SU1388940A1 - Устройство дл отображени информации на экране цветного телевизионного индикатора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к устройствам дл  отображени  информации реального времени . Цель изобретени  - повышение быстродействи  устройства. Устройство содержит цветной телевизионный индикатор 1, блок цветового кодировани  7, блок элементов запрета 14, блок наложени  геометрических элементов изображени  13, р д параллельно работающих формирователей геометрических элементов изображени  8,9,10,11. Входы экстрапол тора 5 св заны с выходо.м стекового блока па.м ти 6 формировател  импульсов. Вход стекового блока пам ти 6 св зан с входом устройства дл  отображени  информации, а выход экстрапол тора 5 через коммутатор 7 св зан с входами всех формирователей геометрических элементов изображени  8,9,10,11. Повышение быстродействи  достигаетс  за счет экстрапол ции траекторий движени  объектов, параметры движени  которых хран тс  в стековом блоке пам ти 6. 2 ил. со (Л САЭ 00 СХ) ;о 4;: Фиг.1

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к устройствам дл  отображени  графической информации реального времени.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  устройства.

На фиг. 1 изображена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства экстрапол ции.

Устройство дл  отображени  информации на экране цветного телевизионного индикатора содержит цветной телевизионный индикатор 1, входы которого подключены к выходам блока 2 цветного кодировани .

10

n (t) n(t) СОЗф- П„С05ф - m (t) 5Шф +

-f mosinf+n .)

где «lo/io-координаты центра вращени  геометрического элемента изображени  в системе координат телевизионного растра;

1Па,п, - координаты центра вращени  геометрического элемента изображени  в системе координат геометрического элемента изображени , совпадающей с системой координат блока пам ти;

mffc), nft) - мгновенные значени  текущих координат растра;

г uLJi/vvy/j ciivi I lVj ixci .. iiiv/ivy ,ri Lji ucaiiri./,

Четвертый вход индикатора i подключен к is «(/ n t/- мгновенные значени  текущих

первому выходу синхронизатора 3, второй выход которого соединен с вторым входом формировател  4 импу.тьсов, первый выход которого св зан с входом управл ющей вычислительной машины (УВМ), а второй выход - с первым входом экстрапол то- ра 5. Первый вход формировател  4 импульсов св зан с первым выходом стекового блока 6 пам ти. Второй вход экстрапол - тора 5 подключен к второму выходу стекового блока 6 пам ти, третий выход которого гюдключен к управл ющему входу коммутатора 7, информационный вход которого св зан с выходом экстрапол тора 5. Выход коммутатора 7 подключен к первым входам формирователей 8--11 геометрических элементов изображени , вторые входы которых св заны с перв1: ми выходами синхронизатора 3. Вход стекового блока 6 пам ти  вл етс  входом 12 устройства дл  отображени  информации и св зан с выходом УВМ. Вход 12 устройства св зан с входом блока 13 наложени  геометрических элементов изображени  и входом блока 2 цветового кодировани ,, первый вход которого подключеп через блок 14 элементов запрета к выходу блока 13 наложени  геометрических элементов изображени , входы которого подключены к соответствующим выходам формирователей 8-11 геометрических элементов изображени .

Устройство работает следующим образом .

Формирователи 8-11 геометрических элементов изображени  содержат по четыре цифровых интегратора, два сумматора и оперативное или посто нное запоминающее устройство и получают с выхода синхронизатора 3 кадровые, строчные синхроимпульсы и тактовые импульсы, которые синхронизируют и тактируют процесс работы цифровых интеграторов во времени. В процессе их работы происходит рещение выражений:

ш (1) m(t) cosf-iTio- cosf-f n(t)- sinf - -По sinf4-m o,(1)

20

25

30

координат блока пам ти; f - угол поворота системы координат блока пам ти относительно системы координат растра.

Выражени  (1) и (2) описывают преобразовани  системы координат растра (вращение, перемещение) относительно системы координат отображенного изображаемого изображени . Результаты этих вычислений поступают на адресные входы посто нного или оперативного запоминающего устройства, вход щего в состав каждого формировател  геометрических элементов изображени . Запоминающее устройство имеет произвольный доступ и в него перед началом работы устройства дл  отображени  информации записываетс  поточечно изображение геометрического элемента . Под действием мгновенных значений текущих координат блока пам ти, формируемых цифровыми интеграторами, из бло35 ков пам ти считываютс  сигналы изображений геометрических элементов изображени , причем угол наклона /, координаты центра вращени  т, По геометрического элемента изображени  занос тс  в формирователи 8-11 геометрических элементов изображени  во врем  обратных ходов телевизионных разверток из УВМ .через врем  смены фаз движени  Т 100 мс в качестве начальных условий работы цифровых интеграторов . С выходов формирователей геометрических элементов изображени  сигналы геометрических элементов поступают на входы блока 13 наложени  геометрических элементов изображени , который содержит элементы ИЛИ и р д дещифраторов. Перед началом работы из УВМ через вход 12 устройства задаютс  коды пор дка расположени  геометрических элементов изображени  относительно наблюдател , которые управл ют работой дещифраторов. Дещифраторы пропускают

55 сигналы геометрических элементов изображени  на свои выходы в пор дке, задаваемом кодом расположени . Упор доченные в блоке 13 наложени  геометрических эле40

45 8-1

50

0

n (t) n(t) СОЗф- П„С05ф - m (t) 5Шф +

-f mosinf+n .)

где «lo/io-координаты центра вращени  геометрического элемента изображени  в системе координат телевизионного растра;

1Па,п, - координаты центра вращени  геометрического элемента изображени  в системе координат геометрического элемента изображени , совпадающей с системой координат блока пам ти;

mffc), nft) - мгновенные значени  текущих координат растра;

s «(/ n t/- мгновенные значени  текущих

s «(/ n t/- мгновенные значени  текущих

0

5

0

координат блока пам ти; f - угол поворота системы координат блока пам ти относительно системы координат растра.

Выражени  (1) и (2) описывают преобразовани  системы координат растра (вращение, перемещение) относительно системы координат отображенного изображаемого изображени . Результаты этих вычислений поступают на адресные входы посто нного или оперативного запоминающего устройства, вход щего в состав каждого формировател  геометрических элементов изображени . Запоминающее устройство имеет произвольный доступ и в него перед началом работы устройства дл  отображени  информации записываетс  поточечно изображение геометрического элемента . Под действием мгновенных значений текущих координат блока пам ти, формируемых цифровыми интеграторами, из бло5 ков пам ти считываютс  сигналы изображений геометрических элементов изображени , причем угол наклона /, координаты центра вращени  т, По геометрического элемента изображени  занос тс  в формирователи 8-11 геометрических элементов изображени  во врем  обратных ходов телевизионных разверток из УВМ .через врем  смены фаз движени  Т 100 мс в качестве начальных условий работы цифровых интеграторов . С выходов формирователей геометрических элементов изображени  сигналы геометрических элементов поступают на входы блока 13 наложени  геометрических элементов изображени , который содержит элементы ИЛИ и р д дещифраторов. Перед началом работы из УВМ через вход 12 устройства задаютс  коды пор дка расположени  геометрических элементов изображени  относительно наблюдател , которые управл ют работой дещифраторов. Дещифраторы пропускают

5 сигналы геометрических элементов изображени  на свои выходы в пор дке, задаваемом кодом расположени . Упор доченные в блоке 13 наложени  геометрических эле0

5 8-1

0

ментов изображени  сигналы поступают на входы блока 14 элементов запрета, который содержит р д элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. При наличии на его разных входах в один момент времени сигналов разных пор дков видимости эти элементы пропускают на первый выход сигналы первого пор дка видимости, на второй выход - сигналы второго пор дка видимости и т.д. Таким образом, из всех выходов блока 14 элементов запрета в каждый момент времени только на одном выходе может быть сигнал изображени , так как наблюдатель видит в каждой точке телевизионного растра одну точку конкретного непрозрачного геометрического элемента изображени . С выходов элементов 14 запрета позиционный код геометрического элемента изображени  поступает в блок 2 цветного кодировани , который содержит шифратор дл  преобразовани  позиционного кода в двоичный и блок пам ти, в который из УВМ через вход 12 устройства записываетс  код цвета и  ркости каждого геометрического элемента изображени . В процессе работы код цвета и  ркости считываетс  двоичным кодом номера геометрического элемента изображени  в любой момент времени и через цифроаналоговые преобразователи поступает на три входа цветного телевизионного индикатора 1, который синхронизируетс  по другому входу синхронизатором 3. Стековый блок 6 пам ти, формирователь 4 импульсов, экс- трапол тор 5 и коммутатор 7 осуществл ют экстрапол цию значений параметров отображаемых изображений с целью получени  плавных движений изображени  на экране .

Врем  смены фаз движени  изображени , отображаемого на экране, св зано с инерционностью человеческого зрени  и равно Tj 100 мс, т.е. через такой промежуток времени нужно рассчитывать и мен ть параметры геометрических элементов изображени  на выходе УВМ, что приводит к высоким требовани м к ее производительности .

В то же врем  очевидно, что параметры статического изображени  рассчитывать через каждый 100 мс не нужно. Этот пример указывает на то, что максимальное врем  расчета параметра движущегос  изображени  должно быть св зано со скоростью , ускорением и точностью отображаемого параметра.

Получено выражение, св зывающее эти физические величины:

где pi-максимальное врем  расчета параметра движущегос  изображени ;

А - максимальна  абсолютна  погреш ность i-ro отображаемого параметра;

а. - максимальное ускорение i-ro ото- бражаемого параметра;

1 - скорость i-ro отображаемого параметра в момент начала экстрапол ции;

Цп - максимальна  скорость i-ro пара- метра.

Очевидно, что врем  , а дл  реализации экстрапол ции необходимо, чтобы был существенный выигрыш во времени, т.е. TPJ,TQ. IOO мс. Под параметрами изображени  следует понимать переменные ко- ординаты его положени  на экране индикатора , переменный угол поворота изображени  относительно оси координат, переменный масштаб изображени  и т.п. Скорость , ускорение, точность параметра опре- дел ютс  характеристиками объекта управлени .

Таким образом, УВМ рассчитывает значени  параметров отображаемых геометрических элементов изображени  через врем  согласно выражению (3) и выдает в устройство дл  отображени  информации. Через каждые Т 100 мс предсказываютс  значени  параметра Рд; при помощи экс- трапол тора 5. Например, при линейной

экстрапол ции параметров их предсказуемые значени  можно определить из выражени :

PR: PaC+R-VoC-T.

(4)

где 0 R Tpc/Ty ;

Ре:-величина i-ro отображаемого параметра в момент начала экстрапол ции ();

TO WHC-врем  смены фаз движени ; IL - номер выдачи экстраполированных значений i-ro отображаемого параметра;

Tpt. - врем  расчета параметров движущегос  изображени .

Временна  диаграмма линейной экстра- пол ции параметра Р изображена на фиг. 2, где прин то, что . УВМ рассчитывает и выдает значени  параметра Р в моменты времени и t 4-Те 400. мс. До истечени  времени t 4-Ta вместо действительных значений параметра Р в устройстве дл  отображени  информации определ ютс  их экстраполированные значени  Р, Р,, Pj, при этом так как Тр находитс  из выражени  (3), точность определени  значений Pi fk fa выходит за максимально до- пустимую погрешность параметра л.

УВМ рассчитывает отображаемые параметры и через вход 12 устройства выдает их в стековый блок 6 пам ти. Параметры выдаютс  в виде маи1инных слов, которые |имеют следующий состав: I перва  часть содержит номер формиро- :вател  геометрического элемента изображени  (8 -11);

втора  часть содержит произведение

VOC-TJ;

треть  часть содержит величину i-ro отображаемого параметра в момент начала экстрапол ции Poi ;

четверта  часть содержит максимально возможное количество экстраполированных значений i-ro отображаемого параметра, которое определ етс  по выражению (4) R™ Tpt/T, .

Машинные слова поступают в стековый блок 6 пам ти во врем  пр мых ходов строчной и кадровой разверток телевизионного растра. Считывание машинных слов из стекового блока 6 пам ти осуплествл етс  во врем  обратных ходов телевизионных разверток , при этом перва  часть машинного слова поступает на коммутатор 1, который коммутирует выход экстрапол тора 5 с входом того формировател  геометрических элементов изображени , номер которого задан в машинном слове. Втора  и треть  части машинного слова поступают на вход экстрапол тора 5. Экстрапол тор 5 в простейшем случае состоит из умножени  и сумматора, которые в соответствии с выражением (4) в случае линейной интерпол ции определ ют произведение R-VoC T| и сумму Poi +RVoi T. При этом величина R - номер выдачи экстраполированных значений - поступает на экстрапол тор 5 из формировател  4 импульсов. Ф.ормиро- Ватель 4 может быть реализован на счетчике и элементе сравнени , причем счетчик считает кадровые синхроимпульсы, поступающие из синхронизатора 3, которые совпадают с номером выдачи R, а в схеме сравнени  происходит посто нное сравнение R и Rn,. Если то из блока местного управлени  в УВМ не выдаетс  управл ющий сигнал и УВМ не выдает новых значений Vjc-T и Рос . Если R RiR, то в УВМ из блока местного управлени  выдаетс  сигнал разрешени  выдачи и УВМ выдает в стековый блок 6 пам ти новые значени  i-ro параметра Ve«;.i Т« и FJ .

При Tp T Rrfi l-экстрапол ци  параметра не производитс  и работа устройства не отличаетс  от работы известного.

Таким образом, дл  получени  плавных движений изображени  на экране при минимальной и достаточной производительности УВМ необходимо выдачу и расчет значений параметров каждые 100 мс заменить на экстрапол цию этих значений в устройстве дл  отображени  информации. Кроме

0

0

.5

0

5

0

5

0

5

того, такое решение позвол ет экономить машинное врем  УВМ, т.е. позвол ет рассчитывать количество параметров. Увеличение количества параметров может достичь 12 раз. Это указывает на то, что более детальные изображени  (с большим динамических количеством параметров) будут отображатьс  при той же самой производительности управл ющей машины.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет повысить быстродействие отображени  информации, за счет чего обеспечиваютс  повышение плавности движени  изображений и их детальность.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  отображени  информации на экране цветного телевизионного индикатора , содержащее синхронизатор, блок цветового кодировани , блок элементов запрета , блок наложени  геометрических элементов изображени , формирователи геометрических элементов изображени , выходы которых подключены к первым информационным входам блока наложени  геометрических элементов изображени , выход которого соединен с входом блока элементов запрета, выход которого подключен к первому информационному входу блока цветового кодировани , выходы которого соединены с видеовходами цветного телевизионного индикатора, синхровход которого и управл ющие входы формирователей геометрических элементов изображени  подключены к первому выходу синхронизатора, вторые информационные входы блока цветового кодировани  и блока наложени  геометрических элементов изображени   вл ютс  входом устройства, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  устройства, оно содержит стековый блок пам ти, формирователь импульсов, экстрапол тор и коммутатор, выход которого соединен с информационными входами формирователей геометрических элементов изображени , информационный вход коммутатора соединен с выходом экстрапол тора, управл ющий вход которого соединен с первым выходом формировател  импульсов, первый управл ющий вход которого подключен к первому выходу стекового блока пам ти , второй и третий выходы которого подключены соответственно к информационному входу экстрапол тора и управл ющему входу коммутатора, второй управл ющий вход формировател  импульсов подключен к второму выходу синхронизатора, информационный вход блока стековой пам ти подключен к входу устройства, выходом которого  вл етс  второй выход формировател  импульсов.

   Р (гра)

   (pua.Z