SU1615783A1 - Device for displaying graphic information on tv indicator screen - Google Patents

Device for displaying graphic information on tv indicator screen Download PDF

Info

Publication number
SU1615783A1
SU1615783A1 SU894635838A SU4635838A SU1615783A1 SU 1615783 A1 SU1615783 A1 SU 1615783A1 SU 894635838 A SU894635838 A SU 894635838A SU 4635838 A SU4635838 A SU 4635838A SU 1615783 A1 SU1615783 A1 SU 1615783A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
block
inputs
memory
Prior art date
Application number
SU894635838A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Николаевич Косников
Андрей Петрович Ремонтов
Original Assignee
Пензенский Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пензенский Политехнический Институт filed Critical Пензенский Политехнический Институт
Priority to SU894635838A priority Critical patent/SU1615783A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1615783A1 publication Critical patent/SU1615783A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике, а именно к устройствам отображени  графической информации, и может быть использовано в системах отображени  информации тренажеров дл  обучени  управлению подвижными объектами, в игровых автоматах, системах автоматизированного контрол  или управлени , а также у устройствах, в которых необходим синтез изображений проекций трехмерных объектов на плоскость, динамика которых заключаетс  в неограниченном перемещении и повороте изображени  в реальном времени на любой угол вокруг любых из трех осей трехмерной системы координат и изменении масштаба при перемещении объекта вдоль оси времени. Цель изобретени  - повышение точности устройства, котора  достигаетс  введением функционального преобразовател  9 и соответствующих функциональных св зей, а также выполнением блоков 6,7 и 8 вычислени  координат, что позвол ет изменить пор док формировани  проекции трехмерного объекта, путем преобразовани  координат большего количества точек поверхности этого объекта, который представл етс  с большей степенью детальности, что повышает точность его отображени , 1 з.п. ф.3 ил.The invention relates to computing technology, in particular, graphic information display devices, and can be used in information display systems of simulators for teaching the control of moving objects, in gaming machines, automated control or control systems, as well as in devices that require the synthesis of projection images. three-dimensional objects on a plane whose dynamics consist in the unrestricted movement and rotation of the image in real time at any angle around any of x axes of the three-dimensional coordinate system and the scale is changed as the object moves along the time axis. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the device, which is achieved by introducing a functional converter 9 and corresponding functional relationships, as well as performing blocks 6,7 and 8 of coordinate calculation, which allows changing the order of formation of the projection of a three-dimensional object by converting the coordinates of more points of the surface an object that is presented with a greater degree of detail, which improves the accuracy of its display, 1 s.p. f.3 ill.

Description

СПSP

0000

соwith

Изобретение относитс  к вычисли- - ;тельной технике, а именно к устройст- |вам отображени  графической информа- 1ции, и может быть использовано в сие- темах отображени  информации тренажеров дл  обучени  управлению подвижны- |ми объектами, в игровых автоматах, системах автоматизированного контрол  или управлени , а также в устройст--; вах, в которых необходим синтез изображений проекций трехмерных объектов на плоскость, динамика которых заключаетс  в неограниченном перемещении и повороте изображени  в реальном времени на любой угол вокру любых из трех осей трехмерной системы координат и изменении масштаба при перемещении объекта вдоль оси зрени ,The invention relates to computing technology, namely to a graphic information display device, and can be used in information display systems of simulators for teaching mobile objects, in gaming machines, automated control systems or control, as well as in the device; Wahs that require the synthesis of images of projections of three-dimensional objects on a plane, the dynamics of which consist in unrestricted movement and rotation of the image in real time at any angle around any of the three axes of the three-dimensional coordinate system and changing the scale when the object moves along the axis of vision,

Цель изобретени  - повышение точ- ности устройства. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the device.

На фиг,1 представлена структурна  :хема предложенного устройства; на )иг.2 - схема блока вычислени  коор- щнат; на фиг.З - схема функциональ- ftoro преобразовател .Fig, 1 presents the structural: heme of the proposed device; na) ig.2 - the scheme of the coordinate calculation block; in FIG. 3, a functional-ftoro converter circuit.

Устройство содержит блок 1 синхронизации , цифроаналоговый преобразователь 2, блок 3 буферной пам ти, блок 4 пам ти, блок 5 сравнени , блоки 6-8 вьмислени  координат, функциональный преобразователь 9, инфор- |мационный вход-выход 10 устройства. ; Блок 6 (7,8) вычислени  координат Ьодержит коммутаторы 11-13, узлы 14- |1б пам ти и сумматор 17. I Позицией 18 обозначен выход блока, la позици ми 19 и 20-- управл ющий {и информационный входы блока соответ- 1ственно. The device contains a synchronization unit 1, a digital-to-analogue converter 2, a buffer memory unit 3, a memory unit 4, a comparison unit 5, a 6-8 coordinate coordinate unit, a functional converter 9, information input / output 10 of the device. ; Block 6 (7.8) of calculating the coordinates L contains switches 11–13, nodes 14– | 1b of memory and adder 17. I Position 18 denotes the output of the block, la positions 19 and 20-- controlling {and the information inputs of the block corresponding to Firstly

Функциональный преобразователь 9 содержит коммутатор 21, пам ть 22, двоичньй умножитель 23, счетчик 24,, дешифратор 25, счетчик 26, мульт1 п- лексор 27, триггер 28, элементы И 29 и 30, счетчик 31, управл ющий вход 32, информационный вход 33, второй выход 34, первый выход 35 блока.The functional converter 9 contains a switch 21, a memory 22, a binary multiplier 23, a counter 24, a decoder 25, a counter 26, a multi 1 plexer 27, a trigger 28, elements 29 and 30, a counter 31, a control input 32, an information input 33, the second output 34, the first output 35 of the block.

Блок 4 пам ти представл ет собой запоминающее устройство, организованное по типу 1D (одноадресна  система ) , в котором находитс  информаци  о поверхности отображаемого объекта, т.е. в каждом слове блока пам ти записаны координаты отдельных точек поверхности объекта в пространстве и их код  ркости. Поэтому объем блок 4 пам ти зависит от размеров отобраThe memory unit 4 is a memory device organized according to the type 1D (unicast system), in which information about the surface of the displayed object, i.e. The coordinates of individual points of the object surface in space and their luminance code are recorded in each word of the memory block. Therefore, the volume of memory block 4 depends on the size of the displays.

5five

жаемого объекта и его сложностич. Блок пам ти может быть организован из оперативных , посто нных и репрограммиру- емых запоминающих устройств, что определ етс  особенност ми создани  информационного обеспечени  устройства отображени . Если отображаемый объект известен заранее проектировщику устройства и не измен етс  в процессе его эксплуатации, то рекомендуетс  использование посто нной пам ти . Если изображение мен етс  часто или неизвестно заранее перед эксплуатацией системы, то координаты точек можно рассчитать по уравнени м, описывающим объект, занести их во внешнюю пам ть управл ющей маршны, а затем перед сменой изображений переписать в блок пам ти.object and its complexity The memory unit can be organized from operative, permanent, and reprogrammable memory devices, which is determined by the features of creating information support for the display device. If the displayed object is known in advance by the designer of the device and does not change during its operation, the use of permanent memory is recommended. If the image changes frequently or is not known in advance before operating the system, then the coordinates of the points can be calculated using the equations describing the object, put them into the external memory of the control route, and then rewritten into a memory block before changing the images.

В устройстве формирование проекции трехмерного объекта на плоскость производитс  проецированием всех точек поверхности объекта на плоскость телевизионного растра, дл  чего координаты этих точек преобразуютс  в координаты телевизионного растра согласно следующей системе уравнений: X x cos( cosutz+ cosO( j-XgCOSO(,-Y cosO( 2-ZoCos 3 Xo; Y X cosfJ,+Y cosp2- -Z cos/33- (1)In the device, the projection of a three-dimensional object onto a plane is performed by projecting all points of the object's surface onto the plane of the television raster, for which the coordinates of these points are converted to the coordinates of the television raster according to the following system of equations: X x cos (cosutz + cosO (j-XgCOSO (, Y cosO ( 2-ZoCos 3 Xo; YX cosfJ, + Y cosp2- -Z cos / 33- (1)

-x;cos|3,-YoCOS 2-ZoCOsPs+Y(,; Z x cosj,+Y cosJ4+Z cosj -XpCosjj-Y COSJ -Z COSJJ+ZO , где вычисленные координаты X и Y определ ют положение точки поверхности объекта на плоскости телевизионного растра, а координата Z - пор док ее видимости по отношению к оператору. Решение задачи преобразовани  координат в Лоб с применением универсальных средств вычислительной техники при условии отобразкени  сложных динамических изображений в реальном времени приводит либо к использованию неприемлемо большого объема этих средств, либо к использованию вычислителей с колосальным быстродействием (пор дка 100 млн.оп/с), В св зи с этим в устройстве прин т следук ций пор док преобразовани  координат точек поверхности объекта и получ ени  его проекции на плоскость телевизионного растра.-x; cos | 3, -YoCOS 2-ZoCOsPs + Y (,; x Z cosj, + Y cos J4 + Z cosj -XpCosjj-Y COSJ -Z COSJJ + ZO, where the calculated X and Y coordinates determine the position of the object surface point on the plane of the television raster, and the Z coordinate is an order of its visibility with respect to the operator. Solving the problem of converting coordinates to the Forehead using universal computer equipment, provided that complex dynamic images are displayed in real time, either leads to the use of an unacceptably large amount of these tools or to use calculators with a whopping fast Procedure (about 100 mln.op / s), in communication with the device received the order sleduk tions converting coordinates of the points of the object surface and received tim its projection on the plane of a television raster.

В течение каждого цикла смены фаз движени  ЭВМ производит частичное, решение системы уравнений (1), кото- оое заключаетс  в вычислении членов,During each cycle of phase change, the computer produces a partial solution of the system of equations (1), which consists in calculating the terms

не измен ющихс  в процессе формирова- ни  проекции объекта. По вьфабатывае мому триггером 28 сигналу ЭВМ вьщает; результаты этих вычислений на информационный вход-выход 10 устройства, В-функциональном преобразователе 9 эти данные через коммутатор 21 занос тс  в пам ть 22. Эти данные  вл ютс  начальными услови ми, необходимыми дл  преобразовани  координат точек поверхности объекта. Начальные услови  хран тс  в пам ти 22 до следующего цикла смены фаз движени  и состо т из дев ти пар слов (cosoi,, -Xgcosty,,unchanged during the formation of the projection of the object. According to the triggering of the trigger 28, the computer gives a signal; the results of these calculations at the device information input-output 10, the B-function converter 9, these data through the switch 21 are stored in the memory 22. These data are the initial conditions necessary for converting the coordinates of the object surface points. The initial conditions are stored in memory 22 until the next cycle of motion phase change and consist of nine pairs of words (cosoi ,, -Xgcosty ,,

COS()/2,-Y(|cOSOC2; СОЗ(Уз аС080{з+Хд JCOS () / 2, -Y (| cOSOC2; POPs (Ouse аС080 {з + Хд J

cos/,,-XoCOsf3. J ,-YgCOS i2; cosAj,-ZgCos| j+Yg ; cosj , , ; cosj 2,-Y cosj ,,+Zo).cos / ,, - XoCOsf3. J, -YgCOS i2; cosAj, -ZgCos | j + yg; cosj,,; cosj 2, -Y cosj ,, + Zo).

За основу функционального преобразовател  9 вз т 1ЩФРОВОЙ интегратор, который предназначен дл  последовательного вычислени  функцийThe functional converter 9 is based on a 1-DIFFLEX integrator, which is intended for the sequential calculation of functions

x cosO(,-XoCose/y; Y cos(x 2 -Y cosC/2l x cosO (, - XoCose / y; Y cos (x 2 -Y cosC / 2l

Z cosftf -ZoCOSt/i+Xo;Z cosftf -ZoCOSt / i + Xo;

rlrl

10ten

мент времени продолжают находитьс  в состо нии логического кул . Так как дешифратор 25 построен на выделении состо ни  логического нул , то на его выходе сформируетс  сигнал, котр- рый, поступа  на входы двоичного умножител  23 и счетчика 24, установит эти элементы в соответствие с начальными услови ми, поступающими на их входы с выхода пам ти 22. Конкретно в этот момент времени на входах умножител  23 и счетчика 24 наход тс  значени  cos с, и -X jCosof, соответст15 венно (начальные услови  дл  вычислени  первой функции), С приходом первого тактового импульса первый выход счетчика 26 выходит из состо ни  логического нул  и дешифратор 25 снимает сих нал установки начальных условий, разреша  работу умножител  23, которьй управл ет скоростью ин- тегрировани  пропорционально тригонометрическим функци м (в конкретныйThe time element continues to be in the state of a logical pool. Since the decoder 25 is built on isolating the state of a logical zero, a signal will be generated at its output, which enters the inputs of binary multiplier 23 and counter 24, sets these elements in accordance with the initial conditions received at their inputs 22. At this moment in time, the inputs of multiplier 23 and counter 24 are cos with values and -X jCosof, respectively (initial conditions for calculating the first function). With the arrival of the first clock pulse, the first output of counter 26 goes out of state logical ul and descrambler 25 removes the now cash setting initial conditions to permit the operation of the multiplier 23 which controls the velocity by integrating proportional trigonometric function m (in particular

25 момент времени COSQ/,), а счетчики на2025 point of time COSQ /,), and counters on 20

X cos|3i-X| cos|,; Y cos -Yg ;/ 2 ) капливают результат интегрировани .X cos | 3i-X | cos | ,; Y cos-Yg; / 2) the result of the integration is added.

причем направление счета определ ет знак тригонометрической функции, а начальной точкой отсчета  вл ютс  начальные услови , занесенные в счетчик с выхода пам ти 22 (в конкретный момент времени -X coscx.,) . Таким образом , синхронно с сигналом тактовой частоты на выходе счетчика 24 после--/moreover, the counting direction determines the sign of the trigonometric function, and the initial point of reference is the initial conditions entered into the counter from the memory output 22 (at a particular time -X coscx.,). Thus, synchronously with the clock signal at the output of the counter 24 after - /

. Z cos,-Z cosp5- Yo;. Z cos, -Z cosp5- Yo;

X cosi,, j Y cosjj -YgCosj,;X cosi ,, j Y cosjj -YgCosj ,;

Z cosjj-Zocosjij-i-Zo;Z cosjj-Zocosjij-i-Zo;

где X ,Y ,Z принимают значени  dT 0 30 до max, причем величина последнего определ етс  размерами пространства, в котором записан объект отображени .where X, Y, Z are dT 0 30 to max, the value of the latter being determined by the size of the space in which the display object is recorded.

С началом каждого цикла смены фаз движени  блок 1 синхронизации выраба- 35 Довательно формируютс  значени  дл With the beginning of each cycle of movement phase change, the synchronization block 1 is generated. 35

целых значений переменных х , Y .или Z , которые в это врем  формируютс  на первом выходе счетчика 26, Изменение переменных производитс  40 линейно от О до п-го значени , последнее выбираетс  исход  из максимальных размеров отображаемого объекта и кратно степени 2, Вычисленные значени  дев ти функций буферизиру- 45 ютс  в дев ти узлах оперативной пам ти , расположенных в блоках 6-8 вычислени  координат, которые заполн ютс  последовательно, На втором выходе, счетчика 26 формируетс  номер 50 вычисл емой функции,.который  вл етс  адресом начальных условий этой функции в пам ти 22 и одновременно адресом одного из дев ти узлов пам ти, в который производитс  буферизаци  в 55 данньй момент времени. Выбор соответствующего узла оперативной пам ти и запись в него вычисленных значений функций по адресам, соответствующим значени м переменных этих функций,the integer values of the variables x, y. or z, which at this time are formed on the first output of counter 26, the variables are changed 40 linearly from 0 to the n-th value, the latter is chosen based on the maximum size of the displayed object and a multiple of degree 2, the calculated values of virgins These functions are buffered in 45 nodes of RAM, located in blocks 6–8 of coordinate calculations, which are filled in succession. At the second output of counter 26, the number 50 of the calculated function is formed, which is the address of the initial the conditions of this function in memory 22 and at the same time the address of one of the nine memory nodes, which is buffered at 55 dan time. Selecting the appropriate memory node and writing into it the calculated values of the functions at the addresses corresponding to the values of the variables of these functions,

тывает сигнал , который поступает с его третьего выхода на управл ющий вход функционального преобразовател  9, т,е, на входы счетчиков 26 и 31 и триггера 28, Этот сигнал переводит в состо ние логическо1 0 нул  все выходы указанных счетчиков и в состо ние ло1 ической единицы триггер 28, который сигналом, поступающим с его второго инверсного выхода на второй вход элемента И 30, запрещает прохождение сигнала тактовой частоты F на вход счетчика 31, Сигнал с первого выхода триггера 28 поступает через вход-выход 10 устройства в ЭВМ и запрещает ввод начальных условий. Этот же сих нал поступает на третий вход коммутатора 21 и второй вход элемента И 29, в результате чего коммутатор подключает ко входу пам ти 22 второй выход счетчика 26, а элемент И 29 пропускает сигнал F на вход умножител  23 и второй вход счетчика 26, все выходы которого в этот моThe signal goes from its third output to the control input of the functional converter 9, t, e, to the inputs of counters 26 and 31 and trigger 28. This signal converts to the state of logical1 0 zero all the outputs of the specified counters and to the state of logical units trigger 28, which by a signal coming from its second inverse output to the second input of element 30, prohibits the passage of a signal of the clock frequency F to the input of counter 31, the signal from the first output of the trigger 28 enters through the input-output 10 of the device into the computer and prohibits input of the initial conditions. This same input goes to the third input of the switch 21 and the second input of the And 29 element, as a result of which the switch connects the second output of the counter 26 to the input of the memory 22, and And 29 passes the signal F to the input of the multiplier 23 and the second input of the counter 26, all whose exits this mo

мент времени продолжают находитьс  в состо нии логического кул . Так как дешифратор 25 построен на выделении состо ни  логического нул , то на его выходе сформируетс  сигнал, котр- рый, поступа  на входы двоичного умножител  23 и счетчика 24, установит эти элементы в соответствие с начальными услови ми, поступающими на их входы с выхода пам ти 22. Конкретно в этот момент времени на входах умножител  23 и счетчика 24 наход тс  значени  cos с, и -X jCosof, соответственно (начальные услови  дл  вычислени  первой функции), С приходом первого тактового импульса первый выход счетчика 26 выходит из состо ни  логического нул  и дешифратор 25 снимает сих нал установки начальных условий, разреша  работу умножител  23, которьй управл ет скоростью ин- тегрировани  пропорционально тригонометрическим функци м (в конкретныйThe time element continues to be in the state of a logical pool. Since the decoder 25 is built on isolating the state of a logical zero, a signal will be generated at its output, which enters the inputs of binary multiplier 23 and counter 24, sets these elements in accordance with the initial conditions received at their inputs 22. At this moment in time, the inputs of the multiplier 23 and the counter 24 are cos c, and -X jCosof, respectively (initial conditions for calculating the first function). With the arrival of the first clock pulse, the first output of the counter 26 goes out of state Well The decoder 25 removes these initial conditions, allowing the operation of multiplier 23, which controls the speed of integration proportional to the trigonometric functions (to a specific

момент времени COSQ/,), а счетчики наtime COSQ /,), and the counters on

капливают результат интегрировани .the result of integration is dripping.

причем направление счета определ ет знак тригонометрической функции, а начальной точкой отсчета  вл ютс  начальные услови , занесенные в счетчик с выхода пам ти 22 (в конкретный момент времени -X coscx.,) . Таким образом , синхронно с сигналом тактовой частоты на выходе счетчика 24 после--/moreover, the counting direction determines the sign of the trigonometric function, and the initial point of reference is the initial conditions entered into the counter from the memory output 22 (at a particular time -X coscx.,). Thus, synchronously with the clock signal at the output of the counter 24 after - /

Довательно формируютс  значени  дл The values for

производитс  сигналом записи, который . коммутируетс  посредством мультиплек- I сора 27 на входе записи соответствую I щего узла. По окончании вычислени  j требуемого количества значений одной I функции, на втором выходе счетчика 1 26 формируетс  номер следзпсицей, пос- .редством которого в пам ти 22 выбираютс  другие начальные услови , а мультиплексор 27 выбирает следугаций узел, В этот момент времени дешифратор 25 отмечает нулевое состо ние первого выхода счетчика 26 сигналом, который, поступа  в умножитель 23 и счетчик 24, заносит новые ; начальные услови  из пам ти 22, и процесс вычислени  и записи повтор етс , Пос- ле вычислени  и запи си последней дев той функции на втором выходе счет- чика 26 возникает дес тый адрес, который, постзта  на первый вход . . мультиплексора 27, коммутирует сиг нал записи на его дес тьй выход, с которого он поступает на второй вход триггера 28, перевод  последний в, I состо ние логического нул , Сигнал логического нул  с пр мого первого ; выхода триггера 28 поступает на вход элемейта И 29 ( запрещает прокож- дение сигнала F. на входы счетчика 26 и умножител  23, тем самым останавлива  их работу), на вход комму- I татора 21 (где переключает его на I прием начальных условий дл  формиро- i вани  следунщей фазы движени  изобра- 1 жени  объекта) и в ЭВМ (сообща  таким I образом о готовности устройства к приему начальных условий). Сигнал логической единицы с второго инверс- ного выхода триггера 28 поступает со второго выхода функционального преобразовател  9 на управл к цие входы коммутаторов 11-13 блоков 6-8, перевод  их в режим приема координат поверхности объекта отображени , :пос- .тупагацих из блока 4 пам ти. Этот сигнал поступает и на второй вход элемента И 30, который разрешает прохож- де1ше сигнала F на вход счетчика 31, Адресные сигналы, формируемые на выкодах счетчика 31, поступают д. первого выхода функционального преобразовател  9 на вход блока 4 пам ти, в котором находитс  информаци  о ло- верхности объекта отображени , С этот го момента устройство переходит из режима предварительных вьиислений .функций в режим формировани  проекцииproduced by a recording signal which. It is switched by means of multiplexer I-copro 27 at the input of the record of the corresponding I node. After the completion of calculating j of the required number of values of one I function, the second output of the counter 1 26 forms the number by which the second initial conditions are selected in the memory 22, and the multiplexer 27 selects the torsion node, at this moment the decoder 25 marks zero the state of the first output of counter 26 by a signal which, entering into multiplier 23 and counter 24, enters new ones; The initial conditions from memory 22, and the process of calculating and recording is repeated. After the calculation and recording of the last ninth function, the tenth address appears at the second output of the counter 26, which is postzt to the first input. . multiplexer 27, commutes the write signal to its ten output, from which it arrives at the second input of the trigger 28, transfer the last to, I state of logical zero, Logical zero signal from the direct first; trigger output 28 is fed to the input of element I 29 (prohibits the propagation of the signal F. to the inputs of the counter 26 and multiplier 23, thereby stopping their operation), to the input of the commutator 21 (where it switches to the initial conditions I for - i vanes the next phase of the motion of the image of the object) and in the computer (together in such a way about the readiness of the device to accept the initial conditions). The signal of the logical unit from the second inverse output of the trigger 28 comes from the second output of the functional converter 9 to control the inputs of the switches 11–13 of blocks 6–8, transferring them to the mode of receiving coordinates of the surface of the display object: memory This signal also goes to the second input of the element 30, which allows the passage of the signal F to the input of the counter 31. The address signals generated at the outputs of the counter 31 enter the first output of the functional converter 9 to the input of the memory 4, in which information about the surface of the object of display. From this moment on, the device changes from the mode of preliminary analysis of functions to the mode of formation of the projection

отображаемого объекта. Итак, с первого выхода функционального преобразовател  9 на вход блока 4 пам ти начали поступать адресные сигналы, которые представл ют собой пилообразный код, жискретно измен емьй во времени синхронно с сигналом тактовой частоты F,, Под действием адресных сигна-- лов за врем  формировани  фазы движени  проекции отображаемого объекта содержимое блока 4 пам ти должно про- читатьс  полностью. По каждому адресу в блоке 4 пам ти находитс  информаци  об одной точке поверхности отображаемого объекта, а именно: код цвета и  ркости этой точки   коды ее когthe displayed object. So, from the first output of the functional converter 9 to the input of the memory block 4, address signals began to arrive, which are a sawtooth code, the time variation synchronously with the clock frequency signal F ,, Under the influence of address signals during the formation phase the motion of the projection of the displayed object the contents of memory block 4 must be read in full. At each address in block 4 of the memory there is information about one point on the surface of the displayed object, namely: the code of the color and brightness of this point, the codes of its location

ординат Xordinate X

и Z в трехмерной системе координат этого объекта. Код цвета и  ркости точки поверхности объекта поступает на адресньй вход блока 3 буферной пам ти, а коды координат на информационные входы 20 блоков 6-8, где происходит Их преобразование в координаты телевизионного растра. Рассмотрим на примере формировани  проекции одной точки поверхности объекта отображени  взаимодействие блоков устройства.and Z in the three-dimensional coordinate system of this object. The code of the color and brightness of the object's surface point arrives at the address input of block 3 of the buffer memory, and the coordinate codes of the information inputs 20 of blocks 6–8, where Their conversion takes place to the coordinates of the television raster. Let us consider an example of the formation of the projection of a single point on the surface of a display object, the interaction of device blocks.

Допустим, что на вход блока 4 пам ти , поступает адрес i точки поверх- ности объекта. В блок 3 поступают коды цвета и  ркости этой точки; Pvj G; В/ и б;. Одновременно в каждьй из блоков 6-8 поступают коды координат той же точки X,Y. z, которые поступают на адресные входы первого, второго и третьего узлов пам ти, соответственно По значению координат Х/У . и z . в соответствующих узлах выбираютс  значени  функций, вычисленных на предварительном этапе функдаонального преобразовател  9, и складываютс  между собой в сумматоре 17, Так в блоке 6 из первого узла извлекаетс  значение функции X cosOif,-XjCos(X|; из второго - значение функций Y cosiXj-Y cosoifiJ из третьего - значение функции Z -cosO -ZjcosB{j+X0, Значени  этих функций суммируютс  в сумматоре17 и на выходе блока 6 формируетс  значение координаты Xj в системе координат телевизионного растра. Другими словами , блок 6 вычисл ет выражение Х- x(coso, +Y/cosQ/ +Z coso/3-X cos«| -Yj coscf -ZjCosof,+Xg, которое  вл етс  первым в системе , из трех уравнений (1). Аналогичным Suppose that at the input of memory block 4, the address i of the object surface point arrives. Block 3 receives the color and luminance codes of this point; Pvj G; In / and b ;. At the same time, coordinate codes of the same point X, Y are received in each of blocks 6–8. z, which arrive at the address inputs of the first, second, and third memory nodes, respectively. By the value of the X / Y coordinates. and z. in the corresponding nodes, the functions calculated at the preliminary stage of the functional converter 9 are selected and added together in the adder 17. Thus, in block 6, the value of the X cosOif function, -XjCos (X |; from the second is the value of the Y cosiXj- functions) Y cosoifiJ from the third - the value of the function Z -cosO -ZjcosB {j + X0. The values of these functions are summed in the adder 17 and the output of block 6 forms the coordinate value Xj in the coordinate system of the television raster. In other words, block 6 calculates the expression X - x ( coso, + Y / cosQ / + Z coso / 3-X cos «| -Yj coscf -ZjCosof, + X g, which is the first in the system, of the three equations (1).

..9, 161..9, 161

образом в блоках 7 и 8 вычисл нзтс  выражени Thus, in blocks 7 and 8,

Y XJcos,+Y, coS| 2+Z-cos,-X cos/3,- -YoCosfJ -Z cos/i +YoJY XJcos, + Y, coS | 2 + Z-cos, -X cos / 3, - -YoCosfJ -Z cos / i + YoJ

. c.osj,+Y«cosJi+Zlcosj x,cosj2- ,-Zo,. c.osj, + Y "cosJi + Zlcosj x, cosj2-, -Zo,

которые  вл ютс  вторым и третьим в системе уравнений (1) соответственно . Вычисленные координаты Xj и YJ с выходов соответственно блоков 6 и 7 поступают на адресные входы блока 3, а координата Zj- с выхода блока 8 - на информационньй вход блока 3 и на вход блока 5 сравнени , далее по поступившим координатам X j и Y - на адресные входы блока 3 происходит чтение  чейки пам ти этого блока, а именно значени  координаты Z|-h, записанной ранее. Если значение Z ,, преобразованной точки поверхности объекта меньше Z.,. (ранее записанной по этому же адресу), то это означает, что последн   находит- с  дальше от наблюдател  по линии взора и тогда блок 5 сравнени  вьщает сигнал в блок 1 синхронизации на выработку сигнала записи кода цвета-   кости и значени  координаты Z в блок 3 и происходит запись. Если значение Z j преобразованной точки поверхности объекта больше то это оз-начает, что последн   находитс  ближе к наблюдателю, и блок 5.сравнени  не выдает сигнал в блок 1 синхронизации дл  вьгработки сигнала записи. Блок 5 вьщает сигнал.на запись в том случае, когда с выхода блока 3 поступает значение Z;:.{,, Ракное нулю так как это означает, что ранее в  чейку с таким образом с начала формировани  текущей фазы движени  объекта ни одна из точек его поверхности не была записана. В таком пор дке происходит - запись и остальных точек поверхности объекта, причек запись производитс  в одну часть блока 3, друга  же часть считываетс  в это врем  развертывающими функци ми, синхронными с раз- верткой телевизионного растра, формируемыми блоком 1 синхронизациис В момент завершени  считывани  информации из одной части и завершени  записи точек поверхности объекта в другую часть блока 3, его части мен ютс  функци ми, и процесс возобновл етс . ри считывании фазы движени  отобра- аемого объекта с выхода блока 3 на дин вход:цифроаналогового преобра- J5which are the second and third in the system of equations (1), respectively. The calculated coordinates Xj and YJ from the outputs of blocks 6 and 7, respectively, arrive at the address inputs of block 3, and the coordinate Zj, from the output of block 8, to the information input of block 3 and to the input of the comparison block 5, then along the arrived coordinates X j and Y - to the address inputs of block 3 read the memory cell of this block, namely, the value of the Z | -h coordinate recorded earlier. If the value of Z ,, the transformed point of the surface of the object is less than Z.,. (previously recorded at the same address), this means that the latter is located farther from the observer along the line of sight, and then block 5 compares the signal to synchronization unit 1 for generating a color code recording signal and Z coordinate value to unit 3 and recording takes place. If the Z j value of the transformed surface point of the object is larger, then this means that the latter is closer to the observer, and the comparison unit does not issue a signal to the synchronization unit 1 for processing the recording signal. Block 5 is signaling. In the event that the value of Z comes from the output of block 3. This is cancerous because it means that not one of the points from the beginning of the formation of the current motion phase of the object began its surface has not been recorded. In this order, the other points of the object surface are recorded, the hacks are recorded in one part of block 3, while the other part is read at this time by scan functions synchronized with the unwrapping of the television raster generated by synchronization unit 1 from one part and the completion of recording points of the object surface to another part of block 3, its parts are changing functions, and the process resumes. When reading the motion phase of the displayed object from the output of block 3 to the din input: a digital-to-analogue converter, J5

578310578310

зовател  2 поступают коды цвета и  ркости этого объекта, а на другой вход поступает смесь синхроимпульсов, в результате чего на выходе цифро- аналогового преобразовател  2, а следовательно, и выходе устройства формируетс  полный телевизионный сигнал изображени  проекции динамическо- 10 го объекта, который можно подключить к любому цветному телевизионному индикатору дл  его отображени .Caller 2 receives the color and luminance codes of this object, and a mixture of clock pulses arrives at the other input, resulting in the output of the digital-to-analog converter 2 and, consequently, the output of the device, a full television signal of the projection of the dynamic object 10 that can be connected to any color tv indicator to display it.

Таким образом, на экране цветного телевизионного индикатора формируетс  15 изображение проекции трехмерного объекта на плоскость телевизионного растра. Воспроизвод тс  только видимые со стороны плоскости телевизионного растра части изображени  поверх- 20 ности объекта При повороте системы координат объекта относительно системы координат растра происходит соот- ветствунлцее изменение внешнего вида этой проекции; аналогично вращению 25 самого объекта или его натурной модели перед объективом телекамеры. Причем , в устройстве обеспечиваетс  значительное з величение точности отобра- лсени  изображений проекций трехмерно- 30 го объекта на плоскость в реальном времени, так как точность зависит непосредственно от количества точек, которыми описываетс  поверхность отображаемого объекта, то дл  оценки точ- ,j ности отображени  достаточно определить общее количество точек поверхно- .сти объекта, которое можно отобразить в реальном времени посредством известного и предлагаемого устройств, Вы- 0 берем в качестве примера объектаThus, a projection image of a three-dimensional object onto the plane of the television raster is formed on the screen of a color television indicator 15. Only parts of the surface image of the object visible from the plane of the television raster are reproduced. When the object's coordinate system is rotated relative to the raster coordinate system, a corresponding change in the appearance of this projection occurs; similar to the rotation of the object 25 or its full-scale model in front of the camera lens. Moreover, the device provides a significant increase in the accuracy of the display of images of the projections of a three-dimensional 30 object onto a plane in real time, since the accuracy depends directly on the number of points that describe the surface of the displayed object, then to estimate the accuracy of the display determine the total number of surface points of the object, which can be displayed in real time by means of the known and proposed devices, taking as an example the object

отображени  сферу, а конкретно - земную поверхность. Сфера имеет минимальную поверхность при максимальном объеме ее внутренне1 о пространства. 5 поэтому в известном устройстве при сканировании трехмерного пространства (в котором записана эта сфера) чество сканируемых лишних точек (не несущих информацию о поверхности 0 объекта) минимально.mapping the sphere, specifically the earth's surface. A sphere has a minimum surface with a maximum volume of its internal space. 5 therefore, in a known device, when scanning a three-dimensional space (in which this sphere is recorded), the number of scanned extra points (not carrying information about the surface 0 of the object) is minimal.

- -

Дл  того, чтобы определить размеры объекта отображени  и количество точек его поверхности, необходимо опре- J5 делить динамические параметры устройства , т.е. Тц - цикл смены фаз движе- ,ни  изображени , t - цикл формировани  проекции отдельной точки трехмерного пространства.In order to determine the size of the display object and the number of points on its surface, it is necessary to determine the dynamic parameters of the device, i.e. TC is the cycle of the phase change of the motion and the image, t is the cycle of the formation of the projection of a single point of three-dimensional space.

При . 10-2 с и ti 1,15 tO- c :0бщее количество преобразованных то- ;чек равноAt. 10-2 s and ti 1,15 tO- c: 0 the total number of converted then; check is

NN

6666

5,1-10 5.1-10

а количество точек, из которых сос- ;тоит поверхность объекта, равно I Nn А-Ю , j линейный размер объекта (диаметр сферы ) равенand the number of points from which the surface of the object consists of is equal to I Nn А-Ю, j the linear size of the object (diameter of the sphere) is equal to

D 2R 114 точек.D 2R 114 points.

Параметры сферы, изображение проекции которой сформирует устройство при таком же цикле смены фаз движени  следующие: врем , затраченное на предварительные вычислени , определ ем по выражениюThe parameters of the sphere, the projection image of which will form the device with the same cycle of motion phase change are the following: we determine the time spent on preliminary calculations by the expression

t рр 9-n-t4 0,5- с, х д 9 - количество вычисл емых функций; - максимальное значение переменной, ti, с - врем  вычислени  значени  функций дл  одной переменной, тогда врем  формировани  проекции объекта I Т(,Тц-Спр 59,510-5 с. f Цикл формировани  проекции отдель- ;ной точки трехмерного пространства it складываетс  из времени чтени  ; координат из блока 4 пам ти t,,, вре- ; мени чтени  значений функций из узлов : пам ти в блоках 6-8 , времени сложени  результатов в сумматорах 17 tg., времени чтени  содержимого блока 3 , времени сравнени  в блоке 5 сравнени  t, и времени записи в блок ;3 t3n.t рр 9 -n-t4 0.5- с, х d 9 - the number of calculated functions; - the maximum value of the variable, ti, s - the time of calculating the value of functions for one variable, then the time of formation of the projection of the object I T (, TC-Cpr 59,510-5 s. f The cycle of formation of the projection of a single point; ; coordinates from block 4 of memory t ,,, time-; read values of functions from nodes: memories in blocks 6-8, addition time of results in adders 17 tg., reading time of contents of block 3, comparison time in block 5 comparisons t, and the write time in the block; 3 t3n.

I Учитыва  современную элементную Г базу, эти параметры будут следующими I Тчтп Тчго5ч ,3-10-8 с;I Taking into account the modern elemental base, these parameters will be as follows: I Tchtp Tchgo5ch, 3-10-8 s;

Т2 7 10-8с; ., Тогда общее количество точек поверхности объекта, которое может спроецировать устройство в реальном времени , равноT2 7 10-8s; ., Then the total number of surface points of the object that the device can project in real time is

NN

ОБ tuOB tu

,5:10:1 с 29,75.10,5:10: 1 p 29.75

2 2

отсюда легко найти его линейный размер (диаметр сферы)hence it is easy to find its linear size (diameter of a sphere)

29,75- „,, точек,29,75- „,, points,

что составит 3/5 всего экрана.which will be 3/5 of the entire screen.

При том же цикле смены фаз движени  возможно сформировать изображение проекции объекта, поверхность которого состоит из 4-10 точек, при его линейных размерах в 114 точек, чтоWith the same cycle of phase change of motion, it is possible to form an image of the projection of an object, the surface of which consists of 4-10 points, with its linear dimensions of 114 points, which

составит 1/5 всего экрана при той же дискретизации телевизионного растра 512x512 точек. Если сравнивать точность отображени  объекта по общему количеству точек, описывающих его поверхность , то точность отображени  предлагаемого устройства в 7,4 раза выше известного, причем оба устройства имеют приблизительно одинаковые аппаратурные затраты.will be 1/5 of the entire screen at the same discretization of the television raster of 512x512 pixels. If we compare the display accuracy of the object by the total number of points describing its surface, then the display accuracy of the proposed device is 7.4 times higher than the known, and both devices have approximately the same hardware costs.

Claims (2)

1. Устройство дл  отображени  гра- ф1 ческой информации на экране телевизионного индикатора, содержащее блок синхронизации, первый выход которого соединен с синхровходом блока буферной пам ти, выход которого соединен с информационным входом дифроаналого- вого преобразовател , синхровход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации, а выход  вл етс   1. A device for displaying graphical information on a television indicator screen, comprising a synchronization unit, the first output of which is connected to the synchronous input of the buffer memory unit, the output of which is connected to the information input of the diffraction converter, the synchronous input of which is connected to the second output of the synchronization unit, and the output is выходом устройства дл  подключени  к телевизионному индикатору, блок сравнени , выход KOTopoi o подключен к входу блока синхронизации, блок пам ти и блоки вычислени  координат,the output of the device for connecting to the television indicator, the comparison unit, the output of the KOTopoi o is connected to the input of the synchronization unit, the memory unit and the units for calculating the coordinates, первый выход блока пам ти соединен с управл ющим входом блока буферной пам ти, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства , оно содержит функциональныйThe first output of the memory block is connected to the control input of the buffer memory block, characterized in that, in order to increase the accuracy of the device, it contains a functional преобразователь, информационный вход которого  вл етс  информационным входом-вьЕходом устройства, первый выход соединен с адресным входом блока пам ти, а второй выход - с управл ющими входами блоков вычислени the converter, whose information input is an information input-output of the device, the first output is connected to the address input of the memory unit, and the second output is connected to the control inputs of the calculation units координат, информационные входы которых подк-шочены к выходу блока па- шти, выходы первого и второго блоков вычислени  координат подключены кcoordinates, whose information inputs are connected to the output of the patch unit, the outputs of the first and second coordinate calculation blocks are connected to первому и второму адресным входам блока буферной пам ти, информацион- ньй вход которого подключен к выходу третьего блока вычислени  координат, соединенному с первьм входом блокаthe first and second address inputs of the buffer memory block, whose information input is connected to the output of the third coordinate calculation block connected to the first input of the block сравнени , второй вход которого соединен с вторым выходом блока буферной пам ти, третий выход блока синхронизации соединен с управл ющим входом функционального преобразовател .comparison, the second input of which is connected to the second output of the buffer memory block, the third output of the synchronization block is connected to the control input of the function converter. 2. Устройство по п,1, отличающеес  тем, что блок вычислени  координат содержит три KONwy- татора, первые входы которых  вл ютс  управл ющим входом блока, а вторые2. The device according to claim 1, characterized in that the coordinate calculation unit contains three KONwyators, the first inputs of which are the control input of the block, and the second inputs 1615783 -14 1615783 -14 входы - информационным входом блокаГ выходы которых подключены к входам выходы коммутаторов соединены с вхо- сумматора, выход которого  вл етс  дами соответствующих узлов пам ти, выходом блока.inputs - the information input of the block G whose outputs are connected to the inputs of the switch outputs are connected to the input of the adder, the output of which is the memory of the corresponding memory nodes, the output of the block.
SU894635838A 1989-01-10 1989-01-10 Device for displaying graphic information on tv indicator screen SU1615783A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894635838A SU1615783A1 (en) 1989-01-10 1989-01-10 Device for displaying graphic information on tv indicator screen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894635838A SU1615783A1 (en) 1989-01-10 1989-01-10 Device for displaying graphic information on tv indicator screen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1615783A1 true SU1615783A1 (en) 1990-12-23

Family

ID=21422065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894635838A SU1615783A1 (en) 1989-01-10 1989-01-10 Device for displaying graphic information on tv indicator screen

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1615783A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 4156237, кл. G 06 К 15/20, опублик. 1979. Авторское свидетельство СССР 963079, кл. G 09 G 1/16, 1981. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5546530A (en) Method and apparatus for rendering graphical images using parallel processing
US5315692A (en) Multiple object pipeline display system
US4672680A (en) Raster image manipulator
GB2270243A (en) Hidden surface removal algerithm
JPH0535913B2 (en)
JPS5930229B2 (en) brightness control device
Regan et al. An interactive graphics display architecture
SU1615783A1 (en) Device for displaying graphic information on tv indicator screen
US4614941A (en) Raster-scan/calligraphic combined display system for high speed processing of flight simulation data
JP2600904B2 (en) Image synthesizing method and apparatus
SU1437907A1 (en) Device for displaying information on television indicator screen
US5164716A (en) Image processing system
SU1075298A1 (en) Device for generating information on television indicator
US4647923A (en) True object generation system and method for a video display generator
SU1541665A1 (en) Device for presentation of information on screen of television indicator
JPS59834B2 (en) Straight line generation circuit
SU1718265A1 (en) Color data crt display
SU1714584A1 (en) Graphic data display unit
RU2042185C1 (en) Device for generation of video signal
SU1285522A1 (en) Device for displaying information on screen of colour television display
SU959109A1 (en) Device for reading graphic information
SU1007118A1 (en) Device for displaying information on colour television indicator screen
RU2022336C1 (en) Videosignal forming unit
JPH0125071B2 (en)
SU723624A1 (en) Device for displaying information on tv display