SU1278929A1 - Устройство дл отображени графической информации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах ввода-вывода данных на экране телевизионного индикатора дл  отображени  графической информации вида у f (х), в частности, при построении устройств отображени  в АСУ и информационно-измерительных системах. Цель изобретени  - повышение разрешающей способности устройства, котора  достигаетс  введением элемента 10 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третьего триггера 9, элементов 11 И и 12 ИЛИ и формировател  13 импульсов с соответствующими функциональными св з ми . 6 ил.

Description

to

СХ) 00 ГС

со

V Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах ввода-вывода данных на экране телевизионного индикатора дл  отображени  графической информации вида у f (х), в частности, при построении устройств отображени  в автоматизированных системах управлени  и информационно-измерительных системах. Цель изобретени  - повышение разрешающей способности устройства. На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - структурна  схема блока управлени ; на фиг. 3 - структурна  схема формировател  импульсов; на фиг. 4 - временна  диаграмма работы устройства; на фиг. 5 - временна  диаграмма работы блока управлени ; на фиг. 6 - изображени  функций (x) известного и предлагаемого устройств. Устройство содержит блок 1 пам ти, блок 2 сравнени , счетчики 3 точек и 4 линий, блок 5 управлени , генератор 6 импульсов, первый 7, второй 8 и третий 9 триггеры, элемент 10 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент 11 И, элемент 12 ИЛИ и формирователь 13 импульсов. Блок 5 управлени  содержит первый 14 и второй 15 счетчики, первый 16 и второй 17 блоки пам ти, первый 18 и второй 19 регистры, первый 20 и второй 2 элементы И. Формирователь 13 импульсов содержит триггер 22, элемент 23 И и одновибратор 24. Под разрещающей способностью понимаетс  размер наименьшей детали изображени  или максимальное количество различных точек в единице длины. Если устройство отображени  имеет растр Нтгл-Vnx- (где Н„д: - количество точек по строке пр мого хода луча; Vnx - количество телевизионных строк), линейные размеры изображени  составл ют соответственно А В , тогда разрешающа  способность по кадру и по строке соответственно равны )С.. П.К, , р1 Них 2 А Коэффициент 1/2 возникает в формуле (2) потому, что две точки растра известного устройства, расположенные на одной строке, всегда сливаютс . Это накладывает специфические ограничени  на форму отображаемых функций. На фиг. 6,а представлена «гладка  функци , дл  отображени  которой не требуетс  высока  разрешающа  способность по строке. На фиг. 6 использованы следующие обозначени : у (сплошна  лини )- исходна  функци ; у (закрашенные области ) - аппроксимирующа  функци , изображение которой представл етс  на телевизионном индикаторе; у (штрихова  лини ) - вид функции, воспринимаемой глазом; §, а - вертикальный и горизонтальный размеры точки. На фиг. 6,6 показана более сложна  функци , интервал между локальными экстремумами которой меньше либо равен а. Аппроксимаци  такой функции известным устройством отображени  у дает неопределенность при отображении на экране монитора . Предположим, что функци  у дискретизуетс  и представл етс  на экране в виде набора пр моугольников, высота которых пропорциональна дискретным значени м функции в точках начала отрезков 0,1,2,...,13, а ширина равна а. При отображении дл  повышени  качества изображени  происходит линейна  интерпол ци  двух соседних отсчетов, т.е. отображаютс  несовпадающие части пр моугольников (они представлены заштрихованными област ми). В соответ с такой методикой значени  функции на отрезках 5, 6, 7, 8 и 9 будут соответственно равны ijm О, г/т, О, ут и указанна  часть функции отобразитс  в виде сплошной засвеченной области. Это вызывает неопределенность при восстановлении функции человеческим глазом. Предлагаемое устройство устран ет такие неоднозначности. Сущность предлагаемого метода повышени  разрешающей способности по оси абсцисс (фиг. 6,б) заключаетс  в том, что если две соседние точки, принадлежащие двум участкам линейной интерпол ции графических отсчетов, расположены на одной телевизионной строке, то они отображаютс  с промежуточным затемнением. Это достигаетс  дополнительным стробированием видеосигнала в требуемые моменты времени. Следует подчеркнуть, что стробируютс  только те видеоимпульсы, которые соответствуют двум соседним точкам, отображаемым на спадающем и возрастающем участках линейной интерпол ции. Во всех остальных случа х с целью получени  непрерывной линии графика (например, горизонтальные участки) такого стробировани  не производитс . Таким образом, функци  с рассто нием а между локальными экстремумами будет отображена и восприн та операторами в форме, близкой к ее реальной. Пример такой функции и ее вид на экране монитора, формируемый предлагаемым устройством отображени , изображены на фиг. 6, в. Устройство работает следующим образом. Устройство имеет две возможные фазы работы: регенерацию изображени  (циклическое считывание кодов графических отсчетов из блока 1 пам ти и формирование видеосигнала ) и заполнение блока 1 пам ти. Регенераци  изображени  начинаетс  с приходом сигнала F установки в ноль триггеров 7-9, счетчика 3 точек и в состо ние (Vnx-1) счетчика 4 линий. При этом счетчик 3 точек определ ет графического отсчета 0,1,2,...,(Них-1), а счетчик 4 линий соответствует уровннэ отображаемых графических отсчетов (Vnx-1), (Vnx-2),...,0. (Поскольку движение луча по экрану предполагаетс  слева направо по строкам в направлении сверху вниз от строки к строке, т.е. из левого верхнего угла в правый нижний). Соответственно номер точки растра и такта считывани  из блока 1 пам ти обозначаютс  двузначным индексом (i, j), где i - номер телевизионной строки; i |Vnx-1|, fVnx-2(,...,0,а j - номер текущей точки в строке; j 0,l,2,...,jHnx-1/. На фиг. 6 , . Сигналы записи адреса В и записи данных Д на входе устройства отсутствуют . Генератор 6 импульсов непрерывно вырабатывает пр моугольные тактовые импульсы с частотой f. Сигнал F вырабатываетс  в обратном ходе кадровой развертки за такт до начала пр мого хода (фиг. а), и с началом пр мого хода строчной и кадровой разверток начинают вырабатыватьс  импульсы G, по переднему фронту которых происходит увеличение на единицу содержимого счетчика 3 точек и запись информации в триггеры 7 и 8. Поскольку сигнал обнаружени  счетчика 3 был выработан за такт до начала пр мого хода, то за этот такт (номер Vnx-1; 0) считываетс  информаци  из блока 1 пам ти по нулевому адресу и поступает на первый информационный вход блока 2 сравнени , на второй информационный вход которого подаетс  содержимое счетчика 4 линий (код VMX-1). Блок 2 сравнени  вырабатывает на первом Р и втором Т выходах сигналы сравнени  информации N и и. Т 1, при N U; р 1, при N и.(3) Таким образом, совокупность сигналов Г и Р, образующих точки I Кпх-,j,/V..x-2,j |. ...,| О, j I (например, фиг. 6, а дл  , ), соответствует отображению j-ro графического отсчета в виде вертикальной свет щейс  линии. По окончании такта (Vnx-1), О результаты сравнени  занос тс  в триггеры 9 и 7 соответственно по переднему фронту сигнала Е. С этого момента начинаетс  новый такт /Vnx-1, 1| считывани  из блока 1 пам ти и TaKTJV пх-1, 0( отображени . В такте отображени  формируетс  видеосигнал засветки или затемнени  луча электроннолучевой трубки телевизионного индикатора. Засветке соответствует высокий уровень сигнала, затемнению - низкий. При этом триггеры 7, 8 и элемент 10 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ выполн ют линейную интерпол цию соседних графических отсчетов по следующей формуле: ,(4) где Р - сигнал, соответствующий точке i lj + 1 -го графического отсчета; Q -сигнал, соответствующий точке i j-ro графического отсчета, где j 0,1,2,...,(Нпх-1); знакф -знак суммы по модулю два. Таким образом, по окончании такта считывани  (Vnx-1,0) в триггер 8 записываетс  сигнал засветки луча, соответствующий несовпадающим участкам соседних отсчетов, а в последующем такте (Vnx-1,0) отображени  формируетс  аналогичный сигнал L, сохран ющий свое состо ние до следующего такта отображени . Если рассто ние между локальными экстремумами отображаемой функции больще а (фиг. 6,о), где а - линейный горизонтальный размер точки на экране индикатора (монитора), то на выходе М фор.мировател  13 импульсов формируетс  высокий уровень, а в такте отображени  - видеосигнал в соответствии с логическим уравнением R LAMfvW.(5) Указанные процедуры повтор ютс  Нпх раз. После этого начинаетс  обратный ход строчной развертки, в течение которого формируетс  сигнал Н уменьщени  на единицу счетчика 4 линий, и с началом последующего пр мого хода строчной развертки начинаетс  нова  i-  сери  тактов считывани  из блока 1 пам ти и отображени . По истечении (Vnx) строк поступает обратный ход кадровой развертки, в течение которого возможно обновление содержимого блока I пам ти. Синхронна  работа цифровых схем предлагаемого устройства с разверткой луча по экрану монитора осуществл етс  строчным К. и кадровым / синхронизирующими импульсами, по которым выполн ютс  обратные ходы по строке и по кадру. Таким образом , по истечении Vnx строк на экране монитора сформируетс  графическое изображение функции (x) в виде пр моугольников щириной а. На фиг. 4,а изображена временна  диаграмма изображени  фрагмента функции (фиг. б,в) дл  , ,l,2,...,13. Така  функци  имеет интервалы между локальными экстремумами меньще а. В этом случае (при отображении, например, точек б. 7 и 6, 8 формирователь 13 импульсов выраба тывает импульсы длительностью Е1о/См , (где Тм - период тактовых импульсов) низкого уровн , затемн ющие левую часть точек |i, 7(; /i, 8f, где i /Vnx-1/, |Vnx-2|,..., 0. Условие выработки импульсов на выходе М следующее: М О, при Tt Т„,(6) где TJ. - длительность сигнала, L 1. Фаза заполнени  блока I пам ти выполн етс  в период обратного хода кадровой развертки, когда отсутствуют сигналы F, G, Я. На информационном адресном входе А устройства устанавливаетс  адрес блока 1 пам ти, на информационном входе данных

С устанавливаетс  код графического отсчета . После этого через врем  т„ установки адреса на вход записи адреса В устройства постунает сигнал, по которому в счетчик 3 точек записываетс  код адреса, а через врем  f, установки данных с задержкой тз подаетс  сигнал Д на вход записи данных устройства, по которому код графического отсчета заноситс  в блок 1 пам ти.

Блок управлени  работает следующим образом (фиг. 2 и 5, а, б).

На счетный вход первого счетчика 14 приход т импульсы Е. по которым содержимое счетчика увеличиваетс  на единицу, а по импульсу переполнени  происходит увеличение на единицу второго счетчика 15. Коэффициенты пересчета счетчиков 14 и 15 соответственно равны Не и VK, где Н - количество точек разложени  по телевизионной строке, включа  точки, используемые дл  обратного хода по строке; VK - количество телевизионных строк, включа  строки, используемые дл  обратного хода по кадру. Ин формаци  с выходов счетчиков поступает на адресные входы первого 16 и второго 17 блоков пам ти, на выходах которых через врем  Ti6 по вл етс  информаци , котора  по сигналам Е и X соответственно заноситс  в первый 18 и второй 19 регистры. Структура информации в блоках 16 и 17 пам ти такова, что по адресу Л,- в i-м разр де блоков 16 или 17 пам ти записана единица в том случае, если необходимо на j-м выходе регистров 18 или 19 выработать импульс в А, момент относительно нулевого состо ни  счетчиков 14 или 15 соответственно. Если единица записана по одному из адресов , то длительность вырабатываемого импульса на выходе регистра 18 соответствует , где Тп- период тактовых импульсов , а на выходе регистра 19 - соответственно Т|9 НсТ,,. Если единицы записаны по последовательным К-адресам, то длительности

Ti8 К-Т„;

Т|9 KHf-T,.(7)

Таким образом, в блоках 16 и 17 пам ти записано требуемое взаимное расположение синхронизирующих импульсов. При этом элементы 20 и 21 И выполн ют роль стробирующих элементов дл  выработки импульсов суммировани  счетчика 3 точек (сигнал G) и установки в исходное состо ние блоков и элементов устройства в целом (сигнал F).

Формирователь 13 импульсов работает следующим образом (фиг. 3 и 4,а).

С приходом положительного фронта импульса Е на вход записи четвертого триггера 22 информаци  L заноситс  в триггер, и через врем  Т22 по вл етс  на его выходе. Если сигнал был равен единице, то выход триггера 22 открывает элемент 23 И и срабатывает одновибратор 24, который по переднему фронту сигнала на его входе формирует отрицательный импульс длительностью .

Триггер 22 обеспечивает задержку срабатывани  одновибратора 24 на врем  Т„ (один такт). Это достигаетс  тем, что сигнал L по вл етс  с задержкой тд относительно переднего фронта Е (фиг. 1 и 4, а), и поэтому информаци  на выходе триггера 22 возникает задержанной на один такт. Поэтому если т Т„, то импульсы одновибратора 24 не вли ют на работу элемента 11 И (фиг. 1), поскольку сигнал L по истечении времени TL Т„ становитс  нулевым и закрывает элемент 11 И.

Предлагаемое устройство позвол ет повысить разрещающую способность устройства

дл  отображени  графической информации.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   0 Устройство дл  отображени  графической информации, содержащее блок пам ти, блок сравнени , счетчики точек и линий, блок управлени , генератор импульсов, первый и второй триггеры, причем информационный выход счетчика точек соединен с

   5 информационным входом блока пам ти, информационный выход которого подключен к первому информационному входу блока сравнени , второй информационный вход которого соединен с информационным выходом счетчика линий, вход вычитани  которого соединен с первым выходом блока управлени , второй выход которого соединен с входом суммировани  счетчика точек, отличающеес  тем, что, с целью повышени  разрещающей способности устройства, оно

   содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий триггер, элементы И и ИЛИ и формирователь импульсов, причем выход генератора импульсов подключен к входу блока управлени , первому входу формировател  импульсов и входам записи первого, второго

   0 и третьего триггеров, входы установки в «О которых соединены с входами установки в «О счетчиков точек и линий соответственно и подключены к третьму выходу блока управлени , четвертый и п тый выходы которого  вл ютс  соответственно выхода.ми строчных и кадровых синхроимпульсов устройства , информационными входами адреса и данных и входами записи адреса и данных устройства  вл ютс  соответственно входы счетчика точек и блока пам ти, первый

   0 выход блока сравнени  подключен к информационному входу первого триггера и первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, выход подключен к информационному входу второго триггера,

   5 выход которого соединен с вторым входом формировател  импульсов и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом формировател  импульсов, выход

   элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом видеосигнала устройства, а второй

   I 6.016.7 |б.г |6.3|g.V|g5|gg g.7|ga| .7|

   I jSO I g.7| ...7f6.e |gJ g.|

   вход подключен к выходу третьего триггера , информационный вход которого подключен к второму выходу блока сравнени .

   Фuz.2.

   Фиг.З

   а(.чет

   (} J LrLrLrLrL ...

   fsfti)ч,/ ZXZZZZZ

   ...

   -

   а а

   Jd

   11

   ч

   //

   1

   0123456785 ЮТГ Фиг.Б