5. Принципи відображення інформації

5.2. Векторний принцип відображення інформації

В векторних пристроях відображення інформації зображення отримують в вигляді набору векторів, дуг, точок і символів, які адресуються в заданій системі координат. При цьому використовується автономна пам'ять, яка зберігає координати точок, кінців векторів або коди знаків, а також команди , які визначають режим роботи пристрою. Інформація з пам'яті послідовно поступає в блок керування дисплеєм, причому координати, які зчитуються вказують точку, в яку необхідно встановити електронний промінь. При цьому промінь переміщується в нове положення від точки, яка була вказана попередніми кодами. В залежності від заданої команди під час руху електронного променя його траєкторія висвічується на екрані ( тоді відображається відповідний вектор , дуга або висвічується тільки кінцева точка). Можливий режим переміщення променя без підсвічування.

Основний недолік приведеного підходу полягає в обмеженій складності зображення, яке може бути виведеною на екран без миготіння.  

При векторному принципу формування зображення виконується довільне сканування. Це означає, що відрізок прямої може бути викресленим безпосередньо від однієї точки до іншої.  

У векторному дисплеї на запам’ятовуючій електронно-променевій трубці використовують люмінофор з великим часом післясвітіння. Лінія або літера залишаються на ній видимими протягом тривалого часу до тих пір, поки не стануть нерозрізненими. Щоб намалювати відрізок на екрані , інтенсивність променя збільшують до такої величини, яка призводить до запам'ятовування на люмінофорі. Для стирання зображення на всю трубку подають спеціальну напругу , яка знімає свічення люмінофору. Витерти окремі елементи зображення неможливо як і організувати динамічний рух чи анімацію.  

В дисплеї на ЗЕПТ через деякий час виконують перемальовування зображення.  

У векторному (що малює відрізки чи вектори) дисплеї з регенерацією зображення на базі ЕПТ використовується люмінофор з дуже коротким часом післясвітіння. Такі дисплеї часто називають дисплеями з довільним скануванням. Через те, що час післясвітіння люмінофора малий, зображення на ЕПТ за секунду повинно багаторазово перемальовуватись чи регенеруватись. Мінімальна швидкість регенерації повинна складати принаймні тридцять (1/с), а краще від 40 до 50 (1/с). Швидкість регенерації, що менша 30 (1/с), приведе до того, що зображення буде мерехтіти, як це буває, коли кінофільм прокручується надто повільно. На таке зображення неприємно дивитись і його важко використовувати.  

Для векторного дисплею з регенерацією необхідно крім ЕПТ ще два елемента : дисплейний буфер та дисплейний контролер. Дисплейний буфер - це безперервна ділянка пам’яті, яка містить всю інформацію, необхідну для виведення зображення на ЕПТ. Функція дисплейного контролера полягає в тому, щоб циклічно обробляти цю інформацію зі швидкістю регенерації. Складність (число зображуваних векторів) малюнка обмежується двома факторами - розміром дисплейного буфера і швидкістю дисплейного контролера. Ще одним обмеженням є швидкість обробки геометричної інформації, наприклад швидкість виконання таких операцій, як перетворення та відсікання.   

Рис. 5.4. Концептуальні блок-схеми векторних дисплеїв з регенерацією   

На рис.5.4. представлені блок-схеми двох високопродуктивних векторних дисплеїв. В обох випадках припускається, що такі геометричні перетворення, як поворот, перенос, масштабування, перспективне проекціювання та відсікання, реалізовані апаратно в геометричному процесорі. В першому випадку (рис.5.4, а) геометричний процесор працює повільніше, ніж це необхідно при регенерації зображень(від 4000 до 5000 векторів). Таким чином, геометричні дані, що посилаються центральним процесорним пристроєм (ЦПП) графічному дисплею, обробляються до зберігання в дисплейному буфері. Отже, в ньому зберігаються тільки ті інструкції, які необхідні генератору векторів та літер для виведення зображення. Дисплейний контролер зчитує інформацію з дисплейного буфера і посилає її генератору векторів та літер. При досягненні кінця дисплейного буфера контролер повертається на його початок, і цикл повторюється знову.  

В другій схемі (рис.5.4, б) геометричний процесор працює швидше, ніж необхідно для регенерації достатньо складних зображень. В цьому випадку вихідна геометрична база даних, послана з ЦПП, зберігається безпосередньо в дисплейному буфері, а вектори, як правило, задаються в координатах користувача в вигляді чисел з плаваючою точкою. Дисплейний контролер за один цикл регенерації зчитує інформацію з дисплейного буфера, пропускає її через геометричний процесор і результат передає генератору векторів. При такому способі обробки геометричні перетворення повинні виконуватися протягом одного циклу регенерації.  

Матричний екран, як правило, утворений незалежними дискретними елементами, що дозволяє підсвічувати довільно вибраний елемент . Розглянемо для прикладу газорозрядну індикаційну панель (ГІП) постійного струму.

Рис. 5.5. Газорозрядна панель постійного струму  

Конструктивно ГІП постійного струму являє собою діелектричну платівку 4 з отворами-комірками (рис. 5.5). З двох сторін від решітки розташовані системи рівнобіжних електродів 2 і 5, що перехрещуються під прямим кутом. Панель має захисні стекла 1 і 6, а корпус- герметизований. Комірки 3 розташовані в місцях перехрещування електродів , заповнені інертним газом (неон, суміш неону з азотом або неону з аргоном і т.д.) і утворять мініатюрні газорозрядні прилади, у яких одна система електродів виконує функцію катодів, а друга система електродів - функцію анодів. Якщо на одну з пар «анод-катод» подати напругу, величина якої перевищує пробивну напругу, то в комірці , розташованої в місці їх перехрещування, виникає тліючий розряд і комірка світиться. Напруга горіння комірки менша напруги запалювання. Якщо напруга подавати по черзі до стовпчиків і одній горизонтальній шині, то комірки цього рядка запалюються по черзі і точка переміщається з одного краю ГІП до іншого. Таким чином, підключаючи періодично з визначеною частотою необхідні комірки, можна одержати зображення потрібного знака. ГІП постійного току не мають пам'ять, унаслідок чого для одержання зображення необхідно періодично подавати керуючі імпульси послідовно на всі рядки панелі.  

ГІП змінного струму від ГІП постійного струму відрізняється тим, що в неї електроди відділені від газового проміжку прошарком діелектрика, на якому при проходженні струму через проміжок часу утворяться електричні заряди, що гасять розряд і полегшують його запалювання при зміні полярності напруги . Електричне поле вказаних зарядів на стінках комірки обумовлює її пам'ять.

Контрольні   запитання.

1.  В чому суттєва відмінність растрового та векторного принципу відображення інформації ?

2.  Які індикатори застосовують при векторному принципі відображення інформації ?  

3.  Приведіть концептуальні блок-схеми векторних дисплеїв з регенерацією.

     Зміст