НАИМЕНЬШЕЕ ЧИСЛО ЭЛЕМЕНТОВ В ЦИФРОВОМ ФОРМАТЕ

THE SMALLEST NUMBER OF ELEMENTS IN A DIGITAL FORMAT

Albert Patral'

electrical engineer, speciality: Automatics and telemechanics, senior researcher, National Research Institute of techniques and technology of exploration

Russia, St. Petersburg.

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается  новые  алфавиты цифровых знаков на базе 7-сегментного  цифрового  формата индикатора.  Начертания  знаков на основе новых цифровых форматов  имеют значительные преимущества   перед  начертанием  знаков на основе 7-сегментного формата. Использование  новых знаков может найти применение там, где требуется наилучшее различение и опознание их, в том числе  и при создании  новых моделей табло электронных часов.

ABSTRACT

Describes a new digital signage alphabets based on the 7-segment digital indicator. Alternate characters based on new digital formats have significant advantages over bold characters based on the 7-segment format. The use of new characters can find application where you want the best distinction and identification of them, including the creation of new models of electronic scoreboard clock.

Ключевые слова: цифровые знаки, элемент отображения,  обнаружения знака, различение знака, опознание знака.

Keywords: digital signs, mark detection, distinguishing mark, distinction mark, identification sign.

Цифровые  знаки (рис.1б), формируемые на основе  7-сегментного формата (рис.1а) с большим числом  (n=4.9) элементов отображения на знак[1, с.91] и, естесственно, с большим  потребления энергии. 

Рисунок 1. 7-сегментный формат (а) и цифровые знаки на его основе (б)

Большое число элементов отображения на знак стремились сократить. Так появился 6-сегментный формат [1, с.91]  индикатора (рис.2) с числом элементов на знак равным 3.2 (n=3.2).

Рисунок 2. 6-сегментный формат (а) и цифровые знаки на его основе (б)

Однако,  начертание знаков  6-сегментного формата  не нашло применения.  Точно  также обстоит дело и с  предложением использовать  5-сегментный [1, с.91]  формат (рис.3а) при числе элементов на знак (n-2.5) равным 2.5 (рис.3б).

Рисунок 3. 5-сегментный формат (а) и цифровые знаки на его основе (б)

Известно, что скорость и точность опознания, как цифр, так и букв, зависят от их формы. Чем более сложную комбинацию прямолинейных и криволинейных элементов (рис.3) имеет цифра или буква, тем труднее она опознается. Кодирование формой является универсальным средством представления информации благодаря большому алфавиту  различных символов. Лучше различаются  и распознаются простые  фигуры  [2-с.61].

Исходя из начертания знаков  7-сегментного формата, легко  перейти  на 4-сегментный формат из верхних или нижних элементов 7-сегментного формата (рис.5). 

Рисунок 5. 4-сегментный формат (а) и цифровые знаки на его основе (б)

Эффективный угловой размер  4-хсегментных знаков равен эффективному угловому  размеру знаков 7-сегментного формата [3].  Порядок  начертания  знаков,  как  на  основе    4-сегментного формата  совпадает с порядком начертания знаков  7-сегментного формата, при котором величина числа  не зависит  от начертания знака. Чтобы величина числа в какой-то степени определяялась   начертанием  знака [4], необходимо изменить порядок начертания знаков  (рис.6).

Рисунок 6. 4-сегментный формат (а) и цифровые знаки на его основе (б)

Величина  числа  тем больше, чем больше число сегментов  в начертании знака. При равном числе  сегментов в начертании знака, величина числа тем больше, чем на больший угол по часовой стрелке повернуто начертание знака, отображающее  меньшее число в группах  чисел от 2 до 5  и от 6 до 9.   Начертание знака, соответствующее числу 0, представленное форматом знаков, имеет  наибольшее число  сегментов.  Распределение  начертания знаков в числовом ряду в завимости от  «веса» знака имеет преимущество в устройствах для измерения и индикации величины угла положения  вала [4], и может быть применено для более быстрого усвоения алфавита знаков. Среднее число элементов на знак у 4-сегментного формата равно 2.5 (n=2.5). Точно такое же среднее число элементов на знак у знаков 5-сегментного формата, но простота  начертания знаков 4-сегментного формата на основании  контура квадрата (прямоуголника)  или контура круга (элипса) позволит  его  повсеместно использовать (рис.7).

Рисунок 7.  Начертания 4-хпозиционных знаков а основании форматов в виде квадрата  и круга

Поскольку 4-хпозиционные форматы позволяют в площади  их  расположения внести  дополнительную информацию, то  в начальный период ознокомления  с ними, можно построить индикатор с параллельным отображением знаков как на основе              4-хпозиционного, так и  на основе 7-сегментного форматов (рис.8).  

Рисунок 8. Двухформатные индикаторы и цифровые знаки на их основе

На табло электронных приборов   при окрашивании  форматов 2-хформатного индикатора в разные цвета, различения знаков  улучшается (рис.9).

Рисунок 9. 4-хпозиционные форматы окрашены в красный цвет, 7-позиционные форматы  окрашены  в синий цвет

Даже при равенстве габаритных размеров  4-позиционного и 7-позиционного  форматов, цифровые знаки  последнего  обладают меньшей различимостью  [3].  А при меньшем габаритном размере 7-позиционного формата различимость знаков его еще  ухудшится.   Привыкание к новым знакам ускорится из-за лучшей их различимости.  И  дублирование новых знаков  привычными знаками 7-сегментного формата окажется невостребованным.

3-хразрядный и 3-хразрядный индикаторы (рис.10) из 2-х и 3-х 4-позиционных форматов, соответствено,   параллельно расположенных  на  одном условном знакоместе [5]   увеличивает   информационную емкость последнего.     

            0 и 0          6 и 3             9 и 2                       0- 0-0          6-8-2         8-5-7       

Рисунок 10.  Формирование знаков на 2-разрядном и 3-разрядном форматах  индикатора

На двух знакоместах 2-разрядного  индикатора  записана красным цветом информация (читается последовательно на двух знакоместах)   двух параметров одного объекта (69- меньшие габаритные размеры и 32 – большие габаритные размеры).

На двух знакоместах 3-разрядного индикатора записана информация (последовательное чтение) трех параметров одного объекта (68 – меньшие габаритные размеры,  красный цвет,  85 –средние габаритные размеры, синий цвет, 27-большие габаритные размеры, красный цвет).

Как видно  габаритный размер формата индикатора при увеличении  его разрядности от 2-разрядного формата до 3-хразрядного не изменился, вследствие  использования  дополнительного цвета.   Одноместный индикатор при увеличении  информационной емкости  до 4-х разрядов можно использовать в качестве  малогабаритного табло электронных часов (рис.11).

        00 час 00 мин                            01 час 55 мин                23 час  48мин

Рисунок 11.  Четырехразрядный индикатор с параллельным расположением форматов

Синий  цвет используется для отображения  младших разрядов  минутных интервалов времени (большой габаритрный размер) и младших разрядов часовых интервалов времени (меньший габаритный размер).  Красный цвет используется  для отображения  старших разрядов  минутных интервалов времени (большой габаритный размер)  и  старших разрядов часовых интервалов в ремени (меньший габаритный размер).

Рисунок 12. Ф.Киркорову 50 лет,             И.Кобзону 80 лет       Ю.Любимову 100 лет

Рисунок 13. Отмечаются юбилеи на основе формата в виде контура  круга-элипса

На базе индикатора с параллельным отображением знаков, как на основе формата в виде квадрата, так и на основе формата в виде круга  можно поздравлять с юбилейными днями рождения, как  известных людей, так  и друзей и родственников (рис.14).

   10 лет                 20 лет               30 лет               40 лет                70 лет

Рисунок.14. Поздравление с юбилеями  родственников и друзей

На свободном поле электронного табло  четырехсегментного формата  можно расположить фотографию обладателя именных часов (рис.15).

             00 час 00 мин                  01 час  38 мин              14 час 20 мин

Рисунок 15. Четырехразрядное электронное табло  на основании форматов в виде элипсов  с потретами  обладателей часов

Если коснуться применения четырехсегментных форматов  в окружающем нас быту, то можно  с успехом  их применить, заменяя номера  домов, улиц и автомобилей, показывая их наиболее перспективными  при рассмотрении  цифровых знаков на более дальнем их расстоянии от наблюдателя (рис.16, 17, 18).

Рисунок 16. Сравнительное начертание цифровых знаков на основе 7- сегментного и 4-сегментного форматов

Рисунок 17. Сравнительное начертание цифровых знаков на основе 7- сегментного и   4-сегментного форматов

Рисунок 18. Сравнительное начертание цифровых знаков на основе 7-сегментного и 4-сегментного форматов

ВЫВОДЫ

Преимущество  применения предлагаемых  цифровых знаков на основе     4-позиционного формата индикатора  следующие:

Возможность плавного перехода от цифровых знаков 7-сегментного формата к цифровым знакам 4-позиционного (6-сегментного  и 4-хсегментного) формата. Примером тому служит  построение  макета электронных часов в 1999 году [6], на табло которых есть возможность отображать семисегментные, шестисегментные, 4-хсегментные знаки (рис.19).

Рисунок 19. Переключеие  режимов работы   на электронном табло  макета часов

Возможность  уменьшения габаритного размера формата индикатора в два раза без ухудшения восприятия  формируемых цифровых знаков на стадии различения [7].

Возможность увеличения информационной емкости  индикатора до четырех разрядов с увеличением числа параллельно расположенных цифровых форматов с цветовым отличием на однознакоместном информационном поле его.

Возможность обеспечения трехпозиционного измерения  параметра  объекта (рабочий режим - аварийный режим при превышении измеряемого параметра – аварийный режим  при снижении измеряемого параметра)    в системах автоматического регулирования. Видимое изменение  параметра объекта определяется не только по численному  значению измеряемой величины, но и по габаритному  размеру и цвету их, повышающих  эффективность работы оператора.

Возможность  красочно  оформлять знаменательные  события, обрамляя их   цифровым ореолом  и возможность демонстрировать     4-сегментные знаки  на листах календаря (рис.20).

Рисунок 20. Отображение чисел на основе 4-сегментного формата

Список литературы:

1. Вуколов Н.И., Михайлов А.Н. Знакосинтезирующие индикаторы.  Справочник. Москва. «Радио и связь». 1987. 576 с. : ил.
2. Алиев Т.М., Вигдоров Д.И., Кривошеев В.П. Системы отображения информации.    Москва. «Высшая школа». 1988. 223 с. : ил.
3. Патраль А.В. Устройство для индикации.  Патент  № 2037886  на  изобретение   выдан 19 июня 1995 года.
4. Патраль А.В.  Устройство для измерения и индикации величины угла положения вала.   Патент  №2231215  на изобретение выдан 20.06.2004 г
5. Патраль А.В. Индикатор цифровой сегментный с параллельным отображением знаков. Патент №2311692 на изобретение выдан 27.11. 2007г.
6. Патраль А.В. Устройство  для  индикации с увеличенной  информационной  емкостью.  Патент  № 2249912  на  изобретение выдан 10.04.05 г.
7. Патраль А.В. Индикатор матричный с наилучшим восприятием  цифровых знаков. Патент  № 2338270  на  изобретение выдан 19.11.2008 г.