DE2252556C2

DE2252556C2 - Vorrichtung zum Erzeugen eines Videosignals zur Eingabe in ein rasterabgetastetes Sichtgerät

Info

Publication number: DE2252556C2
Application number: DE2252556A
Authority: DE
Inventors: Christopher George Hockliffe Bedfordshire Barraclough; James Roger Swavesey Cambridgeshire Brown
Original assignee: GEC Elliott Automation Ltd
Current assignee: Roadside Technology Services Ltd
Priority date: 1971-10-27
Filing date: 1972-10-26
Publication date: 1982-05-06
Also published as: US3812491A; GB1405884A; JPS4852335A; DE2252556A1; FR2166929A5

Description

5C Die Erfindung bezieht sich gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 auf eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Videosignals zur Eingabe in ein rasterabgetastetes Sichtgerät zwecks Anzeige mindestens eines grafischen Symbols, enthaltend einen Eingangsspeicher zum Speichern digital dargestellter Eingangsparameter mindestens des einen grafischen Symbols, eine Digitaldatenverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der Parameter in ein das Videosignal kennzeichnendes, digital darges;elltes Ausgangssignal und eine Einrichtung zum Umsetzen des digital dargestellten Ausgangssignals in das Videosignal.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE-OS 12 541 bekannt. Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Erzielung einer guten optischen Darstellung auf dem Sichtgerät die Datenverarbeitungs- und Umsetzeiririchtungen möglichst einfach zu gestalten.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs

beschriebene Vorrichtung nach der Erfindung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Digitaldatenverarbeitungseinrichtung aus den Parametern die Anfangs- und Endpunkte innerhalb einer Zeilenablenkung wenigstens eines Helligkeitsniveaus des Videosignals berechnet, daß das von der Digitaldatenverarbeitungseinrichtung erzeugte, digital dargestallte Ausgangssignal diese berechneten Zeitpunkte angibt und daß die Umsetzeinrichtung mindestens einen Vor/Rückwärts-Zähler enthält, der derart ausgebildet ist, daß er vorwärts zählt, wenn das digital dargestellte Ausgangssignal einen Anfangspunkt des Videohelligkeitsniveaus anzeigt, und rückwärts zählt, wenn das digital dargestellte Ausgangssignal einen Endpunkt des Videohelligkeitsniveaus anzeigt, sowie eine Einrichtung aufweist, die das Videosignal mit diesem Videohelligkeitsniveau nur dann erzeugt, wenn der Zählerstand des Zählers größer als Null ist.

Neben einer gerätetechnischen Vereinfachung und größeren Flexibilität zeichnet sich d»r Erfindungsgegenstand durch den zusätzlichen Vorteil aus daß die Möglichkeit eröffnet wird, das Videosignal ohne weiteres in mehrere definierte Helligkeitsnweaus zu unterteilen. Dadurch kann sichergestellt werden, daß auch schräg verlaufende Linien dem Auge des Betrachters nicht als abgestuftes oder stufenartiges Gebilde erscheinen.

Obgleich es sich bei dem rasterabgetasteten Sichtgerät im allgemeinen um eine Kathodenstrahlröhre handelt, die entsprechend einem Fernsehraster abgetastet wird, sind auch andere Arten von rasterabgetasteten Sichtgeräten denkbar. Als Beispiele können genannt werden Lichtemissionsdioden, die elektronisch abgetastet werden, oder ein von einem Laserstrahl abgetasteter Schirm.

Bei den grafischen Symbolen kann es sich um Strichsymbole (beispielsweise gerade oder gekrümmte Linien) oder um Symbole mit einem beträchtlichen Flächenbereich handeln. Strichsymbole werden beispielsweise zur Darstellung von alphanumerischen Zeichen benutzt. Mit Strichsymbolen kann man aber auch andere Informationen darstellen, beispielsweise die Flugbahn eines Luftfahrzeugs oder die Lage des Horizonts in bezug auf die Lage eines Flugzeugs.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung enthält die Digitaldatenverarbeitungseinrichtung einen Videospeicher zum Speichern von Information, die von dem Videosignal einen Teil kennzeichnet, der mindestens einer Zeilenablenkung des Rasters entspricht, eine Recheneinrichtung zum Durchführen von Berechnungen an diesen Parametern aufeinanderfolgend in bezug auf jede Zeilenablenkung des Rasters zwecks Erzeugung der Information zum Laden des Videospeichers und eine Ausleseeinrichtung zum Auslesen der Information aus dem Videospeicher bei Beendigung der Berechnungen in bezug auf eine Ze'lenablenkung zwecks Erzeugung desjenigen Teils des digital darge stellten Ausgangssignals, der der Zeilenablenkung entspricht.

Der Eingangsspeicher ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß er die Parameter von mehreren grafischen Symbolen speichert, und die Recheneinrichtung ist so eingerichtet, daß sie für jede Zeilenablenkung des Rasters die Berechnungen an den Parametern von jedem der grafischen Symbole aufeinanderfolgend durchführt. Auf diese Weise wird entsprechend dem Zeitmultiplexverfahren die Recheneinrichtung auf die verschiedenen Symbole zeitlich aufgeteilt Damit sind gerätetechnische Einsparungen verbunden.

Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Videospeicher derart ausgebildet, daß er die Information speichert, die denjenigen Teil des Videosignals kennzeichnet, der einer einzigen Zeilenablenkung des Rasters entspricht, und die gesamte

ίο Vorrichtung ist derart eingerichtet, daß die Recheneinrichtung die Berechnungen in bezug auf eine Zeilenablenkung während der Zeilenrücklaufperiode durchführt, die dieser Zeilenablenkung unmittelbar vorausgeht
Bei einem anderen besonderen Ausführungsbeispiel

π der Erfindung ist der Videospeicher derart ausgebildet, daß er Information speichert, die denjenigen Teil des Videosignals kennzeichnet, der zwei Zeilenablenkungen des Rasters entspricht, und die gesamte Vorrichtung ist derart eingerichtet, daß die Recheneinrichtung die Berechnungen in bezug auf eine Zeilenablenkung ausführt, während die die unmittelLci" vorausgehende Zeilenablenkung kennzeichnende Information aus dem Videospeicher ausgelesen wird. Dies hat den Vorteil, daß die zur Berechnung verfügbare Zeit wesentlich langer ist. Dadurch kann bei Anwendung des Zeitmultiplexverihi'ens eine größere Anzahl von grafischen Symbolen verarbeitet werden.

Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Anordnung enthält die Datenverarbeitungseinrichtung eine Einrichtung zum Speichern einer Zahl, die die Lage eines Teils eines der Symbole innerhalb einer Zeilenablenkung des Rasters bestimmt, und eine Einrichtung zum Durchführen eines vorgegebenen Algorithmus, und zwar entsprechend den Parametern, um die Zahl für eine nachfolgende Zeilenablenkung des Rasters auf einen geeigneten Wert zu bringen.

Die Erfindung umfaßt auch eine Sichtgeräteanordnung mit einem rasterabgetasteten Sichtgerät und mit einer nach der Erfindung ausgebildeten vOrricntung zum Erzeugen eines Videosignals zur Eingabe in das Sichtgerät.

Eine Sichtgeräteanordnung mit einem Ausführungsbeispiel eines nach der Erfindung ausgebildeten Geräts wird an Hand von Figuren beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Sichtgerätanordnung,

F i g. 2 eine vergrößerte schematische Ansicht eines Teils des von der Anordnung wiedergegebenen Bilds,
F i g. 3a und 3b, wenn zusammengeschaltet entsprechend F i g. 3c, ein schematisches Blockschaltbild eines Teils der Sichtgerätznordnung,

F i g. 4a eine schematische Darstellung, die erläuter», in welcher Weise ein Videosignal in der Sichtgerätanordnu'ig gespeichert wird,

Fig.4b eine grafische Darstellung eines Teils des Videosignals nach dor F i g. 4a.

Die in der Fig. 1 dargestellte Sichtgerätanordnung enthält einen direkt angeschlossenen (on-line) Digitalrechner 1. von dessen Ausgang über einen Anschluß 2 Digitaldaten einem Vektorgenerator 3 und einem Kreisgenerator 4 zugeführt werden. Die Generatoren 3 und 4 erzeugen entsprechende Videoausgangssignale, die in einem Mischer 5 vereint und dem zur Helligkeitsmodulation dienenden Eingang einer Katodenstrahlröhre 6 zugeführt werden. Die Katodenstrahlröhre 6 wird von Ablenkschaltungen 7 entsprechend einem Fernsehraster zur Ablenkung angesteuert Ferner führen die Ablenkschaltungen 7 dem Vektor-

generator 3 und dem Kreisgeneralor 4 Zeilen- und Bildsynchronisationssignale zu.

Das Rastermuster auf dem Schirm der Katodenstrahlröhre 6 enthält 625 Zeilen mit einem Seitenverhältnis der Bildfläche von 4 :3. Ferner wird für das Rastermuster das Zeilensprung- oder Hälbbildverfähfen verwendet. Von den Zeilen sind 576 zur Definition in der vertikalen fV/Richtung verfügbar. Die entsprechende Definition in der horizontalen f.X>Richtung umfaßt etwa 700 Videoelemente pro Zeilenablenkung. Dies entspricht einer Videofrequenz von 14 MHz.

Jeden Bildrahmen kann man sich somit aus 700 · 576 Videoelementen zusammengesetzt denken, und zwar jeweils mit einem Seitenverhältnis von etwa 1 :1 In der folgenden Beschreibung wird unter der Einheitslänge in der vertikalen Richtung der Absland zwischen benachbarten Zeilen desselben Halbbilds und unter der Einheitslänge in der horizontalen Richtung die Breite

r-i.„ \/„„i;u„l„;„u„;

beträgt daher das Zweifache der Horizontaleinheit.

Der Vektorgenerator 3 ist derart aufgebaut, daß er ein Videosignal erzeugt, das auf dem Schirm der Katodenstrahlröhre 6 eine oder mehrere gerade Linien hervorruft, die hier Vektoren genannt werden. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel können die Vektoren lediglich auf einer begrenzten Vektorschreibfläche des Schirms aufgezeichnet werden, die lediglich 512 von den 700 Elementen jeder Zeilenablenkung und lediglich 512 Zeilen in der vertikalen Richtung umfaßt.

In der F i g. 2 ist ein kleiner Abschnitt eines Rahmens des Rasters (sowohl das gerade als auch das ungerade Halbbild) mit zwei Vektoren P und Q in einem stark vergrößerten Maßstab dargestellt. Jeder Vektor wird aus einer Reihe von erhellten Abschnitten der Rasterlinien aufgebaut. Die erhellten Abschnitte eines Vektors, beispielsweise des Vektors P. sind in horizontaler Richtung durch einen festen Betrag 2 tan Θ zwischen einer Zeilenablenkung und der nächsten in demselben Halbbild versetzt, wobei θ der Winkel zwischen dem Vektor und der Vertikalen ist und die oben eingeführte horizontale Abstandseinheit verwendet wird. Weiterhin sind in dem ungeraden Feld oder Halbbild die erhellten Abschnitte für einen vorgegebenen Vektor in horizontaler Richtung um eine Strecke von tan Θ in bezug auf das gerade Halbbild oder Feld versetzt.

Das Videosignal des Generators 3 ist in drei definierte Helligkeits- oder Erhellungsniveaus unterteilt, die volle

Erhellung, j Erhellung und ^ Erhellung genannt werden.

Für Vektoren, die in bezug auf die Vertikale einen Winekl Θ vor» mehr als 45° einnehmen, beispielsweise der Vektor P, ist die Folge der Erhellungsniveaus in jeder Zeile des Rasters wie folgt, wobei die oben definierte Abstandseinheit verwendet wird:

— Erhellung

für — tan 0,
für — tan Θ.

volle Erhellung für tan Θ,

— Erhellung

■f Erhellung

für - tan©

für 4- tan Θ.

Diese fortlaufende Zunahme und Abnahme des Helligkeitsniveaus stellt sicher, daß der Vektor dem Auge praktisch kein stufenartiges Bild darbietet. Dies ist insbesondere für Nahhorizonlaizeilen wichtig. Weiterhin sieht man, daß für Vektoren wie beispielsweise für den Vektor P die gesamte horizontale Breite des Vektors tan Θ proportional ist, wodurch sichergestellt wird, daß die Gesamthelligkeit des Vektors von dem Winkel Θ unabhängig ist.

Für Vektoren, die in bezug auf die Vertikale einen Winkel Θ von weniger als 45° haben, beispielsweise für den Vektor Q. kann man dem oben beschriebenen Muster für die Helligkeitsniveaus nicht folgen, da sonst tan 0 kleiner als 1 würde und damit die Dauer der vollen Erhellung kleiner als ein Videoelement wäre. Derartige Vektoren müssen daher in einer besonderen Weise behandelt werden, wie noch beschrieben wird.

Aus der F i g. 3 geht hervor, daß der Vektorgenerator

von 16 Wörtern enthält, die alle eine Länge von 59 Bits haben. Der Direktzugriffsspeicher dient als eingangsseitiger Datenspeicher. Der Speicher ist aus integrierten Schaltungsspeicherelementen aufgebaut, beispielsweise aus Speicherelementen des Typs SN 7489 von Texas Instruments Limited.

In dem Speicher M\ können Daten mit bis zu 16 Vektoren gespeichert werden. Dabei ist jedem Vektor ein Vi'ort des Speicherraums zugeteilt.
Während der Teilbild-Rücklaufzeiten des Rasters können für jeden Vektor die folgenden Daten über den Anschluß 2 vor; dem Rechner 1 in den Speicher Ml eingeschrieben werden:

des Anfangspunkts des Beginn der Vektor-

am

X₀: die X- Koordinate
Vektors, gemessen

schreibfläche;

Vo: die Nummer der Zeilenablenkung, in der der Anfangspunkt des Vektors auftritt (wobei vom oberen Ende der Vektorschreibfläche und nur die Zeilen eines Teilbilds gezählt werden);

Vi: die Nummer der Zeilenablenkung, in der der

Endpunkt des Vektors auftritt, gezählt wie bei Vo; und
tan Θ: wie oben definiert

Wie man sieht, kann man die Parameter von irgendeinem ausgewählten der 16 Vektoren ändern, ohne daß dabei die anderen Vektoren beeinflußt werden, und zwar dadurch, daß das passende Wort des so Speichers M1 adressiert und die modifizierten Parameter eingeschrieben werden.

Jedes Wort des Speichers M1 ist in eine Anzahl von Datenspeichern für den zugeordneten Vektor unterteilt, und zwar wie folgt:

(51) Acht Bits als Speicher für X₀.

(S 2) Acht Bits als Speicher für V₀-

(S 3) Acht Bits als Speicher für Vi.

(54) Dreizehn Bits als Speicher für den numerischen Wert von tan θ.

(55) Hn Bit zum Speichern des Vorzeichens von tan θ.

(56) Ein Bit zum Anzeigen, ob der Betrag des Bestandteils von tan θ kleiner als 1 ist oder nicht.

(57) Dreizehn Bits als Speicher für X, die A"-Koordinate des Vektors in der gerade stattfindenden Zeilenablenkung.
(58) Vier Bits als Nächstadreßspeicher, um die

Adresse des zu verarbeitenden nächsten Worts in dem Speicher M1 anzuzeigen, was die Möglichkeit biete!, daß die zu verarbeitenden Wörter in dem Speicher M1 in einer beliebig gewünschten Folge abgearbeitet werden können.

(59) Ein Vektor-Bit, das auf den Wert 1 gesetzt wird, wenn die Zeilenablenkung Vo erreicht ist, und das auf den Wert 0 gesetzt wird, wenn die Zeilenablenkung Y\ erreicht ist.

(510) Zwei Abschattufigs-Bits, deren Zweck noch erläutert wird.

Während des Teilbild-Rücklaufs des Rasters und Einlesens von Daten in den Speicher Ml über den Anschluß 2, vergleicht eine Sortier-Logikschaltung 11 den in den Speicher 54 des Datenspeichers /V/l einzuschreibenden Wert von tan β mit den anderen, bereits im Speicher 54 befindlichen Werten von tan Θ und modifiziert den inhalt ucä NaCiiäiädfcuSpcichcfs S3 des Datenspeichers Ml in einer solchen Weise, daß der Nächstadreßspeicher 58 von jedem Wort die Adresse von demjenigen Wort enthält, das den nächst niedrigen Wert von tan Θ aufweist. Dadurch ist es möglich, die Vektoren in dem Datenspeicher M1 in einer Reihenfolge mit abnehmendem tan θ zu verarbeiten. Der Grund dafür wird noch erläutert.

Beim Einschreiben von jedem Wert von tan B in den Datenspeicher Ml wird der Betrag des integralen Bestandteils von einer Vergleicherschaltung 12 mit 1 verglichen, die das einzige Bit im Speicher 56 des Df .enspeichers M1 auf 1 setzt, wenn der Betrag kleiner als 1 ist.

Der Ausgang vom Teilspeicher 51 steuert eine Datenauswahlschaltung 13, die ein binäres Ausgangssignal Γ mit acht Bits liefert. Wenn das Ausgangssignal des Speichers 56 gleich 1 ist, was bedeutet, daß der integrale Bestandteil von tan Θ kleiner als 1 ist, gibt die Datenauswahlschaltung 13 ein Ausgangssignal Γ= 1 ab. Wenn der Ausgang hingegen 0 ist, liefert die Datenauswahlschaltung 13 ein Ausgangssignal 7"= tan θ.das vom Speicher 54 des Datenspeichers M1 abgeleitet wird.

Nach Ablauf einer Zeitperiode, die dem Einlesen von Daten über den Anschluß 2 zugeteilt ist, aber immer noch während des Teilbild-Rücklaufs, wird der Wert X₀ in dem Speicher 51 von jedem Wort in den Speicher S 7 für das laufende X desselben Worts geschrieben, und zwar über eine Datenauswahlschaltung 14 und einen Binäraddierer 15. Für die geraden Teil- oder Halbbilder des Rasters zählt der Addierer 15 lediglich eine 0 dem Wert von X₀ hinzu. Bei den ungeraden Teilbildern des Rasters zählt der Addierer hingegen ± tan θ dem Wert von X₀ zu, bevor das Ergebnis in den ^-Speicher 57 eingeschrieben wird. Den Wert von tan θ erhält man über eine Datenauswahlschaltung 16 von dem Speicher 54 für tan θ des Datenspeichers M1. Dadurch wird die an Hand der Fig.2 beschriebene Verschiebung von tan Θ zwischen ungeraden und geraden Halbbildern erreicht.

Der Vektorgenerator 3 enthält ebenfalls einen Direktzugriffsspeicher M2 mit einer Kapazität von 512 Wörtern, von denen jedes sechs Bits B1 bis B 6 aufweist Der Speicher M 2 dient als Videospeicher, der die eine Zeilenablenkung des Videosignals kennzeichnende Information enthält. Dieser Speicher ist aus integrierten Seh-äJiungsspeiehereieiüenten aufgebaui, beispielsweise aus Speicherelementen des Typs SN 74 200 von Texas Instruments Limited.

Jedes der 512 Wörter in dem Speicher MT. entspricht einem der 512 Videoelemente in der Vektorschreibfläche einer Zeilenablenkung des Rasters. Anfangs sind alle Bits des Speichers M2 auf 0 gesetzt. Eine in irgendeiner vorgegebenen Bitstelle eines vorgegebenen Worts auftretende 1 bedeutet, daß der Anfangs- oder Endpunkt von einem der drei Helligkeitsniveaus,

nämlich-Erhellung.r Erhellung und volle Erhellung, bei

dem Videoelerrienl auftritt, das dem betreffenden Wort entspricht. Hieraus folgt:

Bit	Videopegel	Erhellung EIN	Erhellung AUS
Bl = 1:	1 3	Erhellung EIN	Erhellung AUS
Bl ·= 1:	2 3	volle Erhellung EIN
BT, = 1:	J_ 3
B4 = 1:	2
BS = 1:

volle Erhellung AUS

Der Speicher M2 speichert somit eine vollständige Zeilenablenkung des Videosignals in der Form des Anfangs- und Endpunktes der drei einzelnen Helligkeitsniveaus.

In der F i g. 4a ist schematisch ein Teil des Speichers M2 dargestellt, der das Videosignal für den in der Fig.2 gezeigten Zeilenablenkabschnitt A-A speichert.

Die F i g. 4b zeigt das entsprechende Videosignal.

Es ist möglich, daß sich zwei oder mehrere Vektoren bei einer Zeilenablenkung überschneiden, so daß sich bei dieser Zeilenablenkung ihre erhellten Abschnitte überdecken. Diese Möglichkeit wird mit der Maßgabe erlaubt, daß beim Auslesen aus dem Speicher M 2 ein vorgegebenes Helligkeitsniveau nicht ausgeschaltet wird, bis eine gleiche Anzahl von Ein- und Ausschaltungen für dieses Niveau ausgelesen worden sind und daß das höhere Helligkeitsniveau das niedrigere unterdrückt
Das Videosignal jeder Zeilenablenkung wird aus den Eingangsparametern des Speichers Ml berechnet und in den Videospeicher M2 eingeschrieben, und zwar während einer Zeitperiode zwischen dem Verlassen der Vektorschreibfläche der unmittelbar vorausgegangenen Zeilenablenkung und dem Wiedereintreten in die Vektorschreibfläche der laufenden Zeilenablenkung.

Diese Periode umfaßt den Zeilenrücklauf (12 Milcrosekunden) zwischen diesen beiden Zeilenablenkungen und einen Abschnitt von jeder der beiden Ablenkungen.

Die Berechnung des Videosignals wird von einer Videospeicher-Ladesteuerschaltung 17 und einem Ablenkungszähler 19 gesteuert Der Zähler 19 empfängt Zeilen- und Bildsynchronisationssignale von den Ablenkschaltungen 7 (Fi g. 1), um ein 8-Bit-AusgangssignaI Y zu erzeugen, das gleich der Anzahl der Zeilen des laufenden Teilbilds des Rasters gleich ist, die zu irgendeinem vorgegebenen Augenblick ausgeführt ■worden sind.

Die Berechnung wird für jedes der Wörter (Vektoren)

in dem Speicher /Wl aufeinanderfolgend durchgeführt, und zwar in einer Reihenfolge, die durch den Nächstadreßspeicher 58 von den Wörtern bestimmt ist.

Die Berechnung jedes Worts (Vektors) gehl wie folgt vor sich, vorausgesetzt, daß tan Θ negativ ist, wie es für den Vektor Pin der F i g. 2 der Fall ist.

(Zu Beginn Her Rechnungen wurde der Inhalt des Speichers M 2 0 gesetzt.)

Stufe (1)

Die Steuerschaltung* 17 liest das Vektor-Bit von dem Speicher 59 von dem Wort und vergleicht gleichzeitig den Wert von K vom Ablenkzähler 19 mit den Werten yon Yo und Y\ in dem Speicher Mi. Wenn das Vektor-Bit 1 ist, wird die Berechnung mit der Stufe (2) fortgesetzt. Wenn das Vektor-Bit 0 ist, aber Y-Ya ist, wird die Berechnung mit der Stufe (2) fortgesetzt und gleichzeitig das Vektor-Bit auf 1 gesetzt. Wenn Y = V₁, Wird die Berechnung weitergeführt, aber das Vektor-Bit £uf 0 zurückgesetzt. Wenn keine der obigen Bedingungen erfüllt ist (d. h_H wenn das Vektor-Bit 0 ist und Y Ungleich V₀ ist), tritt der Vektor in der laufenden Eeilenablenkung nicht auf, so daß die Rechnung unterbrochen wird und auf den nächsten Vektor in dem Datenspeicher übergeht, wie es durch den Nächstadreßtpeicher 58 des laufenden Vektors bestimmt ist. Die Berechnung für den nächsten Vektor beginnt wiederum jüiit der Stufe (1).

Stufe (2)

(a) Der Inhalt des Speichers 57 für das laufende Xdes Worts wird über eine Datenauswahlschaltung 21 in einen 9-Bit-Akkumulator A 2 gelesen.

(b) Der Inhalt des X-Speichers 57 wird außerdem über die Datenauswahlschaltung 21 einem 1Q-Bit-Digitaladdierer 22 zugeführt, in dem 772 addiert wird, und das Resultat in einen 10-Bit-Akkumulator A 1 gelesen wird. (7*ist der Ausgang der Datenauswahlschaltung 13.) Die Division von Tdurch 4 wird in einer Datenauswahltchaltung 23 vorgenommen, die in Abweichung von dieser Division auch derart arbeiten kann, daß sie T durch 2 dividiert.

Der Akkumulator A 2 enthält nun X, also die

Videoposition des Startpunkts der ersten τ -Erhellungsperiode (siehe F i g. 4b). A 1 enthält X+ T/2, also die Videoposition des Endpunkts der ersten - -Erhellungsperiode.

(c) Der Inhalt des Akkumulators A 2 wird benutzt, um den EIN-Teil (Bits S1,52, 53) des Videospeichers M2 •ber Datenauswahlschaltungen 24 und 25 zu adressieren. Gleichzeitig wird der Inhalt des Akkumulators A 1 benutzt, um den AUS-Teil (Bits S 4, B 5, B 6) des Videospeichers MI über Datenauswahlschaltungen 26 und 27 zu adressieren. Die Inhalte der Akkumulatoren A 1 und A 2 werden auf eine Genaugkeit von mehr als die Hafte einer Abstandseinheit (d. h. von mehr als ein Videoelement) berechnet und auf die am nächsten kommende Halbeinheit (d. h. das am nächsten kommende Videoelement) auf- oder abgerundet, bevor sie zum Adressieren des Speichers M2 benutzt werden.

Es wird eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob von den auf diese Weise adressierten Bits entweder das Bit B1 oder das Bit B 4 bereits eine 1 enthält, was der Fall sein kann, wenn ein zuvor berechneter Vektor den jetzigen Vektor in der laufenden Zeöenablenkung überschneidet Wenn weder die eine noch die andere dieser Bitstellen eine 1 enthält, wird jetzt in beide Bitstellen eine 1 eingeschrieben. Wenn andererseits in einer dieser beiden Bitstellen bereits eine 1 vorhanden ist, wird für beide Bits ein Einschreiben irr den Speicher M2 verhindert.

Da die Vektoren in einer Reihenfolge mit abnehmendem tan 0 sortiert sind, ist die horizontale Breite des laufenden Vektors stets gleich oder kleiner als diejenige des zuvor berechneten Vektors. Wenn daher in dieser Weise ein Einschreiben in den Speicher /W2 verhindert wird, hat dies lediglich zur Folge, daß ein erhellter Abschnitt, der vollkommen innerhalb eines zuvor berechneten erhellten Abschnitts desselben Helligkeitshiveaus liegt, weggelassen wird.

Es ist von Bedeutung, daß die EIN- und AUS-Bits stets als Paar eingeschrieben oder gesperrt werden, so daß die Gesamtanzahl der EIN-Schaltungen in dom Speicher /V/2 stets gleich der Anzahl der AUS-Schaltungen ist.

Die Stufe (2) läuft in Wirklichkeit zusammen mit der Stufe (1) ab, um die für die Gesamtberechnung benötigte Zeit zu vermindern. Wenn die Stufe (1) unterbrochen wird, wird auch die Stufe (2) unterbrochen, bevor irgendwelche Daten in den Speicher M 2 eingeschrieben werden.

Stufe(3)

(a) Über die Datenauswahlschaltung 21 wird der Inhalt des Akkumulators A 1 in den Akkumulator A 2 gelesen.

(b) Der Inhalt des Akkumulators A 1 wird über die Datenauswahlschaltung 21 dem Addierer 22 zugeführt, in dem T/2 hinzuaddiert wird. Das Resultat wird zurück in den Akkumulator A 1 gebracht.

Die Akkumulatoren A 2 und A 1 enthalten daher jetzt X+ T/2 und X+ T. also den Start- bzw. Endpunkt der

ersten--Erhellungsperiode.

(c) Die Inhalte der Akkumulatoren A 2 und A 1, die in passender Weise auf die nächste Halbeinheit abgerundet sind, werden benutzt, um den Speicher M2 zu adressieren, und zwar wie in der Stufe (2), und es wird in die auf diese Weise adressierten Bitstellen 52 und 55 eine 1 eingeschrieben, falls beide Bitstellen leer sind.

Stufe(4)

(a) Der Inhalt des Akkumulators A 1 wird in den Akkumulator A 2 gelesen.

(b) Der Inhalt des Akkumulators A1 wird zu T hinzuaddiert, und das Ergebnis zurück in den Akkumulator A 1 gebracht

In den Akkumulatoren A 2 und A 1 befinden sich jetzt X+ Tbzw. X+2T, also der Anfangs- und Endpunkt der Völlerhellungsperiode.

(c) Die geeignet abgerundeten Inhalte der Akkumulatoren A 2 und A 1 werden benutzt, um den Speicher Λ/2 zu adressieren, und zwar wie in Stufe (2), und in die auf diese Weise adressierten Bitstellen B 3 und B 6 wird eine 1 eingeschrieben, falls beide Bitstellen leer sind.

Stufe (5)

(a) Der Inhalt des Akkumulators A 1 wird in den Akkumulator A 2 gelesen.

(b) Zu dem Inhalt des Akkumulators Al wird 772 addiert Das Ergebnis wird zurück ir. der. Akkumulator A 1 gelesen.

In den Akkumulatoren A 2 und /1 1 sind jetzt X-VlT bzw. X-VbTIl enthalten, also der Start- und Endpunkt

der zweiten^-Erhellungsperiode,

(c) Die geeignet abgerundeten Inhalte der Akkumulatoren Al und AX werden zum Adressicien des Speichers M2 benutzt, und zwar wie in Stufe (2), und in die auf diese Weise adressierten Bitstellen Bl und 55 wird eine 1 eingeschrieben, falls beide Bitstellen leer sind.

Stufe (6)

(a) Der Inhalt des Akkumulators A 1 wird in den Akkumulator A 2 gelesen.

(b) Zu dem Inhalt des Akkumulators A 1 wird 772 addiert, und das Ergebnis in den Akkumulator A 1 zurückgelesen.

In den Akkumulatoren A 2 und A 1 sind jetzt .Y+5/2 bzw. X + 3renthalten, also der Start- und Endpunkt der

zweiten - -Erheüungsperiode.

(c) Die geeignet abgerundeten Inhalte del Akkumulatoren A 2 und A 1 werden zum Adressieren des Speichers M2 benutzt, und zwar wie in Stufe (2), und in die auf diese Weise adressierten Bitstellen BX und 54 wird eine 1 eingeschrieben, falls beide Bitstellen leer sind.

Stufe (7)

Der Speicher Ml enthält jetzt die gesamte Information, die das Videohelligkeitsmuster kennzeichnet, das dem relevanten Vektor für die laufende Zeilenablenkung entspricht.

Gleichzeitig mit den vorangegangenen Stufen (3) bis (6) wird der Inhalt des A"-Speichers 57 über die Datenauswahlschaltung 14 dem einen Eingang des Addierers 15 zugeführt, und es wird ein Wert von 2 tan θ hinzugezählt, der über die Datenauswahlschaltung 16 zum Addierer 15 gelangt. Das Ergebnis wird zurück in den Speicher 57 für den laufenden X-Wert gebracht, um für die nächste Zeile des Rasters als X-Wert zu dienen.

Die obenerwähnten Stufen (1) bis (7) werden für den nächsten Vektor im Speicher MX wiederholt, wie es durch den Nächstadreßspeicher 58 des vorangegangenen Vektors bestimmt ist

Wenn das Vorzeichen von tan Θ positiv ist (was bedeutet, daß der Vektor von links nach rechts aufwärts verläuft, anstatt abwärts zu verlaufen, wie es für den Vektor Pin der F i g. 2 der Fall ist), wird die obige Folge wie folgt abgeändert:

(!) Im Teil (b) jeder der Stufen (2) bis (6) wird die Größe T/2 (oder T) subtrahiert, anstatt mit dem Addierer 22 addiert

(2) Im Teil (c) jeder der Stufen (2) bis (6) wird der Inhalt des Akkumulators A 2 anstatt zum Adressieren des EIN-Tefls des Speichers Af 2 zum Adressieren des AUS-Teils benutzt, und zwar über die Datenauswahl- »chaltungen 26 und 27. In entsprechender Weise wird der Inhalt des Akkumulators A 1 jetzt zum Adressieren des EIN-Teils des Speichers M2 über die Datenauswahlschal hingen 24 und 25 benutzt

(3) In der Stufe (7) wird tan θ von dem Inhalt des Speichers 57 für das laufende X durch den Addierer 15 subtrahiert

Wenn der Betrag des integralen Bestandteils von tan8 kleiner als 1 ist, wie es für den in der Fig.2 dargestellten Vektor Q der Fall ist, nimmt der Ausgang 7"def Datenauswahlschaltung 13 den Wert 1 an, so daP sich die Werte der Größen X, X-V TIl, X-V T, X-VlT, X+5T/2 und A"+37"in einem gewissen Maß überlappen, wenn sie auf das nächste Videoelement auf- oder

abgerundet sind. Wie bereits erwähnt, ist die Anordnung derarl getroffen, daß bei einer solchen Überlappung das höhere Helligkeitsniveau das niedrigere überreitet. Das Ergebnis ist in der F i g. 2 dargestellt. Während einiger Zeilenablenkungen verläuft das Helligkeitsmuster, wie es für die Zeilenablenkung B dargestellt ist, d. h., es ist

ein Videoelement mit - Erhellung, gefolgt von einem Videoelement mit voller Erhellung und im Anschluß daran ein Videoelement mit-Erhellung vorhanden. Bei

J

einer anderen Zeilenablenkung verläuft das Helligkeitsmuster, wie es für die Zeilenablenkung CdargestellPst,

das bedeutet, daß einem Videoelement mit-Erhellung in ein VirlpnelRment mit voller Erhellung und ein Videoelement mit -Erhellung folgen.

Wie für den Füll von Nahhorizontalzeilen stellt diese fortschreitende Zunahme und Abnahme der Helligkeit sicher, daß der Vektor dem Auge nicht als stufenartiges Bild erscheint.

Die oben beschriebenen Berechnungen werden hinreichend schnell ausgeführt, so daß in der zur Berechnung zur Verfügung stehenden Zeit bis zu acht von den sechzehn Vektoren verarbeitet werden können. Obgleich die Anordnung entsprechend ihrer Kapazität bis zu sechzehn Vektoren in einem Rahmen des Rasters darstellen kann, können bei einer vorgegebenen Zeilenablenkung nur bis zu acht von diesen Vektoren auftreten.

Nachdem für alle Vektoren in der laufenden Zeilenablenkung die oben beschriebenen Berechnungen durchgeführt worden sind, wird der Speicher M 2 synchron mit der Ausführung der Zeilenablenkung durch die Katodenstrahlröhre ausgelesen.

Das Auslesen des Speichers Ml wird von einem Taktgeber 28 gesteuert, dessen Frequenz 14 MHz beträgt Diese Frequenz entspricht der Aufteilung der Vektorschreibfläche bei einer Zeilenablenkung in 512 Elemente. Die Ausgangsimpulse des Taktge^rs 28 werden von einem Adreßzähler 29 gezählt, der zum Zeitpunkt des Wiedereintretens in die Vektorschreibfläche auf der Zeilenablenkung auf 0 zurückgesetzt wird. Der Speicher Ml wird dadurch ausgelesen, daß er

so über die Datenauswahlschaltungen 25 und 27 mit dem Inhalt des Adreßzählers 29 adressiert wird. Auf diese Weise wird jedes der 512 Wörter in dem Speicher M 2 in dem Augenblick adressiert bei dem das entsprechende Element der Vektorschreibfläche auf dem Schirm abgetastet wird.

Der Ausgang des Speichers M2 wird drei Vor/Rückwärts-Zählern 30, 31 und 32 zugeführt die den drei

Videopegeln j Erhellung,^ Erhellung und volle Erhellung entsprechen. Diese Zähler sind anfangs auf 0 gesetzt

Wenn ein in dem Speicher M2 adressiertes Wort in irgendeiner seiner EIN-Bistellen 51,52 oder 3 3 eine 1 enthält wird der zugeordnete Vor/Rückwärts-Zähler um einen Schritt weitergeschaltet Wenn in entspre-

chender Weise ein in dem Speicher M2 adressiertes Wort in einer seiner AUS-Bitstellen 54, 55 oder 56 eine 1 enthält, wird der zugeordnete Vor/Rückwärts-Zähler um 1 zurückgeschaltet Wenn daher der Inhalt

von einem der Zähler 30, 31 und 32 Null ist, bedeutet dies, daß der zugeordnete Videopegel AUS sein sollte, da eine gleiche Anzahl von EIN- und AUS-Signalen von dem Speicher M2 gelesen worden sind. Wenn umgekehrt der Inhalt von einem der Zähler 3O₅ 3t und 32 nicht Null ist, bedeutet dies, daß der entsprechende Videopegel eingeschaltet sein sollte, da mehr EIN-Signale als AUS-Signale von dem Speicher M 2 gelesen worden sind. Es sei an dieser Stelle wiederholt, daß beim Einschreiben in den Speicher M2 Vorkehrungen getroffen werden, die sicherstellen, daß jedem EIN-Bit stets ein entsprechendes AUS-Bit zugeordnet ist Wenn jedes Wort in dem Speicher M2 ausgelesen ist, wird der Inhalt dieses Wons auf Null zurückgesetzt, um den Speicher für die nächste Zeilenablenkung vorzubereiten.

Der Digitalausgang von den Vor/Rückwärts-Zählern 30,31 und 32 wird von einer Videoausgangsschaltung 33 in ein Videoausgangssignal umgesetzt, das einen der

drei diskreten Pegel τ Erhellung - Erhellung oder volle

Erhellung aufweist, und zwar in Abhängigkeit davon, welcher der Zähler 30, 31 und 32 einen Nichtnullausgang aufweist. Wenn bei mehr als einem Zähler ein Nichtnullausgang auftritt, unterdrückt der höhere Videopegel den niedrigeren. Das Videoausgangssignal der Ausgangsschaltung 33 wird über eine Ausgangsleitung 34 dem Mischer 5 (Fig. 1) und von dort der Katodenstrahlröhre 6 zugeführt.

Es ist zweckmäßig, den Videospeicher M 2 in zwei Hälften zu unterteilen, von denen jede 256 Wörter mit einer Länge von jeweils sechs Bits enthält Beim Einschreiben in den Speicher werden die beiden Speicherhälften abwechselnd adressiert, so daß benachbarte Videoelemente in verschiedenen Hälften des Speichers gespeichert werden Beim Auslesen des Speichers werden in ähnlicher Weise die beiden Hälften abwechselnd adressiert. Dadurch werden höhere Auslesezeiten als mit einem ungeteilten Speicher erzielt.

Bei einem abgeänderten Vektorgenerator 3 kann der Videospeicher M 2 durch zwei Speicher ersetzt werden.

von denen jeder in der Lage ist, eine vollständige Videozeilenablenkung zu speichern. Während der Inhalt des einen dieser Speicher ausgelesen wird, führt der Vektorgenerator Berechnungen durch, um den Inhalt des anderen Speichers für die nächste Zeilenablenkung auf den neuesten Stand zu bringen. Bei abwechselnden Zeilenablenkungen werden die Rollen der beiden Speicher vertauscht. Durch eine derartige Anordnung wird die zur Berechnung verfügbare Zeit beträchtlich

ίο erhöht und enthält eine gesamte Zeilenablenkperiode (64 MikroSekunden) des Rasters zusätzlich zur Rücklaufperiode. In diesem Fall können daher wesentlich mehr Vektoren verarbeitet und gleichzeitig angezeigt werden (im allgemeinen bis zu 40).

Im folgenden wird noch einmal auf die Fi g. 3 Bezug genommen. Die beiden Abschattungsbits im Speicher 5Ί0 des Eingangsspeichers Mi werden benutzt um

zwischen zwei ausgewählten Vektoren eine --Erhellung

als »Abschattung« oder »Schattens im Bildschwarz zu verwenden. Die beiden Bits liefern vier verschiedene Codes: ein Code zeigt an, welcher Vektor die Abschattung einschaltet, und ein anderer Code zeigt an, welcher Vektor die Abschattung ausschaltet. Ein dritter Code kennzeichnet, daß dem relevanten Vektor keine Abschattung zugeordnet ist

Wenn die Abschattungsbits eines gegebenen Vektors entsprechend einem vierten Code gesetzt sind, wird die Erhellung dieses Vektors vollkommen unterdrückt Dadurch wird die Möglichkeit eingeräumt, daß alle erforderlichen Parameter für einen Vektor in dem Eingangsspeicher Mi gespeichert und mit einem einzeigen Rechnereingang in einfacher Weise unterdrückt werden können, bis es erforderlich ist, diesen Vektor darzustellen.

Den Vektorgenerator 3 kann man zum Erzeugen von Kurven verwenden, indem man mehrere Vektoren aneinanderreiht, so daß der Endpunkt des einen gleich dem Anfangspunkt des anderen Vektors ist. Je größer die Anzahl der verwendeten Vektoren ist, um so glatter ist die dargestellte Kurve.

Hiiir/u 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erzeugen eines Videosignals zur Eingabe in ein rasterabgetastetes Sichtgerät zwecks Anzeige mindestens eines grafischen Symbols, enthaltend einen Eingangsspeicher zum Speichern digital dargestellter Eingangsparameter mindestens des einen grafischen Symbols, eine Digitaldatenverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der Parameter in ein das Videosignal kennzeichnendes, digital dargestelltes Ausgangssignal und eine Einrichtung zum Umsetzen des digital dargestellten Ausgangssignals in das Videosignal, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitaldatenverarbeitungseinrichtung (11 bis 29, Ai, A 2, M2) aus den Parametern die Anfangs- und Endpunkte innerhalb einer Zeilenablenkung wenigstens eines Helligkeitsniveaus des Videosignals berechnet, daß das von der Digitaldatenverarbeitungseinrichtung erzeugte digital dargeställte Ausgangssignal diese berechneten Zeitpunkte angibt und daß die Umsetzeinrichtung (30 bis 33) mindestens einen Vor/Rückwärts-Zähler (30 bis 32) enthält, der derart ausgebildet ist, daß er vorwärts zählt, wenn das digital dargestellte Ausgangssignal einen Anfangspunkt des Videohelligkeitsniveaus anzeigt, und rückwärts zählt, wenn das digital dargestellte Ausgangssignal einen Endpunkt des Videohelligkeitsniveaus anzeigt, sowie eine Einrichtung (33) aufweist, die das Videosignal mit diesem Videohelligkeitsniveau nur dann erzeugt, wenn der Zän.erstand des Zählers größer als Null ist.

2. Vorrichtung nach \nspru ",ι 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Videorignal in mehrere definierte Helligkeitsniveaus unterteilt ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitaldatenverarbeitungseinrichtung enthält: einen Videospeicher (M 2) zum Speichern von Information, dte von dem Videosignal einen Teil kennzeichnet, der mindestens einer Zeilenablenkung des Rasters entspricht, eine Recheneinrichtung (11 bis 28, A 1, A 2) zum Durchführen von Berechnungen an diesen Parametern aufeinanderfolgend in bezug auf jede Zeilenablenkung des Rasters zwecks Erzeugung der Information zum Laden des Videospeichers und eine Ausleseeinrichtung (29) zum Auslesen der Information aus dem Videospeicher (M2) bei Beendigung der Berechnungen in bezug auf eine Zeilenablenkung zwecks Erzeugung desjenigen Teils des digital dargestellten Ausgangssignals, der der Zeilenablenkung entspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Emgangsspeicher (M\) derart ausgebildet ist, daß er die Parameter von mehreren grafischen Symbolen speichert, und daß die Recheneinrichtung (II bis 28. A \,A 2)derart ausgebildet ist. daß sie für jede Zeilenablenkung des Rasters die Berechungen an den Parametern von jedem der grafischen Symbole aufeinanderfolgend durchführt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Videöspeichef (M2) für mehrere Wörter Speicherraum aufweist, die aufeinanderfolgenden Abschnitten einer Zeilenablenkung des Rasters entsprechen, und daß die Ausleseeinrichtung (29) derart ausgebildet ist, daß sie jedes der Wörter aufeinanderfolgend mit einer vorgegebenen Frequenz adressiert und den auf diese Weise

adressierten Inhalt jedes Worts in das digital dargestellte Ausgangssignal umsetzt

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (11 bis 28, A 1, A 2) derart ausgebildet ist, daß sie berechnet, in weichen Abschnitten der Zeilenablenkung der Anfangs- und der Endpunkt von mindestens einem Videoheliigkeitsniveau innerhalb des Videosignals auftreten, und daß sie in die Wörter des Vii'eospeichers (M2), die diesen Abschnitten entsprechen, Digitalcodes eingibt, die den Anfangs- bzw. Endpunkt angeben.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (11 bis 28, Ai, A 2) derart ausgebildet ist, daß sie die Berechnungen an den Parametern der Symbole in einer Reihenfolge mit abnehmender Abmessung des Symbols in der Richtung der Zeilenablenkung vornimmt, daß sie nach Durchführung der Berechnungen an jedem Symbol überprüft, ob der Anfangsoder Endpunkt eines Videohelligkeitsniveaus, das diesem Symbol zugeordnet ist, in demselben Abschnitt wie bei einem zuvor berechneten Symbol auftritt, und daß sie, falls dies zutrifft, die Eingabe der Digitalcodes bezüglich des späteren Symbols verhindert

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Symbole gerade Vektoren sind und daß die Recheneinrichtung (11 bis 28, Ai, A 2) derart ausgebildet ist, daß sie die Berechnungen an den Parametern in einer Reihenfolge mit abnehmendem tan Θ vornimmt, wobei Θ der Winkel zwischen dem Vektor und einer senkrecht zu den Rasterlinein verlaufenden Richtung ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Videospeicher (M 2) derart ausgebildet ist, daß er Information speichert, die denjenigen Teil des Videosignals kennzeichnet, der einer einzigen Zeilenablenkung des Rasters entspricht, und daß die gesamte Vorrichtung derart eingerichtet ist, daß die Recheneinrichtung (11 bis 28, A 1, A 2) die Berechnungen in bezug auf eine Zeilenablenkung während der dieser Zeilenablenkung unmittelbar vorausgehenden Zeilenablenk-Rücklaufperiode ausführt.