконтрольный блок 1, цифроаналоговый преобразователь 2, шифратор 3, блок 4 управления, Формирователь 5 цветовых растровых сигналов, содержащий блок 6 памяти, регистр 7 сдвига, первый шинный Формирователь 8, регистр 9 адреса, блок10 синхронизации, блок 11 согласующих элементов с их связями, введеИзобретение относится к области машинной растровой графики и может быть использовано для аполнения многоугольников, отображаемых на ЭЛТ устройства визуального вывода, 20Целью изобретения является повышение быстродействия. устройства за счет увеличения скорости определения границ многоугольников.На фиг. 1 приведена схема устрой ства; на Фиг. 2 - схема блока управления, на Фиг. 3 приведена схема графического контроллера; на фиг. 4 - временные диаграммы работы селектора адреса и блока синхрони зации.Устройство содержит видеоконтрольный блок 1, цифроаналоговый преобразователь 2, шифратор 3, блок 4 управления, Формирователь 5 цветовых растровых сигналов. Формирователь 5 содержит блок 6 памяти, регистр 7 сдвига, первый шинный оормирователь 8, регистр 9 адреса, блок 10 синхронизации, блок 11 согласующих элементов, выполненный в виде реэисториой матрицы, графический контроллер 12) блок 13 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и второй шинный Формирователь 14.Блок 4 управления содержит регистр 45 15 цветочтения, регистр 16 выбора слоя, селектор 17 адреса, четыре инвертора 18-21, два элемента И-НЕ 22 и 23, генератор 24 импульсов, делитель 25 частоты, два мультиплексора 26 и 27, элемент 28 сопряжения, выполненный в виде резистора, шинный формирователь 29, триггер 30 и блок 3 1 сопряжения, выполненный в виде резисторной матрицы.Графический контроллер 12 содержит блок 32 управления прячым доступом, интерфейсный блок 33 со статусным регистром, буфер 34 169, процессор ны дополнительные Формирователи 5цветовых растровых сигналов и в каждый формирователь 5 введены блок 13элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и второйшинный формирователь 14 с их связями, что позволяет повысить скоростьопределения границ многоугольникапри его заполнении эа счет программно-аппаратного определения границмногоугольников4 ил. 35 команд, блок 36 памяти, видеосинхрогенератор 37, временной генератор 38 памяти, контроллер 39 масштаба, рисующий контроллер 40, контроллер 41 дисплейной памяти с регенерацией, блок 42 управления световым пером и буфер 43.Первая группа входов-выходов блока 4 управления является первым входом- выходом 44 устройства для подключения к шинам адреса данных канала ЭВИ, вторая группа входов-выходов блока 4 управления является вторым входом-выходом 45 устройства, в состав которой входят вход 46 и выход 47 для выбора слов.Блок 4 управления имеет 11 выходов (шесть выходов мультиплексоров 26 и 27, два выхода инверторов 20 и 2 1, два выхода делителя 25 и один выход триггера Ю) .По сигналу, сформированному иэ канального сигнала синхронизации активного устройства (КСИАН) шинным формирователем 29, осуществляется запись сигнала сформированного шинным формирователем 29 иэ сигнала КДА 01 Н в триггере 30. На выходе триггера 30 - сигнал с одиннадцатого выхода блока 4 управления, поступающий на четвертый вход графического контроллера 12 (сигнал АО Фиг, 3), и совместно с сигналами Ж и В определяет следующие режимы работы графического контроллера 12; запись параметров, запись команд, чтение статусных Флагов, чтение данных К селектору 17 адреса подключаютсявходные шины - линии адреса данныхканала ЭВИ, а также линии управленияканала ЭВИ (кроме КСИПН) и выходнаяшина - канальный сигнал синхрониэа"ции пассивного устройства (КСИПН),5 1Для работы устройства необходимоподключение к устройству микро-ЭВМ,вырабатывающей сигналы по линиям адреса данных и линиям управления,Выходы блока 13 элементов ИСКЛЮЧАЮЩИЕ ИЛИ соединены между собой иподключены непосредственно к старшимразрядам шин данных адреса, ВходыКДАООН-КДА 15 Н - к линии адреса данных канала ЭВМ, На фиг. 2 эти сигналы передаются по шине входа-выхода44, подключенной к первым входамселектора 17 адреса, регистра 15цветочтения и регистра 16 выбораслоя.Сигналы КВЫВН, К ввод. Н, КСИАН,КСИПН входят в состав сигналов линийуправления канала ЭВМ, поступающих пашине входа-выхода 45. На фиг. 2 этисигналы представлены двунаправленнойшиной, подключенной к второму входуселектора 17 адреса.,Сигналы БАБ, САБ, ИЕ, СЕ (сигналы управления блоком 6 памяти) спроизвольным доступом на фиг, 1 представлены выходными сигналами блока10 синхронизации,Временная диаграмма (фиг, 4) поясняет работу блока 10 синхронизации,Для записи информации в блок 6памяти с произвольным доступом необходимо выполнить операцию "Чтениемодификация - запись". Когда сигналРВ 1 И становится активным (уровеньлогического нуля), должно произойтичтение данных с блока 6 памяти. Вэтот момент времени сигналы на первом и втором выходах блока 10 синхронизации соответственно равны уровнюлогического нуля (осуществляетсявыбор кристалла первого шинного формирователя 8) и уровню логическойединицы (направление передачи сигналов в первом шинном формирователе8 - с блока 6 памяти в графическийконтроллер 12). При этом сигналустановки выходов блока 6 памятив высокоимпедансное состояние СЕнеактивен (уровень логического нуля), а сигналами ВАБ и САЯ зафиксирован адрес в блок 6 памяти с регистра 9 адреса.Запись информации в блок 6 памятиосуществляется в момент, когда сигнал записи ИЕ активен (уровень логического нуля), В этот момент времени сигналы на первом и втором 534454 6 выходах блока 1 О синхронизации равны уровню логического нуля (осуществляется выбор кристалла первого шинного формирователя 8 и направление5передачи сигналов из графическогоконтроллера 12 в блок 6 памяти).При этом сигнал установки выходовблока 6 памяти в высокоимпедансноесостояние СЕ активен (уровень логической единицы),а адрес блока 6памяти, зафиксированный сигналамиРАБ и САЯ, неизменен,Ведущий и ведомый графическиеконтроллеры 12 различаются тем, что1 у ведомого графического контроллера12 выход НБУБС не используется, а ккаким бы выходам блока 4 управленияони не подключались, между сигналамиграфических контроллеров 12 (фиг. 1и 3) различий нетБлок 4 управления вырабатвваетобщие сигналы АО и 2 ИСЬК для ведущегои ведомого графических контроллеров25 12 и сигналы ГК и ГР с разных вьиодовблока 4 управления (фиг, 1), Указанные два сигнала формируются идентично двумя мультиплексорами 26 и 27.Задание режима работы графическимЗ 0 контроллером 12 (ведомый, ведущий)осуществляется поочередно для каждогографического контроллера 12 командой78 УМС, при этом, выбор нужного графического контроллера 12 осуществля-ется с помощью регистра 16 выбора35слоя,Устройство для отображения многоугольников на экране растрового графического видеоконтрольного блокаработает следующим образом.В исходном состоянии при помощиселектора 17 адреса в регистр 16 выбора слоя заносится информация, определяющая выбор слоев, с которымивозможна работа, а в регистр 15 цветочтения - информация о границе многоугольника (либо логическая единица,либо нуль) для выбранных слоевСелектор 17 адреса служит такжедля выработки сигнала ГР (сигналснимается с его четвертого выхода),сигнала ИК (сигнал снимается с еготретьего выхода) и КСИПН, которыйпоступает по линии управления в канал ЭВМ, В режиме записи (КР установлен в логическую единицу) при условии выбора данного слоя (на данномвыходе регистра 16 выбора слоя присутствует сигнал логического нуля)на выходы мультиплексора, например,26 поступают сигналы с четных еговходов, а именно: с первого выходасигнал Ж, с второго вьхода - сиг 5нал логической единицы, поступающийна второй вход второго шинного формирователя 14 и на вход ВР графического контроллера 12 (его первыйвход), с третьего выхода - сигнал ссоответстнующего выхода регистра 15цветочтения, с четвертсго выходасигнал логического нуля, поступающийна первый вход второго шинного формирователя 14 и осуществляющий его 5выборку. Сигнал логической единицына первом входе второгс шинного формирователя 14 управляет прохождениемсигналов с младших линий адреса данных канала ЭВМ на первые нходы-выходы графического контроллера 2 и блока 13 элементов ИСК 31 ЮЧАЮЩЕЕ ИЛИС возможностью объединения по выходам. На третий вход графическогоконтроллера 12 с первого выхода 25пятой группы блока 4 уг.ранления прступает сигнал 2 ЮСЬК, Сигнал с второго выхода первой группы блока 4 управления (АО) поступает на четвертыйвход графического контроллера 12 и ЗОсовместно с сигналами ИК и ВР определяет следующие режимы работы графического контроллера 12: АО = О,ВР = 1, 4 К = 0 - запись параметров,АО = 1, ВР = 1; ИВ = 0 - запись ко 35манд; АО = О, ВР = О, В = 1 - чтение статусных флагов; ЛО = 1, ВРО, Ж = 1 - чтение данных,Сигналы А 1.Е и РВ 1 И с третьего ичетвертого выходов графического контроллера 12 совместно с сигналом с выхода блока 4 управления являются входными для блока 10 синхронизации. Последний вырабатывает сигналы управления первым шинным Формирователем 458 (сигналы с его первого и второговыходов), сигналы управления блоком6 памяти ВАБ, САБ, ЧЕ и СЕ, сигналыуправления работой регистров 7, сигнал управления записьк адреса в регистр 9 адреса, В результате графический контроллер 12 записывает нблок 6 памяти информавию, подлежащуюиндикации на нидеоконтрольном блоке1. Регистры 7 преобразуют считываемые в параллельном коде данные с блока 6 памяти в последовательный код.Данные н последовательном коде длявыбранных слоен поступают на входы шифратора 3 и через цифроаналогоныйпреобразователь 2 на нходы В, С и Вблока 1, строчный и кадровый синхрониэирующие импульсы на который посту"пают с первого и второго выходон ведущего графического контроллера 12,Ведомые графические контроллеры 12синхронизируютс.я с ведущим графическим контроллером 12 по сигналу кадрового синхрониэирующего импульса, снимаемого с его второго выхода, В результате графические контроллеры 12при условии выбора данных слоев блока 6 памяти по командам, поступающимиэ канала ЭВМ, записывают необходимую информацию в блок 6 памяти, отображаемую на блоке 1,В режиме чтения (ВР установленв логический нуль) при условии выбора данного слоя (на данном выходерегистра 16 выбора слоя присутствуетсигнал логического нуля) на выходымультиплексора, например, 26 поступают сигналы с нечетных его входов,а именно: с первого выхода - сигналлогической единицы, с второго выхода - сигнал логического нуля, поступающий на второй вход второго шинногоформирователя 14 и на вход ВР графического контроллера 12 (его второйвход), с третьего выхода - сигнал ссоответствующего выхода регистра 15цнеточтения, с четвертого выходасигнал с входа 46 для выбора слоя,блока 4 управления, поступающий натретий вход второго шинного Формирователя 14 и в зависимости от уровняданного сигнала осуществляющий выборку либо установку н высокоимпедансное состояние выходов второго шинного Формирователя 14, Сигнал логического нуля на втором входе второгошинного формирователя 14 управляетпрохождением сигналов с первого входа-выхода графического контроллера12 н младшие линии адреса данныхканала ЭВМ (РО-Р 7) . На третий входграфического контроллера 12 с первого выхода пятой группы блока 4 управления поступает сигнал 2 УСЕК.Блок 10 синхронизации вырабатывает4сигналы управления первым шиннымФормирователем 8, сигналы управления блоком 6 памяти ВАБ, САБ, УЕи СЕ, сигнал управления записью адреса н регистр 9 адреса. В результате считываются данные с блока 6 памяти н графический контроллер 12, 1534454 1 ОО а из него - в младшие линии адресаданных ЭВМ,Рассмотрим работу устройства приопределении границ многоугольников5на примере двух слоев, Если, например, необходимо заполнить многоугольники в первом слое, границы которогоопределяются сигналом логическойединицы, в регистр 16 выбора слоязаносится код О 1, а в регистр 15цветочтения - любой иэ кодов 11 или10, В результате мультиплексор 27находится в отключенном состоянии,а на его выходах присутствуют сигналы логической единицы благодаря блоку 31 (резисторной матрицы), Сигналыс вторых выходов первой, второй итретьей групп блока 4 управления приВОДЯТ к томУ что Въиоды ВхоДы Вто 20рого шинного формирователя 14 и первые входы-выходы соответствующегографического контроллера 12 находятся в высокоимпедансном состоянии,а на первых входах блока 13 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ присутствуетсигнал логической единицы благодаряблоку 11Так как на вторые входыблока 13, относящиеся к второму слоюблока 6 памяти, поступает сигнал логического нуля с выхода четвертогоинвертора 21, на вход которого поступает сигнал логической единицы, наих выходах присутствуют сигналы логической единицы, не оказывающие влия"ния на выходные сигналы блока 13 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, относящиесяк первому слою блока 6 памяти. Напервые входы блока 13 с первого входа-выхода графического контроллера12 побайтно поступает информация оячейках блока 6 памяти, и до границыполигона во всех разрядах байтовприсутствуют сигналы логического нуля, На вторые входы блока 13 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с выхода третьегоинвертора 20 поступает сигнал логического нуля, Таким образом, до границы многоугольника на выходах блока13 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первыми входами которых являются первыевходы-выходы графического контроллера 12, соответствующего первому слоюблока 6 памяти, а на вторые входыпоступает сигнал логического нуля свыхода третьего инвертора 20, присут 55ствуют сигналы логического нуля. Если же граница многоугольника попадает в байт информации, поступающей с первого входа-выхода графическогоконтроллера 12, о ячейках блока 6памяти, относящихся к первому слою,то на одном из первых Входов блока13 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ появляется сигнал логической единицы, чтоприводит к появлению сигнала логической единицы на выходе данного блока 13 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.Так как выходы блока 13 элементовИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно для всех слоев блока 6 памяти,то только в одном разряде старшихлиний адреса данных канала ЭВМ присутствует сигнал логической единицы,свидетельствующий об определенииграницы многоугольника. Если же граница многоугольника задана сигналамилогического нуля, то в регистр 15цветочтения заносится любой из кодов01 или 00. При этом на выходах блока 13 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ присутствуют сигналы логического нулядо границы многоугольника и сигналлогической единицы для одного иэ разрядов старшего байта линий адресаканала ЭВМ, свидетельствующий обопределения границы многоугольника.Рассмотрим один из алгоритмов заполнения многоугольника.Многоугольник произвольной формыразбивается на треугольники и трапеции, боковые стороны которых совпадают с границами многоугольника, Заполнение каждой фигуры выполняетсяследующим образом,Выбирается точка внутри фигуры с координатой Х, при которой координата У по абсолютной величине максимальна и координатой У = ЬУ/2. Побайтно считывается информация с блока 6 памяти в направлении увеличения координаты Х и определяется граница многоугольника. Возвращаясь в исход" ную точку и побайтно считывая информацию с блока 6 памяти в направлении уменьшения координаты Х, определяют новую границу многоугольника, Уменьшая координату У исходной точки на единицу и считывая информацию с блока 6 памяти в направлении увеличения координаты Х и уменьшения координатыУ, определяют новые точки границы полигона. Для точек границы многоугольника с одинаковыми координатами У проводится вектор по предварительно заданному образцу.Работа устройства рассмотрена только для двух слоев ОЗУ блока б памяти. Число слоев блока 6 памяти может бытьувеличено для чего дсстаточно увели 95чить разрядность регистра 15 цветочтения и регистра 16 выбора слоя всоответствии с числом слоев блока бпамяти с с.оответствующими подключениями к входам мультиг.:лексоров 26 и 27 и второго элемента И-НЕ 23.Первый и второй инверторы 18 и 19 и элементы И-НЕ 22 и 23 совместно с регистром 16 выбора слоя позволяют выбирать любой слой блока б памяти или их любую комбинацию, при этом в канал ЭВМ по младшим г.:иниям адреса данных передаются данные с графического контроллера 12 через второй шинный формирователь 14 для слоя блока 6 памяти, приоритет сигнала выбора слоя которого выше (чем младше разряд регистра 16 выбора слоя, тем выше приоритет сигнала выбсра слоя), а по старшим линиям адреса данных канала ЭВМ - сигналы с выхода блока 13 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ для всех выбранных слоев. Запрет считывания информации с других слоев блока 6 памяти с более низким приоритетом осуществляется сигналами логической единицы с входов первого и второго инверторов 18 и 19, поступающими че рез мультиплексоры 26 и 27 на третьи входы вторых шинных формирователей 14,35Формула изобретенияУстройство для отображения многоугольников на экране растрового гра 40 фического видеоконтрольного блока, содержащее цифроаналоговый преобразователь, шифратор, блок управления и формирователь цветовых растровых сигналов, состоящий из блока памяти, регистра сдвига, первого шинного формирователя, регистра адреса, блока синхронизации, блока согласующих элементов и графического контроллера, к информационному входу-выходу которо 50 го подключен вход блока согласующих элементов, первый и второй выходы графического контролл 1 ра подключены к синхровходам растрового графического видеоконтрольного блока, информационный вход которого подключен к рыходу шифратора, первый вход которо-о подключен к выходу регистра сдвига,информационный вход которого подключен к выходу блока памяти, соединенному с информационным входом первого шинного формирователя, выход которого подключен к информационнымвходам графического контроллера ирегистра адреса, выход которогоподключен к адресному входу блока памяти, первый-четвертый управляющиевходы которого подключены к первомучетвертому выходам блока синхронизации, первый и второй входы которогоподключены к третьему и четвертомувыходам графического контроллера,пятый и шестой, седьмой и восьмойвыходы блока синхронизации подключены к первому и второму синхровходамсоответственно первого шинного формирователя; и регистра сдвига, девятый выход блока синхронизации подключен к синхровходу регистра адресатретий вход блока синхронизации подключен к первому выходу блока управления, первая группа входов-выходовкоторого является первым входом-выходом устройства для подключения шиныадреса данных, вторая группа входоввьгходов блока управления является вторым входом-выходом устройства дляподключения шины управления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения быстродействия устройства,в него введены дополнительные формирователи цветовых растровых сигналови в каждый формирователь цветовыхрастровых сигналов введены блок элементов ИСКЛЮЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ и второй шинный формирователь, первая группавходов-выходов которого соединенас первым входом-выходом устройства,соединенным с выходом блока ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, информационные входы которого подключены к информационномувходу-выходу графического контроллера, подключенного к второй группевходов-выходов второго шинного формирователя, первый управляющий вход которого подключен к соответствующемувыходу первой группы выходов блокауправления, соответствующий выходвторой группы выходов которого подключен к второму управляющему входувторого шинного формирователя ипервому управляющему входу графического контроллера, второй управляющийвход которого подключен к соответствующему выходу третьей группы выходов блока управления, соответствую 3 щий выход четвертой группы выходовкоторого подключен к управляющемувходу блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ, третий и четвертый управляющие 1534454 входы всех графических контроллеровполключены к первому и второму выходам пятой группы выходов блока управления.,ь Ю 1айфч цафти4 ь Составитель Л.АбросимовТехред М.Дидык Корректор И,Шароши Редактор О.Юрковецкая Заказ 42 Тираж 5 б 2 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5:м фф ЧИаф Ъсъь МФьщ 4афе