DE2228074A1

DE2228074A1 - Einrichtung zur sichtbaren Dar stellung, insbesondere von Linien mittels Kathodenstrahlrohre oder dergleichen

Info

Publication number: DE2228074A1
Application number: DE19722228074
Authority: DE
Inventors: James Robert Maidstone Colston John Matthew Gravesend Jibb David John Chatham Kent Machin (Groß bntannien)
Original assignee: Elliott Brothers London Ltd
Current assignee: Allard Way Holdings Ltd
Priority date: 1971-06-11
Filing date: 1972-06-09
Publication date: 1972-12-21
Also published as: GB1359674A; IT959105B; FR2141330A5; US3761765A

Description

JUbelm Bsisnsl
Dipi-M· Wolfens Γι sitM

7082

Elliott Brothers (London) Limited, Lewishain, England

Einrichtung zur sichtbaren Darstellung, insbesondere von Linien mittels Kathodenstrahlröhre oder dergleichen.

Die Erfindung "betrifft eine Einrichtung zur sichtbaren Darstellung, insbesondere von Linien der Kathodenstrahlröhrenart, bei der eine digitale differentiale Analysatortechnik angewendet wird, um die sichtbar zu machenden Linien darzustellen.

Unter einer Einrichtung zum Sichtbarmachen der Kathodenstrahlrohrenart ist eine Einrichtung zu verstehen, die als Sichtvorrichtung eine gebräuchliche Kathodenstrahlröhre oder eine andere Sichtvorrichtung verwendet, die eine der Kathodenstrahlröhre gleichwertige Darstellung zu erzeugen vermag, beispielsweise eine Sichtvorrichtung mit Peststoffmatrize.

Bei der digitalen differentialen Analysatortechnik werden die darzustellenden Linien aus Signalen erzeugt, die die Koordinaten von im Abstand längs den Linien verteilten Punkten bilden.

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Bei einer typischen Einrichtung dieser Art werden zwei digitale Register verwendet, ein X-Register für die X-Verschiebung und ein Y-Register für die Y-VerSchiebung, von denen jedes einen zugeordneten Digital-Analog-Umwandler speist. Jedes der X- und Y-Register ist als Addierer ausgebildet und erhält dx- und dy-Inkremente in regelmäßigen Intervallen einaddiert, so daß ihr Inhalt eine Folge von Punkten festlegt, die die darzustellende Linie bildet. Die Inkremente werden gewöhnlich so gewählt, daß die Summe ihrer Quadrate konstant ist, so daß gleiche Punktabstände und damit gleichförmige Helligkeit der Linie gewährleistet werden, während ihr Verhältnis die augenblickliche Neigung der Linie ergibt.

Um gerade Linien zu ziehen, sind die Inkremente dx und dy natürlich konstant, während für gekrümmte Linien die Inkremente dx und dy geändert werden müssen. Bei bekannten Einrichtungen wird dies erreicht, indem davon ausgegangen wird, daß die erforderlichen Inkremente zu gewissen trigonometrischen Punktionen proportional sind. Beispielsweise im Pail eines Kreises sind die erforderlichen Inkremente zu sinus phi und cosinus phi proportional, wobei phi um einen kleinen konstanten Betrag für jeden der aufeinander folgenden Punkte auf dem Kreis zunimmt; jedes derselben ist dem Integral des anderen proportional (mit einem Zeichenwechsel in einem Pail), und die Inkremente dx und dy können daher ständig geändert werden, indem die beiden Inkrementregister in einer doppelten integrierenden Schleife miteinander verbunden werden.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine solche Einrichtung mit verschiedenen Nachteilen behaftet ist. Beispielsweise besteht im Pail eines Kreises ein Übelstand darin, daß bei der

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natürlichsten Ausrüstung die Größe, die den Radius des Kreises bestimmt, dem reziproken v\f_ert des Radius proportional ist. Somit muß, um eine Reihe von Kreisen mit konstant zunehmenden Radien darzustellen, eine Reihe von Reziprokwerten "berechnet werden, und der Abstand zwischen großen Kreisen wird unzweckmäßig groß. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die integrierende Schleife Abrundungsfehler mit sich bringt. Dies bedeutet, daß ein Kreis sich nicht genau schließt und seine Größe sowie seine Mitte sich'auf offensichtlich unregelmäßige und nicht voraussehbare Weise ändern. ■ . .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Sichtbarmachen der angegebenen Art zu schaffen, die die ,geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten überwindet.

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur sichtbaren Darstellung von Linien auf Grund von Signalen, die die Koordinaten von Punkten bilden, die in Längsrichtung der. darzustellenden Linien anzuordnen sind. Diese Einrichtung ist nach dem Grundgedanken der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalgenerator vorgesehen ist, dessen Signale die Koordinaten von Punkten bilden, die im Abstand längs einer Reihe von aufeinander folgenden, sich aneinander anschließenden geraden Linien verteilt sind, von denen jede eine bestimmte Länge und einen bestimmten Neigungswinkel besitzt, derart, daß von den Signalen erzeugte Linienzüge sich einer gewünschten gekrümmten Linie annähern.

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Hierbei ist vorzugsweise vorgesehen, daß benachbarte Punkte in jeder geraden Linie gleichen Abstand haben und eine Schaltungsanordnung die Anzahl der Punkte in einer Auswahl der oder in allen geraden Linien zu ändern vermag, um dadurch die Größe der gekrümmten Linie zu verändern, ohne ihre Form abzuwandeln.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Signalgenerator eine erste Speichervorrichtung zur Speicherung von Information, die für jede gerade Linie die Differenz in der Lage benachbarter Punkte auf dieser geraden Linie festlegt, Koordinatenregister zum Pesthalten der Information, die die Koordinaten eines Punktes bestimmen, und eine Schaltungsanordnung für die periodische Zuführung von Information aus dem Speicher zu den Registern, derart, daß die Koordinaten jedes Punktes bestimmende Informationen nacheinander in den Registern erscheinen und des auf dem Schirm der Sichtvorrichtung erzeugte Bild eine Wiedergabe der Punkte bildet, di-e durch die in den Registern erscheinenden Informationen bestimmt sind.

Als Beispiel für die bevorzugte Ausführungsform umfaßt die Schaltungsanordnung eine zweite Speichervorrichtung zur Speicherung von Information, die die gewünschte Länge jeder geraden Linie festlegt, ferner eine Längenzählvorrichtung zur Angabe der tatsächlichen Länge der jeweils ausgezogenen geraden Linie, ferner einen Komparator, der in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der zweiten Speichervorrichtung und der Längenzählvorrichtung ein Ausgangssignal erzeugt,

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wenn die jeweils ausgezogene gerade Linie die gewünschte Länge hat, ferner eine Linienzählvorrichtung, die in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Komparators anzeigt,, welche gerade Linie jeweils ausgezogen wird, ferner eine Logikschaltung zur Auswahl der von der ersten Speichervorrichtung an die Register übertragenen Information in Abhängigkeit von der Zählung in der Linienzählvorrichtung, und schließlich eine Vorrichtung für die Zuführung von Eingangsimpulsen zu der Längenzählvorrichtung, so daß die Koordinaten jedes Punktes bestimmende Informationen nacheinander in den Registern in der Reihenfolge erscheinen, in der die Punkte längs der gekrümmten Linie auftreten.

Eine besondere Anwendung findet die Einrichtung nach der Erfindung für die' Erzeugung einer Darstellung eines Kreises. Pur diese Anwendung sieht die Erfindung vor, daß alle sichtbar gemachten geraden Linien im wesentlichen die gleiche Länge besitzen und je zwei benachbarte Linien unter dem gleichen Winkel zueinander stehen, so daß ein im wesentlichen regelmäßiges vielseitiges Vieleck gebildet wird und die von den Signalen erzeugte Darstellung sich einem Kreis annähert.

Eine derartige Einrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, daß das Vieleck eine ganze Anzahl von Seiten in jedem Quadranten besitzt, die erste Speichervorrichtung nur Informationen speichert, die sich auf Punkte in den Seiten in einem Oktanten des Vielecks beziehen, und die erste Speichervorrichtung mit den Registern über einen Ausgangskreis zur Steuerung der den Registern von der ersten Speicher-

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Vorrichtung zugeführten Information verbunden ist, um Informationen zu erhalten, die die Koordinaten der Punkte in den Seiten der anderen sieben Oktanten des Vielecks in den Registern bestimmen.

Die Einrichtung nach der Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, das in der Zeichnung dargestellt ist» In dieser zeigt

Figo 1 ein Blockschema der gesamten Einrichtung,

Fig. 2 ein Blockschema einer für das Arbeiten mit Raster abgewandelten Einrichtung.

Bei der dargestellten Einrichtung werden die sichtbar zu machenden Linien von Signalen erzeugt, die die X- und Y-Koordinaten von Punkten bilden, die längs den darzustellenden Linien anzuordnen sind» Gemäß Fig. 1 werden die X- und Y-Koordinaten der Punkte abwechselnd in einem X- bzw. einem Y-Hauptregister in Erscheinung gebracht. Jedes dieser beiden Hauptregister besteht aus zwei Abschnitten, X1 und X2 für das X-Register. Der untere Abschnitt X1 ist als Gesamtaddierer und Register ausgebildet, während der obere Abschnitt X 2 als Zähler ausgebildet ist«, Die Inkremente dx und dy, die für die periodische Erhöhung der Zahlen in den X- und Y-Hauptregistern erforderlich sind, werden in Inkrementregistern DX1 und DY1 gehalten* Das Inkrement dx ist niemals groß genug, um den oberen Registerabschnitt X2 direkt zu beeinflussen; dieser Abschnitt X2 wird nur durch den Überschuß von dem unteren Abschnitt X1 mit Inkrementen

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gespeist. Zugänge des Inkrements dx in den Registerabschnitt X1 werden durch eine Sperre 11 überwacht, die mit Impulsen aus Leitung 10· in konstanten Intervallen gespeist wird. Das Y-Register ist ähnlich "beschaffen, mit einer entsprechenden Sperre 12. Die oberen Hälften X2 und 12 der X- und Y-Hauptregister speisen Digital-Analog-Umwandler 13 und 14, deren Äusgangssignale die X- und Y-Ablenkvorrlchtungen einer Kathodenstrahlröhre 15 erregen·

Die vorbesehriebene Schaltung bildet den Digital-Differential-Analysatorteil der Einrichtung und kann In gebräuchlicher Weise dazu dienen, einfache gerade Liniensymbole zu ziehen.

Zum Ziehen "von Kreisen ist. eine zusätzliche Schaltung vorgesehen, die im unteren Teil der Fig» 1 wiedergegeben ist. Diese Schaltung steuert den Digital-Differential-Analysatorteil der Einrichtung, um auf dem Schirm der Sichtvorrichtung ein vielseitiges Vieleck aufzuzeichnen, das einem gewünschten Kreis angenähert ist. Die Hauptbestandteile dieser Schaltung sind ein 8-Bit-Radiusregister R1-8, ein 5-Bit-Seitenzähler S1-5, ein 5-Bit-Seitenlängenzähler L1-5, ein 2-Bit-Quadrantenzähler Q1-2 und ein Vorgabespeicher ROM. Die Funktionen dieser Bestandteile gehen aus ihren Bezeichnungen hervor: das Radiusregister enthält ein 8-Bit-Wort bzw. eine 8-Bit-Kennung als Angabe für den Radius des gwünschten Kreises und damit für die Länge der Seiten des darzustellenden Vielecks; der Seitenzähler bewirkt eine Zählung, die angibt, welche Seite des Vielecks jeweils dargestellt wird; der Seitenlängenzähler dient einer Zählung, die die Länge der jeweils ausgezogenen

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Linie angibt; der Quadrantzähler gibt an, welcher der vier Quadranten des Vielecks jeweils dargestellt wird; und der Vorgabespeicher enthält die verschiedenen Inkremerite dx und dy für die Seiten in einer ständig gespeicherten Form.

Zunächst sei die Arbeitsweise der Einrichtung betrachtet, wenn alle Seiten des Vielecks die gleiche Länge haben sollen. Die Seitenlänge ist durch 5 Bit festgelegt, die in den vorwiegend maßgebenden Stufen R1-5 des Radiusregisters enthalten sind. Die Zeitmarkenimpulse aus Leitung 10 werden dem Seitenlängenzähler L1-5 zugeführt, dessen Inhalt mit den Seitenlängen in den Registerstufen R1-5 durch einen Komparator 20 verglichen wird. Wenn Gleichheit erreicht ist, wird ein Ausgangssignal auf Leitung 21 durch eine Sperre 22 an Leitung 23 übertragen, um den Seitenlängenzähler L1-5 rückzustellen, wobei Leitung 23 außerdem den Seitenzähler S1-5 speist, um seiner Zählung ein Inkrement zuzuführen» Alsdann bleibt der Seitenzähler S1-5 für die erforderliche Anzahl von Zeitmarkenimpulsen auf derselben. Zählung,,

Der Seitenzähler S1-5 speist einen Logik- und Ansprechkreis 24 für den Vorgabespeicher ROM. Der Seitenzähler vollführt einen vollen Zählzyklus' in jedem Quadranten und sein Überschuß wird dem Quadrantzähler Q1-2 eingespeist, so daß der Quadrantzähler praktisch ein Zusatz von zwei weiteren Stufen zum Seitenzähler ist. Der Inhalt des Seitenzählers wird durch den Logikkreis 24 entschlüsselt, um die nächste erforderliche Stelle im Speicher ROM zu wählen, so daß neue Inkremente dx und dy in die Inkrementregister DX1 und DY1 eingegeben werden können, wenn die nächste Seite erreicht ist. Das Signal auf Leitung 23 kann dazu dienen, den Zeitablauf des

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Arbeitens des Speichers ROM zu steuern» Das Ausgangssignal des. Speichers ROM wird einem Ausgangskreis 27 zugeführt, der durch die Ausgangssignale des Quadrantzählers und der vorwiegend maßgebenden Stufe des Seitenzählers in einer weiter unten zu beschreibenden Weise gesteuert wird, und wird dann an die Inkrementregister DX1 und DY1 übertragen.

Ss ist zu beachten, daß der Radius des dargestellten Kreises in Stufen verändert werden kann, entsprechend einem-Wechsel von einem Punkt in der Länge jeder Seite, indem die in den Stufen R1-5 des Radiusregisters gespeicherte Zahl verändert wird»

Die Art und Weise, in der der Radius des Kreises in Zwischenstufen geändert werden kann, wird nunmehr allgemein beschriebene Die unteren drei Stufen R6-8 des Radiusregisters speisen einen Vergleichslogikkreis 25 zugleich mit dem Seitenzähler S1-5» Der Kreis 25 enthält eine vom Radiusregister aus gesteuerte Logikschaltung, die gewisse Zählungen des Seitenzählers aufnimmt (die aufgenommenen Zählungen hängen von dem Inhalt des Radiusregisters ab) und ein Ausgängssignal für diese Zählungen auf Leitung 26 erzeugt» Leitung 26 speist den Sperrkreis 22 und verhindert, wenn sie erregt ist, einen Durchgang des Signals vom Komparator für eine Zeitperiode_o Dies kanitbeispielsweise erreicht werden, indem dafür gesorgt wird, daß der Komparator 20 zwei Ausgangssignale, "Gleichheit" und "Überschuß", erzeugt, Von denen nur das erste gesperrt wird und die beiden kombiniert v/erden. Wenn demnach der Kreis 25 ein AusgangsSignal erzeugt, wird das Ausgangssignal "Gleichheit" des Komparators

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20 durch die Sperre 22 blockiert und ein Ausgangssignal
erscheint auf Leitung 23 erst, wenn der Komparator 20
ein Ausgangssignal "Überschuß" erzeugt. Dies ergibt sich in Fällen einer Verzögerung um eine Zeitperiode für diejenigen Zeiten, für die ein Ausgangssignal durch den Kreis 25
erzeugt wird, so daß die entsprechende Seite des Vielecks
um einen Punkt länger ist₀

Nachstehend wird eine Einrichtung für die Darstellung von
Vielecken mit 100 Seiten näher beschrieben. Die Zahl 100
ist gewählt, weil sie ein Vielfaches von 4 ist und daher
vier identische Quadranten mit je einer ganzzahligen Anzahl von Seiten ergibt und Symmetrie zur 45°-Linie besteht. Außerdem ist bei 100 Seiten das Verhältnis des Sadius zum Umfang fast genau 4/25, so daß eine Zunahme von einem Punkt in
jeder Seite einer Zunahme von 16 Punkten im. Radius ziemlich genau entspricht.¹

Bei einer einfachen Form der Einrichtung kann die Anzahl
der Seiten für die Zunahme von einem Punkt in ihren Lungen
irgendeines von 8 Vielfachen von 3 zwischen 0 und 21 in
jedem Quadranten sein; dies wird erreicht, indem eine Serie von 3 Seiten, eine Serie von 6 Seiten und eine Serie von
12 Seiten, die sich alle gegenseitig ausschließen, zugrunde gelegt werden und die geeignete Kombination dieser Serien
gewählt wird. Durch Verwendung einer Sonderseite in der
letzten Serie wird jedoch eine bessere Annäherung erreicht. Es ist jedoch vorzuziehen, eine noch bessere Annäherung dadurch zu erzielen, daß eine Sonderseite in der zweiten Serie

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im ersten und dritten Quadranten und eine Sonderseite in der dritten Serie im zweiten und vierten Quadranten benutzt werden»

Die Serien yon-3, 6 und 12 Seiten, werden durch den Kreis 25 unter der Steuerung der Stufen R6-8 des Radiusregisters ausgewählt; die ^erie von 3 Seiten wird gewählt, wenn R8 zutrifft. Die Serie von 6 Seiten,· wenn R7 zutrifft, und die Serie von 12 Seiten, wenn R6 zutreffend ist. Um zu verstehen, wie sie ausgewählt werden, muß zuerst die Arbeitsweise des Seitenzählers im einzelnen dargelegt werden. Dieser Zähler hat 5 Stufen, zählt aber nur 25 Seiten (je Quadrant); 7 von den normal 32 Zählungen müssen daher ausgelassen werden. Als auszulassende Zählungen werden 13 bis 19 gewählt, das bedeutet binär 01101 bis 10011 einschließlich. Die Zählerlogik ist entsprechend ausgebildet, so daß auf Zählung 01100 die Zählung 10100 folgt; dies wird dadurch erreicht, daß der Stand 011xx ausgemacht wird (worin "x" die Bedeutung "nicht zu beachten" hat), und dazu benutzt wird, den nächsten Zählimpuls zur Bodenstufe des Zählers zu verhindern und den nächsten Zählimpuls direkt zur vierten Stufe zuzulassen.

Die Serie von 3 Seiten je Quadrant wird nunmehr als diejenigen Seiten festgelegt, deren Zählungen die Kennung yy.1OO haben, worin yy nicht gleich 10 ist; diese Kennung erscheint drei mal in der vollen Zählung von 25 Seiten. Die Serien von 6 und 12 Seiten werden ebenso festgelegt als diejenigen Seiten, deren Zählungen die Kennungen xxxiO bzw. xxxxi besitzen, wobei diese Kennungen sechs mal bzw. zwölf mal in der vollen Zählung von 25 Seiten erscheinen. Um eine Sonder-

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seite in die erste oder zweite Serie, abhängig von aera Quadranten, einzufügen, wird dieselbe Kennung 10100 benutzt, wozu ebenso die Ausgangssignale des Quadrantzählers herangezogen werden.

Die Einzelheiten des Vorgabespeichers und seines Ansprechkreises werden nunmehr genauer betrachtete Wie bereits erwähnt, sind die vier Quadranten des Vielecks identisch. Es ist zweckmäßig, daß das Vieleck Scheitel an den Verbindungsstellen zwischen den Quadranten besitzt. Insgesamt 25 Paare von Inkrementen sind dann für jeden Quadranten erforderlich; diejenigen für den zweiten, dritten und vierten Quadranten können aus denjenigen für den ersten Quadranten durch loses Ändern des Vorzeichens von dx zwischen senkrecht benachbarten Quadranten und von dy zwischen waagerecht benachbarten Quadranten erhalten werden. Der Inhalt des QuadrantZählers Q1-2 wird durch den Ausgangskreis 27 des Speichers ROM dazu benutzt, um dies zu erreichen» Es ist ferner zu beachten, daß jeder Quadrant in bezug auf die 45°-Linie symmetrisch ist. Daher sind die Inkremente dx und dy für die Seiten 14 bis 25 die gleichen wie die,Inkremente dy bzw. dx für die Seiten 12 bis 1; für die Seite 13 sind die Inkremente dx und dy gleich groß» Somit brauchen nur die Paare von Inkrementen für die ersten 13 Seiten eines Quadranten gespeichert zu werden, und die Inkremente für die letzten 12 Seiten können erhalten werden, indem die Inkremente der ersten 12 Seiten vertauscht werden. Der Vorgabespeicher ROM besteht daher aus 13 Speicherstellen, von denen jede ein Paar Inkremente dx und dy enthält. Der Ansprechkreis 24 bewirkt eine Entschlüsselung des Inhalts der untersten vier Stufen

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des Seitenzählers S1-5 gewöhnlich hinauf "bis zu der und einschließlich der Seite 13 (Zählung 01100) und dann die Umschlüsselung in die Komplementärgröße des Inhalts der untersten vier Stufen für die übrigen Zählungen (10100 aufwärts "bis 11111). Diese Umwandlung wird durch die vorwiegend maßgebende Stufe des Seitenzählers gesteuert, nämlich 0 für die ersten 13 Seiten und 1 für die letzten 12 Seiten. Es ist ohne weiteres'ersichtlich, daß die Summe der Zählungen für zwei sich entsprechende Seiten, die eine in den ersten 12 und die andere in den letzten 12 Seiten, stets 11111 beträgt ο Der Ausgangskreis 27 des Speichers ROM wird gesteuert durch den Quadrantzähler Q1-2, so daß er negative Vorzeichen in die Inkremente dx und dy in den entsprechenden Quadranten einsetzt, und durch den Quadrantzähler und das Ausgangssignal der vorwiegend maßgebenden Stufe des Seitenzählers, so daß ar die Inkremente erforderlichenfalls vertauscht.

Die Lage des Kreises auf der Bildfläche der Kathodenstrahlröhre wird dadurch festgelegt, daß geeignete Anfangswerte in die Register X2 und Y2 eingegeben werden.

Erwähnungswert ist, daß es durch geringfügige Abwandlungen an der Steuerung möglich ist, Kreisbögen direkt darzustellen, ohne daß die volle Zeit aufgewendet werden müßte, die erforderlich ist, um einen vollständigen Kreis zu ziehen und den Fleck für die unerwünschten .Abschnitte auszulöschen.

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Pür sehr kleine Kreise, von weniger als 100 Punkten, kann die Einrichtung so abgewandelt werden, daß der Seitenzähler S1-5 in größeren Schritten zählt« Solche Kreise werden dann mit weniger als 100 Seiten gezogen,, Beispielsweise können nur 12 Seiten je Quadrant benutzt werden, nach Belieben von ein oder zwei Punkten Länge, um Kreise bis hinab zur halben Größe des kleinsten 100-Seiten-Kreises zu erhalten, und sofort«

Pur große Kreise kann eine genauere Radiussteuerung als oben beschrieben dadurch erreicht werden, daß ein oder mehr Sonderpunkte eingefügt werden; vorzugsweise v/ird eine gerade Anzahl in diametral gegenüber liegenden Seiten eingefügt, so daß das Yieleck sich sauber schließt. Dies kann erreicht werden, indem die Stufen höherer Ordnung äß.s Radiusregisters, z.B. die Stufen R1-R4 benutzt werden, um in den Logikkreis 25 v/eitere Stromwege einzuführen, wobei ein Sonderpunkt in ausgewählten Seiten eingefügt v/ird, wenn der Kreis groß ist β Die für den Block 25 bereits besprochene Schaltung ist in der Lage, Sonderpunkte in insgesamt 22 (12+6+3+1) Seiten je Quadrant einzufügen; hierbei sind 3 Seiten je Quadrant von den 25 Seiten je Quadrant ausgelassen, denen Sonderpunkte für große Kreise eingefügt werden können, ohne die normale feine Angleichung der Kreisform zu beeinträchtigen.

Diese Technik der darstellung von Kreisen verträgt sich auch mit der Arbeitsweise nach einem Rasterverfahren. Hierbei wird

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der Fleck auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre so abgelenkt, daß seine Spur ein Liniennetz beschreibt, wie es beim Fernsehen üblich ist, und die Information wird sichtbar gemacht, indem die Helligkeit des Flecks gesteuert wird. Es ist manchmal erwünscht, dieses Verfahren anzuwenden, beispielsweise für das Entwerfen eines Fernsehbildes und in der Lage zu sein, diesem Bild symbolische Informationen zu überlagern. Es ist daher anzustreben, die Anordnung für die Darstellung von Kreisen dazu benutzen zu können, Kreise zu ziehen, wenn die Einrichtung nach dem Rasterverfahren arbeitet. Um dies zu ermöglichen, kann in Fig» 2 wiedergegcbeno Einrichtung benutzt werden; wobei nur die Teile der Einrichtung nach Fig. 1,die eine Abwandlung erfordern, in Fig« 2 gezeigt sind.

Gemäß Fig» 2 sind ein LinienabtastrGenerator 30 und ein Rahmenwellenform-Generator 31 vorgesehen, um den Fleck auf dem Schirmbild der Röhre die beim Fernsehempfang übliche Rasterspur verfolgen zu lassen, wobei die Linien waagerecht sind. Die Abtästgeneratoren 30 und 31 werden synchronisiert durch Feld-und Linien - Synchronisierimpulse, die von einer Quelle 32 ausgehen. Der Zählerteil Y2 des Ablenkregisters Y ist anfangs mit der Y-Koordinate des obersten Punktes des zu zeichnenden Kreises beschickt, während die X-Koordinate dieses Punktes in einem besonderen Register XO ge- · speichert ist, statt in dem Zählerteil X2 des Ablenkregisters X. Der Inhalt von Y2 wird in einem Komparator 33 mit der Y-Koordinate der jeweils abgetasteten Linie verglichen, die in einem Linienzähler 34 erzeugt wird, dem die Liniensynchronisierimpulse eingespeist werden und der am Ende jedes Feldes durch einen Feldsynchronisierimpuls rückgestellt wird. Der Komparator 33 steuert einen Zeitmarkenkreis 35,

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der Zeitmarkenimpulse erzeugt und der Leitung 10 zuführt; der Zeitmarkenkreis 35 erzeugt solange Impulse, wie der Inhalt des Registers Y2 von der Y-Koordinate der jeweils abgetasteten Linie abweicht. Somit erscheinen die Zeitmarkenimpulse auf der Leitung 10 stoßweise, wobei jeder Stoß die Kreiserzeugungseinrichtung von der Y-Koordinate einer Rasterlinie zur nächsten weiterführt, worauf die Einrichtung dann den Beginn der nächsten Linie abwartet.

Die Inhalte der Register XO und X2 werden einem Addierer-Subtrahierer 36 zugeführt, und zwar der Inhalt des Registers XO über einen Subtrahierer 37» dessen Zweck später erklärt wird, der aber hier unbeachtet bleiben kann_e Der Addierer-Subtrahierer 36 wird durch einen bistabilen Flip-Flop-Kreis 38 gesteuert, der zu Beginn jeder Rasterlinie eingestellt .wird, um den Addierer-Subtrahierer so zu steuern, daß er den Inhalt des Registers X2 von dem Inhalt des Registers XO abzieht; somit stellt das Ausgangssignal des Addierer-Subtrahierers die Σ-Koordinate der linken Seite des erzeugten Kreises dar» Wenn diese Differenz gleich dem Augenblickswert der X-Koordinate des Abtastflecks auf dem Schirmbild, ist, wie er durch ein vom Komparator 39 ausgehendes Signal bedingt ist, wird ein Impuls dem Videoeingang der Kathodenstrahlröhre zugeführt, um den Fleck aufzuhellen. Das Ausgangssignal des Komparators wird ebenfalls dem Flip-Flop-Kreis 38 zugeführt, um s einen Zustand zu ändern; der Addierer-Subtrahierer 36 bildet nunmehr die Summe der Inhalte der Register XO und X2, und diese Summe wird mit der X-Koordinate des Flecks verglichen und bei Gleichheit wird ein zweiter Impuls durch den Komparator 39 erzeugt. Somit werden auf jeder Linie des

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Rasters zwei Aufhellungsimpulse entsprechend den beiden Seiten des Kreises erzeugt» Der Kreis entsteht somit in der Einrichtung durch Erzeugung eines Halbkreises, wobei die andere Hälfte praktisch dadurch hervorgerufen wird, daß der direkt erzeugte Halbkreis um seinen senkrechten Durchmesser reflektiert wird. Ein Signal, das die X-Koordinate des Abtastflecks auf dem Schirmbild der Röhre darstellt, wird dem Komparator 39 von einem Zähler 40 zugeführt, der die Schwingungszyklen eines Oszillators 41 zählt, der unter der Steuerung der Liniensynchronisierimpulse auf einem Vielfachen der Linienabtrastfrequenz arbeitet, entsprechend der gewünschten waagerechten Abgrenzung der Einrichtung.

Selbstverständlich können Mittel (nicht dargestellt) vorgesehen seiri^, um die Aufhellungsimpulse über und unter dem Kreis zu unterbinden und damit die Möglichkeit irgendwelcher Streifen über oder unter demselben auszuschalten.

So wie bisher beschrieben, sind die den Kreis bildenden Punkte identisch, und ihre Abstände sind in senkrechter Richtung gleich groß und somit in der Umfangsrichtung verschieden, so daß sie an den Seiten des Kreises am dichtesten liegen. Um einen zusammenhängenden Kreis von gleitförmiger Helligkeit zu erzeugen, wird die Länge der Aufhellungsimpulse und damit der entsprechenden "Punkte" verändert, derart, daß die Impulslänge in dem Maße zunimmt, wie.der Abstand zwischen den Punkten auf dem Kreis zunimmt, das heißt, wie der Winkel, den die Vieleckseite mit der Waagerechten bildet, abnimmt. Zu diesem Zweck sind in dem Vorgabespeicher ROM eine Kennung für die Aufhellungslänge sowie die beiden Inkremente dx und dy

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fUr jede Seite des Vielecks gespeichert. Wenn Inkremente vorgegeben werden, wird auch die Kennung für die Aufhellungslänge auf Leitung 42 übertragen und einem Register 43 zugeführt, das einen Impulslängen-Steuerkreis 44 steuert, auf den die Ausgangsimpulse aus dem Komparator 39 übertragen werden, um die Aufhellungsimpulse auszulösen.

Außerdem wird die halbe Impulslänge im Register 43 vom Inhalt des Registers XO im Subtrahierer 37 abgezogen und das Ergebnis wird dem Addierer-Subtrahierer 36 übertragen. Demzufolge erscheint das Ausgangssignal des Komparators 39 für jeden Punkt vor diesem Punkt, wie er durch den Inhalt des Zählers X2 festgelegt ist, und zwar um einen Betrag früher, der gleich der halben Länge des Aufhellungsimpulses für diesen Punkt ist. Somit werden durch die Aufhellungsimpulse auf der Kathodenstrahlröhre Bilder erzeugt, die auf den Punkten, wie sie durch den Inhalt des Zählers X2 festgelegt sind, zentriert sind.

Bei einer abgewandelten Anordnung zur Ausbildung eines Kreises von gleichförmiger Helligkeit wird die Intensität anstelle der Länge der Aufhellungsimpulse durch Kennungen gesteuert, die in dem Vorgabespeicher ROM gespeichert sind. Bei dieser Anordnung wird das Ausgangssignal des Komparators 39 der Kathodenstrahlröhre über einen Helligkeits-Steuerkreis zugeführt, der durch die Kennungen für die Aufhellungsintensität im Vorgabespeicher gesteuert wird, und der Subtrahierer 37 ist nicht erforderlich.

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Obwohl die Einrichtung mit Bezug auf Kreise beschrieben wurde, kann sie selbstverständlich für jedes gekrümmte Liniensymbol gebraucht werden. &s ist besser, sämtliche geraden Linien für die Darstellung des gekrümmten Liniensymbols gleich lang zu machen, um das Problem der Formänderung des gekrümmten Liniensymbols zu vereinfachen, obgleich es möglich wäre, gerade Linien zu benutzen, deren Längen ganzzahlige Vielfache einer Standardlänge sind. .Es wäre auch möglich, in einer Einrichtung, die in Verbindung mit einem Allzweck-Digitalkomputer arbeitet, den Vorgabespeicher mit seinen ständig gespeicherten Inkrementen durch eine Serie von Routinewerten zu ersetzen, die im Hauptspeicher des Komputers gespeichert werden; der geeignete Routinewert für ein gewünschtes gekrümmtes Liniensymbol wird dann eingegeben, sobald er gebraucht wird, und die Inkremente werden erneut berechnet, jedesmal wenn das Symbol dargestellt wird.

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Claims

7082 Patentansprüche

Einrichtung zur sichtbaren Darstellung insbesondere von Linien mittels Kathodenstrahlröhre oder dergleichen, bei der die Linien von Signalen eines Signalgenerators gebildet werden, die den Koordinaten von Punkten entsprechen, die im Abstand längs den darzustellenden Linien sichtbar gemacht werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalgenerator vorgesehen ist, dessen Signale die Koordinaten von Punkten darstellen, die sich im Abstand längs einer Folge von geraden Linien aneinanderreihen, von denen jede eine bestimmte Länge und einen bestimmten Neigungswinkel besitzt, derart daß der von den Signalen erzeugte Linienzug sich einer gewünschten gekrümmten Linie annähert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch einen ersten Speicher (ROM) zur Speicherung von Informationen, die für jede gerade Linie die Differenz in der Lage benachbarter Punkte auf dieser geraden Linie festlegt,Koordinatenregister (X2, Y2) zum Festhalten der Informationen, die die Koordinaten eines Punktes bestimmen, und eine Schaltungsanordnung (R1-8, L1-5, S1-5, Q1-2, DX1, DY1, 11, 12, 20 - 27) für die periodische Zuführung von Informationen aus dem Speicher zu den Registern, derart, daß die Koordinaten jeden Punktes bestimmende Informationen nacheinander in den Registern erscheinen und das auf dem Schirm der Sichtvorrichtung erzeugte Bild eine Wiedergabe der Punkte darstellt, die durch die in den Registern erscheinenden Informationen bestimmt sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung umfaßt: einen zweiten Speicher (R1-8) zur Speicherung von Informationen, die die gewünschte Länge jeder geraden Linie festlegen; einen Längenzähler (11-5) zur Angabe der tatsächlichen Länge der jeweils ausgezogenen geraden Linie;

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einen Komparator (20), der in Abhängigkeit von den Ausgangs-. Signalen des zweiten Speichers und des Längenzählers ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die jeweils ausgezogene Linie die gewünschte Länge hat; einen Linienzähler (S1-5), der in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal.des !Comparators anzeigt, welche gerade Linie Jeweils ausgezogen wird; eine Logikschaltung (24) zur Auswahl der von dem ersten Speicher an die Register übertragenen Informationen in Abhängigkeit von der Zählung in dem Linienzähler; und Mittel (10) für die Zuführung von Eingangsimpulsen zu dem Längenzähler, so daß die Koordinaten jedes Punktes bestimmende Informationen nacheinander in den Registern in der Reihenfolge erscheinen, in der die Punkte längs der gekrümmten Linie auftreten.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekenn zvjeichnet, daß alle sichtbar gemachten geraden Linien im wesentlichen die gleiche Länge besitzen und je zwei benachbarte Linien unter dem gleichen Winkel zueinander stehen, so daß ein im wesentlichen regelmäßiges vielseitiges Vieleck gebildet wird und die von den Signalen erzeugte Darstellung sich einem Kreis annähert.
5. Einrichtung nach Anspruch 4 in Rückbeziehung auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vieleck eine ganze Anzahl von Seiten in jedem Quadranten besitzt, der erste Speicher nur Informationen speichert, die sich auf Punkte der Seiten in einem Oktanten des Vielecks beziehen und der erste Speicher mit den Registern über einen Ausgangskreis (27) zur Steuerung der den Registern von dem ersten Speicher zugeführten Informationen verbunden ist, um Informationen zu erhalten, die die Koordinaten der Punkte für die Seiten der anderen sieben Oktanten des Vielecks in den Registern bestimmen.

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6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Punkte in jeder geraden Linie gleichen Abstand haben und ein Schaltkreis (21 - 23, 25 und 26) zur Änderung der Anzahl der Punkte in einer Auswahl der geraden Linien oder in allen geraden Linien vorgesehen ist, um dadurch die Größe der gekrümmten Linie zu ändern, ohne ihre Form abzuwandeln.
7. Einrichtung nach Anspruch 6 in Rückbeziehung auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis zur Änderung der Anzahl der Punkte Mittel zur Änderung der in dem zweiten Speicher gespeicherten Informationen einschließt.
8. Einrichtung nach Anspruch 7 in Rückbeziehung auf Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Speicher eine den Radius des gewünschten Kreises festlegende Zahl zu speichern vermag und der Schaltkreis zur Änderung der Anzahl der Punkte dazu dient, die Anzahl der Punkte in jeder geraden Linie um denselben Betrag in Abhängigkeit von einem Wechsel in dem vorwiegend maßgebenden Teil der" Zahl zu "ändern.
9. Einrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis zur Änderung der Anzahl der Punkte eine Erhöhung der Anzahl der Punkte in einer geraden Linie des ausgewählten Bruchteils durch Verzögerung des Ausgangssignals des Komparators für diese Linie um eine Eingangsimpulsperiode zu bewirken vermag.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9,

dadurch gekennzeichnet, daß der ausgewählte Bruchteil festgelegt ist durch Mittel (25) zum Vergleichen des weniger maßgebenden Teils der in dem zweiten Speicher gespeicherten Zahl und der Zählung des Seitenzählers.

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11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Signalgenerators eine Ablenkeinrichtung (13, 14) für die Sichtvorrichtung (15) so zu steuern vermag, daß auf dem Schirm der Sichtvorrichtung Bilder an den Stellen erzeugt werden, die den durch die Ausgangssignale des Signalgenerators festgelegten Punkten entsprechen.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm der Sichtvorrichtung nach einem Raster bzw. Liniennetz abgetastet wird und die Ausgangssignale des Signalgenerators die Helligkeit der Rasterlinien an den Stellen zu steigern vermögen, die den durch die Ausgangssignale des Signalgenera- · tors bestimmten Punkten entsprechen.
13. Einrichtung nach Anspruch 12 in Rückbeziehung auf Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (44) zur Steuerung der Helligkeit jedes geraden Linienbildes auf dem Schirm der Sichtvorrichtung in Abhängigkeit von in dem ersten Speicher gespeicherten Informationen vorgesehen ist, um dadurch jedem geraden Linienbild die gleiche Helligkeit zu verleihen.
14. Einrichtung nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Steuerung der Helligkeit jedes geraden Linienbildes Mittel zur Steuerung der Länge der aufgehellten Teile der Rasterlinien enthält.

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