PL149965B1 - Przyrząd do formowania obrazów figur kołowych - Google Patents

Description

OPIS PATENTOWY

149 965

POLSKA

RZECZPOSPOLITA

LUDOWA

Patent dodatkowy do patentu nr--—

Zgłoszono: 86 04 29 /P. 259274/

Pierwszeństwo CZ * ’ΕΙΝΙΑ

U· 'ęcłti tt*·*. .

Int. Cl.⁴

URZĄD

PATENTOWY

PRL

H04N 5/257 G09G 1/10 HO 1J 29/78

Zgłoszenie ogłoszono: 88 01 07 Opis patentowy opublikowano: 1990 08 31

Twórca wynalazku: Andrzej Czapla

Uprawniony z patentu: Politechnika Śląska im. W.Pstrowskiego, Gliwice /Polska/

PRZYRZĄD DO FORMOWANIA OBRAZÓW FIGUR KOŁOWYCH

Przedmiotem wynalazku jest przyrząd do formowania obrazów figur kołowych na ekranie lampy kineskopowej, zwłaszcza do budowy generatorów obrazów testowych, w układach wykorzystujących obrazy imitowane..

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 136 846 przyrząd do formowania na rastrze telewizyjnym obrazu okręgu wykonany w technice analogowo-cyfrowej, współpracujący z monitorem telewizyjnym, zawierający generator napięcia wybierania linii, generator napięcia wybierania ramki, generator napięó harmonicznych sinusoidalnej i cosinusoidalnej formy, mieszacz sygnałów telewizyjnych, przy czym wyjście napięcia sinusoidalnego generatora napięó harmonicznych jest połączone z pierwszym wejściem jednego komparaorat, drugie wejście którego jest połączone z wyjściem generatora napięcia wybierania ramki, a wyjście jest połączone z wejściem elementu pamięci, drugie wejście którego połączone jest z wyjściem napięcia cosinusoidalnej formy generatora napięć harmonomicznych, ponadto wyjście elementu pamięci jest połączone z pierwszym wejściem drugiego komparatora, a drugie wejście którego jest połączone z wyjściem generatora napięcia wybierania linii. Generator napięcia wybierania ramki zawiera licznik rewersyjny, którego wejście jest połączone z wyjściem przerzutnika, a wejście przerzutnika za pośrednictwem deszyfratora stanu zero jest połączone z wyjściem licznika rewersyjnego. Generator napięcia wybierania linii zawiera licznik rewersyjny, którego wejście jest połączone z wyjściem przerzutnika, a wejście przerzutnika za pośrednictwem deszyfratora stanu zero jest połączone z wyjściem licznika rewersyjnego. Przyrząd ten /jeśli założyć, że figura kołowa jest formowana w układzie współrzędnych prostokątnych, początek którego znajduje się , w lewym górnym rogu rastra telewizyjnego/ pozwala formować obrazy figur kołowych, środki

149 965 których usytuowane są jedynie w pierwszej ćwiartce układu współrzędnych /obejmującej rastr telewizyjny/. Wadą tego przyrządu jest to, że nie może on formować figur kołowych, środki których znajdują się w pozostałych trzech ćwiartkach układu współrzędnych. . . ...

Celem wynalazku jest rozszerzenie możliwości funkcjonalnych przyrządów do formowania obrazu okręgu. W przyrządzie do formowania obrazów figur kołowych według wynalazku generator sygnału wybierania linii i generator sygnału wybierania ramki posiadają przełącznik sygnału i element sumy logicznej, przy czym jedno wyjście każdego przełącznika sygnału jest połączone z jednym wejściem przerzutnika, a drugie wyjście z jednym wejściem elementu sumy logicznej, drugie wejście którego jest połączone z wyjściem deszyfratora stanu zero, a wyjście elementu sumy logicznej jest połączone z drugim wejściem przerzutnika.

W przyrządzie według wynalazku do formowania obrazów figur kołowych, środki których usytuowane są we wszystkich ćwiartkach układu współrzędnych, w stosunku do przyrządu prototypu zastosowano dodatkowo dwa identyczne układy zawierające przełącznik i element sumy logicznej sygnałów binalnych, które mogą być zrealizowane przy użyciu scalonych elementów cyfrowych TTL.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowy przyrządy do formowania obrazów figur kołowych, fig. 2 - figury kołowe w układzie współrzędnych x_R, y_R rastra telewizyjnego, fig. 3

- przebiegi sygnałów charakteryzujące pracę generatorów formowania sygnałów wybierania linii i ramki, a fig. 4 - sygnały sinusoidalne i cosinusoidalne wykorzystywane do określania współrzędnych punktów figur kołowych.

Praca przyrządu zostanie rozpatrzona na przykładzie formowania na rastrze telewizyjnym /zakreskowany obszar na fig. 2/ punktu B łuku ABC okręgu, środek którego /fig. 2/ znajduje się w trzeciej ćwiartce układu współrzędnych /licząc w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara od ćwiartki pierwszej - w której umiejscowiony jest rastr telewizyjny/. Zakłada się, że początek układu współrzędnych znajduje się w lewym górnym rogu rastra /ekranu/ telewizyjnego i że kierunki jego osi współrzędnych y_R są zgodne z kierunkami wybierania linii i ramki.

Zaznaczone na osiach x_R i y_R pary współrzędnych /X',-X/ i /Y',-Y/ określają granicę przyjętej tu przestrzeni położeń /usytuowań/ środków figur kołowych, formowanych na rastrze telewizyjnym /rozmiary rastra X_R, Y_R/, gdzie X* » X + X_R> Y' * Y + Y_R; X, Y

- dowolne skończone duże liczby naturalne. Przestrzeń tak. ze względu na formę pary sygnałów wybierających: wybieranie ramki U , wybieranie linii U_v /uzyskiwanych na wyjściach generatorów sygnałów wybierania ramki 1 i linii 2 - fig. 1/, została podzielona na 9 obszarów. Na fig. 3 pokazano przebiegi sygnałów U„, U_, dla trzech najbar# ^x y dziej charakterystycznych obszarów przestrzeni środków. Punkt 0-j środka pierwszego okręgu o promieniu R^ i współrzędnych środka χθ^, y_Q1 położony w 1-szym obszarze /obszar rastra TV/ i pierwszej ćwiartce układu współrzędnych. Sygnały wybierania ramki U_y i linii υ_χ dla formowania tego okręgu pokazane są na fig. 3a. V momentach t , t_QX początku ramki i linii ich wartości są równe Uy/t t_Qy/ · a . Y_q1 , υ_χ /t t_QX/ b · ^x0-p gdzie a,b - współczynniki proporcjonalności. V okresach czasowych t - t_Qy, t_XQi - t_QX, napięcia Uy, υ_χ są liniowo malejącymi, w momentach ty_Q^, ΐ_χ0^, określających położenie środka okręgu przyjmują wartości zerowe, a w okresach t - t_yo1, t_x - t_xo1, gdzie ty - moment końca ramki, t_x - moment końca linii, są liniowo narastającymi. Dla figur kołowych, punkty środka, których są położone na linii o równaniu x - X_R lub y « Y_R sygnały ϋ_χ i U_y w momentach t_QX, t przyjmują wartości υ_χ - b X_R,

U - a Y_R, a w momentach t , t wartości zerowe i są liniowo malejącymi w całym zakrey π. λ y sie Τ , T trwania linii i ramki telewizyjnej. x y

149 965

Na figurze 3b pokazane są sygnały wybierania ramki i linii υ_χ formowania okręgu o promieniu R₂ i współrzędnych środka x_q2, y_o2 Λ*β· ²/· Środek tego okręgu położony jest w 2-im obszarze przestrzeni środków /xq2 XR» yo2 ^yr/ ^a pierwszej ćwiartce układu współrzędnych. W momentach t , tQX sygnały U_y, υ_χ formowania tego okręgu przyjmują Wartości Uy a y_o2t υ_χ « b x₀2 ^w czasie trwania linii i ramki telewizyjnej są wyłącznie liniowo malejącymi /położenie geometryczne współrzędnych środka tego okręgu można wyznaczyć przedłużając linie sygnałów Uy, υ_χ do przecięcia się z osiami y_R i X_R/. W analogiczny sposób można określić przebiegi pary sygnałów Uy, ϋ_χ formowania figur kołowych, środki których znajdują się w pozostałych obszarach pierwszej ćwiartki układu współrzędnych. I tak dla figur kołowych, środki których są położone w obszarze 4-ym /x_QZł X_R, 0 y_Q^ .Y_R/ sygnał υ_χ będzie liniowomalejącym, U_y malejącym i narastającym, dla obszaru 5-go /0 X_R, y_o5 U_R/ υ_χ malejącym i narastającym, U_y malejącym. Na fig. 3c pokazane są sygnały U_y, ϋ_χ formowania łuku ABC okręgu o promieniu i współrzędnych środka /-y_op -Χθ^/ /punkt środka tego okręgu położony jest w 3-cim obszarze i trzeciej ćwiartce układu współrzędnych/. W momentach początku linii i ramki sygnały U_y i υ_χ przyjmują wartości Uy - a . /y_Q^/» υ_χ b · /x_Q^/ i ^w czasie trwania linii i ramki telewizyjnej są wyłącznie liniowo narastającymi.

W analogiczny sposób można określić formy sygnałów U , U użytych do formoX y wania na rastrze telewizyjnym figur kołowych, środki których położone są w 6-ym,

7-ym, 8-ym i 9-ym obszarze przestrzeni środków. Dla figur kołowych, punkty środka, których są położone na osi X_R lub y_R sygnały υ_χ /Uy/ w momentach t_QX, /t_Qy/ przyjmują wartości υ_χ 0, /Uy 0/ i są liniowo rosnące w całym zakresie Τ_χ, /Ty/.

Dla spełnienia takich zasad formowania sygnałów U_y i U generator sygnału U λ y y wybierania ramki 1 zawiera licznik rewersyjny 3» na wejście danych, którego podany jest kod cyfrowy współrzędnej pionowej y_Q środka okręgu, na wejście sterujące wprowadzaniem danych impulsy synchronizacji ramki IV, na wejście zegarowe - impulsy synchmonizacji linii IH, na wejście sterujące kierunkiem zliczania - napięcie wyjściowe przerzutnika 4. Każdy impuls IV powoduje wpisanie kodu y_Q do licznika 3 i od tego momentu /t_Qy/ każdy impuls IH podany na wejście zegarowe licznika 3 zmienia jego stan. W zależności od znaku współrzędnej y_Q sygnał znaku Sy /podany na wejście sterujące przełącznika sygnału 5/ przyjmuje wartość I” lub 0” logicznego. Dla współrzędnej y_Q dodatniej sygnał S_y powoduje przewodzenie impulsów IV z wejścia przełącznika 5 na wejście /np. R/ przerzutnika 4, a dla ujemnej - za pośrednictwem elementu sumy logicznej 6 na drugie wejście S przerzutnika 4. Każdy impuls podany na wejście R przerzutnika wytworzy na jego wyjściu napięcie, dla którego licznik 3 zlicza impulsy IH wstecz, a każdy impuls podany na wejście S takie napięcie wyjściowe, dla którego licznik 3 zlicza impulsy zegarowe w przód.

Na wejście S przerzutnika 4 za pośrednictwem elementu sumy logicznej 6 są podawane także impulsy z deszyfretora stanu zero 7. Tak więc dla Y_R Y_Q 0 od momentu t do momentu t licznik 3 będzie zliczał impulsy IH wstecz /impuls IV podany na wejście R przerzutnika/. W momencie t uzyskany na jego wyjściu stan zero¹¹ jest dekodowany przez deszyfrator stanu zero 7. W rezultacie na wyjściu deszyfratora 7 pojawi się impuls napięć, który podany /za pośrednictwem elementu sumy logicznej 6/ na wejście 5 przerzutnika 4 spowoduje, źe licznik 3 od tego momentu zacznie zliczać impulsy IH w przód. Dla y_Q Y_R licznik 3 będzie liczył tylko wstecz /impuls IV podany jest na wejście R przerzutnika 4/. Dla y_Q 4 0 licznik 3 liczy tylko w przód /impuls IV podany jest na wejście S przerzutnika 4/. Uzyskany na takiej zasadzie sygnał wybierania ramki U_y jest podawany na pierwsze wejście komparatora 8. Na jego drugie wejście, w okresie np. każdej przerwy T_Ql /fig. 4/ rozdzielającej aktywne

149 965 fragmenty dwu kolejnych linii telewizyjnych /i-1, i/ jest podawany z pierwszego wyjścia generatora sygnałów harmonicznych 9 sygnał sinusoidalny w postaci np. jednej ćwiartki sinusoidy /na wyjściu drugim generatora 9 generowany Jest synchronicznie sygnał U2 ćwiartki cosinusoidy o tej samej amplitudzie Ur co sygnał sinusoidalny/, którego amplituda U_R określa promień R formowanego okręgu. W momencie zrównania się sygnału z sygnałem U| na wyjściu komparatora 8 pojawi się impuls napięcia powodujący wpisanie do rejestru 10 odpowiadającej sygnałowi lLj wartości sygnału Ug·

Wartość ta określa współrzędną poziomą X_L^ punktu okręgu formowanego na i-ej linii rastra telewizyjnego w lokalnym układzie współrzędnych /początek którego znajduje się w punkcie środka figury kołowej/. Sygnał współrzędnej X_Li z wyjścia rejestru 10 jest podawany na jedno wejście drugiego komparatora cyfrowego 11, na drugie wejście którego jest podawany z wyjścia generatora wybierania linii 2 sygnał wybierania linii U_x.

W momencie zrównania się wartości tych sygnałów na wyjściu komparatora 11 jest formowany impuls napięć, który po zmieszeniu /w mieszaczu 12/ z sygnałem wizyjnym U_y jest podany na monitor telewizyjny 13 i spowoduje wyświetlenie na jego ekranie punktu figury kołowej leżącego na i-ej linii telewizyjnej. Generator sygnału wybierania linii zawiera licznik rewersyjny 14, na wejście danych którego podany jest kod cyfrowy współrzędnej Χθ środka okręgu, na wejście sterujące wprowadzeniem danych impulsy synchronizacji linii IH, na wejście zegarowe - impulsy Up dyskretyzacji rastra telewizyjnego, na wejście sterujące kierunkiem zliczania napięcia wyjściowe przerzutnika 15. Każdy impuls IH powoduje wpisanie kodu współrzędnej Χθ do licznika 14. Od tego momentu /moment t każdy impuls Up dyskretyzacji rastra zmienia stan licznika 14.

W zależności od znaku współrzędnej χθ sygnał β_χ Jej znaku /podany na wejście sterujące przełącznika sygnału 16/ przyjmuje wartość jedynki lub zera logicznego. Dla współrzędnej χθ dodatniej sygnał δ_χ powoduje przewodzenie sygnału IH z wejścia przełącznika 16 na jego wyjście połączone z wejściem /np. R/ przerzutnika 15, a dla ujemnej - za pośrednictwem elementu sumy logicznej 17 na wejście S tego przerzutnika. Każdy impuls podany na wejście R przerzutnika 15 wytworzy na jego wyjściu takie napięcie, dla którego licznik 14 zlicza impulsy zegarowe wstecz, a każdy impuls podany na wejście S przerzutnika 15 takie napięcie, dla którego licznik 14 liczy w przód.

Na wejście S przerzutnika 15 są podawane także /za pośrednictwem elementu sumy logicznej 17/ impulsy z wyjścia deszyfratora stanu zero 18. Dla współrzędnej χθ spełniającej warunek X_R > χθ > 0 od momentu t_QX do momentu t licznik 14 zlicza impulsy υθ wstecz /impuls IH w momencie t jest podany na wejście R przerzutnika 15/. Uzyskany w momencie ΐ_χθ na wyjściu licznika 14 stan zero jest deszyfrowany przez deszyfrator stanu zero 18. Uzyskany w rezultacie na jego wyjściu impuls podany za pośrednictwem elementu sumy logicznej 17 na wejście S przerzutnika 15 spowoduje, że licznik 14 zacznie zliczać w przód. Dla χθ X_R licznik 14 zlicza impulsy tylko wstecz - w czasie trwania linii telewizyjnej sygnał υ_χ nie uzyskuje wartości zerowej /dla χθ - X_R uzyskuje wartość zerową w momencie t*/. Dla Χθ^ θ ^w momencie t impuls IH z przełącznika sygnału 16 /Χθ^ 0/ lub sygnał z wyjścia deszyfratora 18 /Χθ = 0/ jest podany na wejście S przerzutnika 15 i licznik 14 zlicza impulsy U_D w przód /w czasie trwania całej linii telewizyjnej/. Uzyskany na wyjściu licznik 14 /generatora sygnału linii 3/ sygnał U_x jest wykorzystywany do formowania obrazu punktów figury kołowej.

Punkt B łuku ABC figury kołowej o promieniu R^ i współrzędnych środka /-χθ^/, /“Υ_ο5/ ^{leży na} ^-Β’θ^{5 linii r}astra telewizyjnego /fig. 2/. Współrzędne X_LB, Y_LB tego punktu w lokalnym układzie współrzędnych wyznaczone są w następujący sposób.

149 965

Na wejścia danych liczników 3 i 14 podane są kody /y_o5/> /^xo3/ współrzędnych punktu 0^ środka figury kołowej, na wejścia sterujące przełączników sygnałów 5 i 16 sygnały znaku współrzędnych /γθ^> /^03/* ^{na we}Ó⁰cie generatora 9 sygnałów harmonicznych podany jest kod promienia R^ formowanej digury kołowej. Ponieważ znak obu współrzędnych jest ujemny, liczniki 3 i 14 w czasie trwania ramki i linii telewizyjnej będą zliczały impulsy podane na wejście zegarowe tylko w przód. W momencie t_yg /bezpośrednio poprzedzającym moment t_diB początku aktywnej części linii ig/ /fig. 4/ na wyjściu generatora sygnału wybierania ramki uzyskiwany jest sygnał U_y - U_y /ig/· Sygnał ten podany na jedno wejście komparatora 8 w okresie T_p^g jest porównywany z sygnałem sinusoidalnej formy · W momencie tg zrównania się wartości tych sygnałów określane są sygnały U_ylB i gdzie U_yLB - Uy/ig/ « Uj/tg/, U^g - U₂/tg/ współrzędnych Yj^» punktu B /Uy^r^ Y^g, Uy^g^jZ^g/. Sygnał U_XLg w czasie T^g trwania ig-ej linii telewizyjnej, podawany jest na jedno wejście komparatora 11 i porównywany z sygnałem wybierania linii υ_χ podanym na drugie wejście komparatora 11. W momencie t^g /fig. 3,c/ zrównania się wartości tych sygnałów na wyjściu komparatora 11 generowany jest impuls napięcia Ug, który zmieszany z sygnałem wizji U_y i podany na monitor 13 powoduje wyświecenie na jego ekranie punktu B.

Z analizy zasady działania przyrządu do formowania obrazów figur kołowych wynika, że może on byó wykonany w całości z elementów cyfrowych, co powoduje zwiększenie stabilności i dokładności jego pracy. Przyrząd może współpracować z komputerem. Jego wejścia kodów R, Υθ, Χθ mogą być połączone z określonymi wyjściami komputera. Przez programowe zadawania wartości R, Υθ, Χθ można uzyskać formowanie dynamicznych figur kołowych.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Przyrząd do formowania obrazów figur kołowych, zawierający monitor telewizyjny, mieszacz sygnałów telewizyjnych, generator sygnałów wybierania ramki, generator sygnału wybierania linii, generator sygnałów harmonicznych sinusoidalnej i cosinusoidalnej formy, którego generatory sygnałów wybierania ramki i linii składają się z licznika rewersyjnego, dyszyfratora stanu zero, przerzutnlka, znamienny tym, że generator sygnału wybierania ramki /1/ i generator sygnału wybierania linii /2/ posiada przełącznik sygnału odpowiednio /5 i 16/ i element sumy logicznej /6, 17/, przy czym jedno wyjście każdego przełącznika sygnału /5, 16/ jest połączone odpowiednio z jednym wejściem przerzutnlka /4, 15/, a drugie wyjście przełącznika /5, 16/ z jednym wejściem elementu sumy logicznej /6, 17/, drugie wejście którego jest połączone z wyjściem deszyfratora stanu zero /7, 18/, a wyjście elementu sumy logicznej /6, 17/ jest połączone z drugim wejściem przerzutnlka /4, 15/.

   149 965

   Fig.1

   Fig.2

   149 965

   Ty Ux' Tx 2X *®---------*| J I I X 1 ,· ---- t *01 '— ί

   Fia u