Лекция №10

В работе предлагается модуль индикации, содержащий большой экран 2,5 м по диагонали, оказывающий минимальное отрицательное воздействие на здоровье оператора, на базе видеопроекционного устройства (ВПУ) [120].

По характеру отображаемой информации видеотерминалы можно разделить на два вида: алфавитно-цифровые видеотерминалы, графические видеотерминалы, которые имеют структуру, блок-схема которой ппредставлена на рис.2.7.8.

Результаты исследований показали, что видеотерминалы векторного типа содержат много прецизионных аналоговых узлов, кроме того, они требует прецизионные источники питания. Источники питания импульсного типа не могут быть применены, так как могут создавать значительные помехи таким блокам, как цифроаналоговый преобразователь, генератор пилообразного напряжения, коммутаторы аналоговых сигналов.

Вместе с тем растровый способ построения изображения положительно зарекомендовал себя в бытовом и промышленном телевидении. На его основе можно строить цветные графические видеотерминалы с повышенной разрешающей способностью и большим числом отображаемых цветовых оттенков (в нашей системе предусмотрено 256 отттенков по каждому цвету) в зависимости от требований конкретных областей применения.

		Рис.2.7.9. Схема оптического совмещения цветоделенных изображений в цветных проекционных системах: 1,2,3 - кинескопы красного, зеленого и синего свечения; 4,5,6 - прекционные объективы; 7-8 - дихроические зеркала; 9 - светоотражательный экран.

Большинство областей применения устройств отображения требует изображений с большой гаммой цветов. Информационная способность соответственно каждой отображаемой точки должна быть возможно более высокой.

Оценим информационную способность векторного видеотерминала с разрешением 1024х1024 точек и растрового графического видеотерминала с тем же разрешением, используя принцип Хартли. По Хартли информационная емкость элемента изображения оценивается выражением

C_э = log₂ m, ( 2.7. 40 )

где C_э - информационная емкость одного элемента изображения;

m - число градаций яркости, которым представляется яркость каждого элемента изображения черно-белого видеотерминала, либо число цветовых оттенков, которые может принимать элемент изображения цветного видеотерминала.

Информационная емкость кадра изображения, содержащего N элементов, определяется выражением

C = N х С_э = N log₂ m. ( 2.7. 41 )

Тогда информационная емкость векторного графического видеотерминала с разрешающей способностью 1024 х 1024 элементов при m = 2 (при отсутствии подсвета и нормальной яркости)

C_гр.век = (1024 х 1024) х log ₂ 2 = 1048576. ( 2.7. 42 )

Для графического растрового видеотерминала с разрешающей способностью 1024 х 1024 элемента и числом отображаемых цветовых оттенков 32, информационная емкость составляет:

C_{гр.растр} = (1024 х 1024) х log ₂ 32 = 5242380. ( 2.7. 43 )

Как видно из ( 2.7.43 ), информационная емкость графического растрового видеотерминала в 5 раз выше, чем у графического векторного при равной разрешающей способности. Достоинством растрового способа являются:

- возможность получения высококачественного цветного изображения с большим числом отображаемых цветовых оттенков;

- отсутствие сложного и дорогого аналогового тракта;

- возможность динамического отображения изображения и его совмещение со статическим.

В результате, предлагаются индикаторы проекционного типа, которые могут быть применены для коллективного пользования. Наиболее перспективная система - проекционная, построенная на трех кинескопах с экранами красного, зеленого и синего свечения и оптическим совмещением изображений на общем отражательном экране.

Основные схемы совмещения, применяемые в настоящее время, показаны на рис. 2.7.9. На рис. 2.7.9, б, в для совмещения используются полупрозрачные или дихроические зеркала. Рассогласование осей проекции цветоделенных изображений может быть сделано небольшим и даже сведено к нулю, благодаря чему может быть обеспечено высокое качество изображения. При использовании дихроичных светосовмещающих зеркал обеспечивается также высокая световая эффективность. Однако они не могут быть использованы в зеркально-линзовых системах из-за значительных цветовых искажений дихроических зеркал при широкоугольной проекции. Применение же вместо дихроических зеркал полупрозрачных с нейтральным светоделительным слоем значительно снижает световую эффективность системы совмещения изображений.

Отметим, что в системе, изображенной на рис.2.7.9, а, для совмещения изображений дополнительные оптические элементы не нужны и поэтому нет дополнительных световых потерь.

Испытания модуля индикации проекционного типа с конструктивными особенностями (рис.2.7.9 ,а) подтвердили представленные выше расчеты, а также возможность отображения цветных динамических полутоновых изображений в реальном времени.