Вводная часть
При современном развитии средств отображения цифровой информации, арабские цифры к настоящему времени уже претерпели незначительные изменения при отображениях их на цифровых индикаторах. Ведь известно, что скорость и точность опознания, как цифр, так и букв, зависят от их формы. Чем более сложную комбинацию прямолинейных и криволинейных элементов имеет цифра или буква, тем труднее она опознается. Цифры и буквы, образованные прямыми линиями, опознаются быстрее и точнее тех которые включают криволинейные элементы [1, с.61]. Криволинейные участки арабских цифр при отображениях их на электронных индикаторах заменены прямыми линиями, что позволило разбить каждую арабскую цифру (цифровой знак) на сегменты. Сегментный способ отображения арабских цифр (рис.1б) лишил их некоторой привычности начертания, но обеспечил высвечивание всех цифровых знаков от 0 до 9 [2, c.91] в одной и той же плоскости формата,
представленного начертанием цифры 8 (рис.1а)). Они представляют собой наиболее эффективный и перспективный класс приборов электронной техники, предназначенный для преобразования электрических сигналов в видимые изображения, воспроизводящих информацию в удобной для зрительного восприятия форме. Наряду с сегментным форматом индикатора широко применяется матричный наименьший цифровой формат индикатора с видом матрици 3х5 (рис.2а, б) для отображения цифровых знаков арабского
происхождения с невысоким качеством отображения [1, с.113]. Невысокое качество отображения объясняается начертанием знаков арабского происхождения, имеющие незначительную разрешающую способность и большое число точечных элементов на знак. Относительно высокое энергопотребление и высокая стоимость [2-c.68] полупроводниковых форматов индикаторов объясняется в частности большим числом элементов в отображаемых знаках, вследствие их начертания. Большое число элементов отображения в цифровых знаках, которое обусловливает большие габаритные размеры индикаторов, тормозят дальнейшую миниатюризацию электронных устройств с числовой информацией на выходе. Для расширения областей применения полупроводниковых индикаторов необходимо добиться снижения потребляемой мощности, снижения общей стоимости и габаритных размеров их при сокращении числа элементов в формате индикатора. При этом сокращение числа элементов в формате индикатора не должно сказываться на ухудшении восприятия цифровых знаков. Цифровые знаки различаются числом и расположением элементов отображения, различной величиной площади знака, занимаемой высветившимися элементами формата, различной величиной площади «окна» из не высветившихся элементов цифрового формата. Кроме того, расположение двух или трех воспроизводимых параллельных линий из элементов, находящихся на некотором расстоянии друг от друга, определяет разрешающую способность начертания знаков. Величину разрешающей спсобности начертания знака можно выразить коэффициентом разрешающей способности. Чем ближе расположение параллельных линий в начертании знака, тем больший коэффициент разрешающей способности [3], тем хуже различения знаков.
Цифровой формат с видом матрицы 3х3
Неудовлетворительное восприятие цифровых знаков арабского происхождения матричного индикатора с видом матрицы 3х5 (рис.2) объясняется их начертаниями, у большинства которых обнаруживается параллельное расположение линий, увеличивающих коэффициент [3] разрешающей способности знаков, снижающий различения знаков. К настоящему времени разработан наименьший формат (рис.3а) матричного индикатора с видом матрицы 3х3 [4] без ухудшения различения цифровых знаков (рис.3б).
Для этого цифрового формата характерно постоянное число (n) точечных элементов в знаках, равное 5 (n=5), а, следовательно, характерен постоянный уровень свечения любого знака. Величину промежутков между точечными элементами в цифровом формате желательно сократить до минимального значения, чтобы матричное начертание знака приближалось к сегментному начертанию, при котором различение знака достигает максимального значения (рис.3в, г). На практике в большинстве случаев для лучшего различения знаков арабского происхождения применяется индикатор формата с видом матрицы 5х9 (рис.4 а, б). Среднее число (n) точечных элементов на знак формата с видом матрицы 5х9 равно 20.2 (n=20.2).
Если применить тот же формат с видом матрицы 5х9 (рис.5а) при формировании ифровых знаков (рис.5б) с постоянным числом (n) точечных
элементов равным 13 (n=13), в начертаниях которых отсутствуют параллельные линии, то улучшится различимость знаков. Величина коэффициента разрешающей способности при начертании знаков будет минимальным и равным 1 [4]. Даже при меньшем среднем числе точечных элементов на знак (рис5) различение знаков лучше, чем у цифровых знаков арабского происхождения (рис.4). При уменьшении величины промежутка между точечными элементами формата можно увеличить различение знаков, перейдя от начертания матричного формата к эквивалентному начертанию сегментного формата (рис.6).
Для улучшения различения цифровых знаков с постоянным числом элементов в них необходимо уменьшить высоту формата с видом матрицы 5х9, увеличив при этом его ширину. Полученный формат с видом матрицы 6х6 (рис.7)
позволяет сформировать цифровые знаки с удвоенной толщиной контура их. Причем, среднее число точечных элементов на знак, как для цифровых знаков арабского происхождения формата 5х9, так и для цифровых знаков формата 6х6 одинаково (n=20). Если же уменьшить промежутки между точечными элементами цифрового формата (рис.8а) до предельно возможной малой
величины, получаем «сегментное» отображение цифровых знаков матричного индикатора (рис.8б). Практическое применение такие знаки могут быть востребованы там, где улучшение различимости знаков актуально. В большинстве случаев (например, цифровое табло в вестибюлях метрополитена) для лучшего различения знаков применяется индикатор в формате с видом матрицы 5х9, как для регистрации текущего времени, так и для регистрации интервалов движения поездов (рис.9а, б). Если находиться в конце перрона, или на нижних ступенях эскалатора, то информацию не прочитать не только о текущем времени, но и об интервале времени ожидаемого поезда. Дополнительное табло, установленное над основным табло интервалов прибытия поездов в формате матрицы 6х6 (рис.9в), не только поможет
посетителям различить информацию, но и скоротать ожидаемое время прибытия поезда, наблюдая, как изменются начертания знаков при их формировании. Новые цифровые знаки не потребуют никакого объяснения посетителям метрополитена, т.к. в точности будут дублировать основное цифровое табло в привычных цифрах арабского происхождения. В двух
группах чисел 2-5 (рис.8а) и 6-9 (рис.8б) величина числа в этих группах тем больше, чем на больший угол, кратный 900 повернуто по часовой стрелке начертание знака, представляющее меньшее число (2 и 6, соответственно) в группе. Причем цифровые знаки нового цифрового алфавита легко запоминаются. Дополнительное электронные табло позволит ознакомить население с новым цифровым алфавитом, обладющим лучшими цифровыми знаками по восприятию. Цифровые знаки нового поколения постепенно станут привычными.
Список использованной литературы
- Алиев Т.М., Вигдоров Д.И., Кривошеев В.П. Системы отображения информации. Москва. «Высшая школа». 1988.
- Вуколов Н.И., Михайлов А.Н. Знакосинтезирующие индикаторы. Справочник. Москва. «Радио и связь». 1987.
- Патент № 2338270 на изобретение «Индикатор матричный с наилучшим восприятием цифровых знаков». Выдан 19 ноября 2008 г. Автор Патраль А.В.
- Патент № 2417455 на изобретение «Индикатор девятипозиционный». Выдан 27 апреля 2011 года. Автор Патраль А.В.