191457. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés célszerűen színes grafikus információk nagysebességű, villogásmentes megjelenítésére
I 191 457 2 A számítástechnika térhódításával fokozott jelentőséget nyertek a grafikus információk kijelzésére szolgáló képmcgjclenítők, az ún. grafikus displayck. Ezek megvalósítására három fő módszer ismeretes. Az ún. tárolócsöves rendszereknél a képinformáció elemei, a „pixel”-ek tárolását a megjelenítő ernyő felülete biztosítja. A módszerrel nagy térbeli bontás, de kis gradiációszám biztosítható. A kép építése viszonylag hosszú ideig tart és az előállított kép nem olvasható vissza a számítógépbe. A másik két módszer közös vonása, hogy a kép tárolását tipikusan félvezetős memória végzi, a megjelenítés céljára pedig katódsugárcsöves eszköz szolgál. A különbség ezekután a megjelenítés módjában van. Az ún. vektordisplayek a katódsugárnak az ábra szerinti eltérítésével állítják elő a képet. Jellemzőjük a jó bontás, viszont az eltérítő rendszerek rendkívül drága és speciális egységek. A letapogatási út véletlenszerű, így. annak ciklusideje sem normalizálható, ami egyéb járulékos problémákat vet fel. A legelterjedtebb rendszerek az ún. raszterdisplayek. Ezek a megjelenített képet egy sorokba, és oszlopokba szervezett képmátrix formájában tárolják, és ennek ciklikus és rögzített rendszer szerinti kiolvasásával vezérlik a katódsugárcső eltérítését. A raszterdisplayek tehát kötött kirajzolási rendszerben működnek, és a közöttük lévő eltérések ezen rendszerek különbözőségét is jelentik. A legelterjedtebb kiolvasási rendszer a televíziós rendszerű letapogatás. Ilyenkor a kép televíziós monitoron szemlélhető. A módszer hátránya, hogy a finom bontású grafikus rajzok ezen rendszerben szükségképpen villogó, vibráló, tartós munkára ergonómiailag alkalmatlan kijelzést valósítanak meg. A televíziós megjelenítés során ugyanis a, képek két félképre bontódnak, melyek közül az első a páratlan, a második a páros sorszámú sorokat tartalmazza. Egy félkép megjelenítése 20 msec ideig tart, és a fenti hibák fő óka a sorok váltakozó megjelenítésében keresendő. Az európai szabványok zöme az ún. 625 soros rendszert használja. Ez félképenként 312,5 sort tartalmaz, melyből 25 inaktív (ún. kioltott sor) és 287,5 látható. A teljes kép 575 sort tartalmaz. Berendezésünk megkívánt felbontása 512 sor, ezért televíziós megjelenítésnél a kép alján és tetején fekete sorokat kellene elhelyezni. A TV-rendszcr hibáinak kiküszöbölésére szokásos eljárás a sorfrekvencia megduplázása. Ilyenkor 625 sor kerül 20 msec alatt kirajzolásra. Ennél a módszernél a rendszer minden komponensével szemben kétszeres minőségi elvárásokat kell támasztani, ami jelentős költségnövekedéssel jár. Felismertük, hogy kétszeres frekvencia nélkül is előállítható villogásmentes kép, ha nem ragaszkodunk feltétlenül a gyakorlatban elterjedt rendszerekhez. Amennyiben a teljes képet 512 aktív és 25 kioltott sor formájában állítjuk elő és meghagyjuk a kép- j eltérítési időt 20 msec-nek, ebben az esetben ez az 537 soros rendszer a paramétereknek csupán kb. 48%-os emelését teszi szükségessé. Az ily módon előállított kép mentes a televíziós rendszer hibáitól, jóval olcsóbb, mint a kétszeres frekvenciájú rendszerek és az alkalmazott sorszám — tekintettel arra, 2 hogy 512-nek a hatványa — nagymértékben megkönnyíti a rendszernek számítógép segítségével történő üzemeltetését. Egy képpontnak a fekete-fehér kijelzéséhez egy bit is elegendő, amelynek tartalma meghatározza, hogy a megjelenítőn a képpont világít-e vagy sem. A színes kép, annak egy képpontjának megjelenítéséhez több bitre van szükség. Felismertük, hogy a képtartalom gyors változtatása esetén — pl. átszínezés, pszeudó mozgó ábrák generálása — célszerű a képmátrixból kiolvasott, a színes képpontot meghatározó bitek közül legalább egy bitnek meghatározott, rögzített értékkel való helyettesítése. Ezáltal a képtartalom — előnyösen a kezdőpont helyzete, színe, vonal iránya, vonal hossza — egyszerűen, maximális gyorsasággal a kívánt mértékben megváltoztatható. Fejlesztő munkánk során sokat foglalkoztunk azzal a problémával, hogy a kép-építéshez szükséges képmemória írási és olvasási ciklusai hogyan szinkronozódnak a képfrissítéshez szükséges olvasási ciklusokhoz. Az I. ábrán látható 1 vezérlőegység 3 képmemória tartalmát módosítja, amely tartalom a 7 megjelenítő egységen kerül kijelzésre. Az 1 vezérlőegység és a 3 képmemória közötti adatforgalom időszakos, a 3 képmemória és a 7 megjelenítő egység között ciklikusan megy végbe. A probléma megoldására számos megoldás ismeretes. A megoldások közös vonása a hozzáférési igények rangsorolása, és azok időbeli szeparálása. Általában elmondható az, hogy minél kisebb várakozási időt akarunk biztosítani az alacsonyabb szintre rangsorolt hozzáférési igény kiszolgálása számára, annál bonyolultabb hardware struktúra szükséges. Az ismert megoldások közös vonása az, hogy a memóriák vezérlőegysége a hozzáférési kísérleteket véletlenszerű eseményként érzékeli, és azokat a pillanatnyi állapotnak megfelelően szolgálja ki. További felismerésünk lényege, hogy a hozzáférési igényeket azolf keletkezési időpontjának befolyásolásával is szét lehet választani. A megjelenítéshez szükséges olvasási ciklusok helye kötött, és egy adott rendszer esetén előre meghatározható. Ahhoz, hogy képépítő műveleteink a lehető legnagyobb műveleti sebességgel bonyolódjanak le, azokat olyanra kell szervezni, hogy a memória hozzáférés a rasztertárhoz csak annak amúgy is szabad állapotában kezdeményezzenek. Felismerésünk alapján a képépítés maximális sebességgel történik olymódon, hogy a képépítés olyan műveleteit, melyek a rasztertár beírását nem igénylik a frissítés ideje alatt, a rasztertár módosítását viszont annak nem foglalt állapotában — előre meghatározott időpontokban — végezzük. A meghatározott időpontokat a megfelelő műveletek elvégzéséhez szükséges időtartamok előzetes figyelembevételével állapítjuk meg. A grafikusképek összeállítása változó irányú, színű és hosszúságú vonalszakaszok húzásának sorozatát jelenti. A legrövidebb vonal egyetlen képpontból áll. A display működési sebességét alapvetően a vonalhúzás sebessége határozza meg. A vonalhúzás az alábbi lépések végrehajtását igényli: a) A kezdőpontba a vonal színének megfelelő kód beírása. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 63 €5
