Устройство для индикации с наилучшей идентификацией знаков

Устройство для индикации с наилучшей идентификацией знаков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к средствам отображения информации (СОИ), значительную область применения которых представляют устройства для индикации.

Устройство для индикации с наилучшей идентификацией знаков может найти применение во всех средствах отображения информации, в которых требуется уменьшение габаритных размеров цифровых знаков индикатора без ухудшения восприятия их и повышенное обеспечение помехозащищенности знаков при их формировании.

Устройства для индикации с применением матричных и сегментных индикаторов позволяют в синтезированном виде высветить сложную информацию в виде букв русского и латинского алфавита, символов и цифровых знаков от 0 до 9. И наибольший объем информации в различных устройствах вычислительной и измерительной техники приходится на цифровую индикацию.

Недостаток устройств индикации с применением сегментных и матричных индикаторов при формировании цифровых знаков заключается в неодинаковом и большом числе визуально воспринимаемых элементов отображения. Это приводит к неодинаковой разрешающей способности начертания знаков при их формировании, к неодинаковому восприятию их на стадиях обнаружения, различения и идентификации. К тому же в устройствах для индикации с применением семисегментных и матричных индикаторов, особенно с небольшим числом элементов отображения в знаках, невысокая помехозащищенность их. Стремление достигнуть наилучшего восприятия знаков при итаблица х формировании, приводит к непривычности начертания знаков, которое должно быть оправдано целью предлагаемого изобретения.

Целью предлагаемого изобретения является:

1) уменьшение габаритных размеров знаков;

2) улучшение параметрических характеристик цифровых знаков:

а) увеличение разрешающей способности знаков;

б) улучшение восприятия знаков на стадиях обнаружения, различения и идентификации;

3) повышение помехозащищенности цифровых знаков при их формировании;

4) увеличение информационной емкости индикатора.

Указанная цель достигается формированием на информационном поле индикатора цифровых знаков, кодированных формой и пространственной ориентацией их.

Уменьшение цифрового формата знака в устройстве для индикации с наилучшей идентификацией знаков можно продемонстрировать, взяв для сравнения формирование знаков на матричном индикаторе КИПГО2А-8×8Л с видом матрицы 8×8 /1 - стр.353/ цифровых знаков на основе арабского алфавита в наименьшем формате их 3×5 (фиг.1а, фиг.1б).

Для каждого отображаемого знака (фиг.1б) цифрового формата с видом матрицы 3×5 (фиг.1а) определяем и заносим в таблицу №1 (фиг.1в):

1) величину площади высветившихся (позиционных) элементов отображения в знаке (Sпэ), равную величине площади (s×s) одного элемента отображения, умноженной на количество элементов отображения (n) в сформированном знаке (Sп.э.=s²×n). Величина площади элемента отображения данного индикатора (для простоты начертания и расчета элемент отображения принят квадратным со сторонами, равными диаметру его /1 - стр.355/) равна:

s²=(s×s)=0.95 мм × 0.95 мм=0.9025 мм²;

2) величину площади цифрового формата (Sф), равную (фиг.1г)

Sф=L×Н=(3s+2t)×(5s+4t),

где L=(3s+2t) - ширина цифрового формата, Н=(5s+4t) - высота цифрового формата;

s - ширина (высота) элемента отображения (0.95 мм);

t - промежуток между элементами отображения, равный 0.3 мм как по ширине, так и по высоте знака;

Sф=(3s+2t)×(5s+4t)=(0.95×3+0.3×2)×(0.95×5+0.3×4)=20.53 мм²;

3) величину площади «окна» (Sок), равную величине площади цифрового формата (знака) (Sф) за вычетом величины площади позиционных (высветившихся) элементов отображения знака (Sп.э.):

Sок=Sф-Sп.э.

Обнаружение - стадия восприятия, на которой оператор выделяет объект из фона. При этом устанавливается лишь наличие сигнала в поле зрения без оценки его формы и признаков /2 - стр.46/. На первой стадии восприятия знака, при обнаружении, оператор выделяет общую площадь, занимаемую элементами отображения на фоне площади «окна» его;

4) величину эквивалентной площади обнаружения (Sобн) знака, определяемую по формуле /3/:

Sобн=(Sпэ×Sок):(Sпэ+Sок).

Способность средств отображения информации воспроизводить мелкие детали характеризуется их разрешающей способностью.

Разрешающую способность начертания знаков индикатора можно оценивать по возможности различения оператором двух воспроизводимых световых точек или линий, находящихся на некотором расстоянии друг от друга. При низкой разрешающей способности оператор принимает две точки (линии) за одну, а при высокой разрешающей способности две очень близкие точки (линии) воспринимаются как отдельные. Повышать разрешающую способность начертания знаков можно до определенного предела, свыше которого изображение не будет восприниматься глазом /4 - стр.115/;

5) величины коэффициентов разрешающей способности знаков (фиг.1г):

а. величину коэффициента разрешающей способности по ширине для знаков 0 и 8, равную:

,

где а=2s+2t и b=s+2t (фиг.1г) - линейный размер точечного элемента s=0.95 мм, расстояние между элементами отображения t=0.3 мм

Kр.с.ш.=a/b=(2s+2t):(s+2t)=(2×0.95+2×0.3):(0.95+2×0.3)=2.50:1.55=1.61 (фиг.1в, таблица №1, 10 и 2 строки снизу, колонка 7);

б) величину коэффициентов разрешающей способности по ширине знака для цифр 1, 2, 3, 5 и 7 (фиг.1б). У этих знаков отсутствуют элементы отображения (эти элементы отображения на фиг.1г, например, для цифры 3 осветлены), относительно которых определяется коэффициент разрешающей способности по ширине знака (Kр.с.ш=a/b).

В этом случае измеряется расстояние (а) от элемента отображения, расположенного справа (например, второй снизу), до границы знака (фиг.1 г) и измеряется то же расстояние от этого же элемента отображения также до границы знака (b=a), при отсутствии второго элемента отображения, расположенного слева (второй снизу) в начертании знака. Отсутствие второго элемента отображения, расположенного слева (второй снизу) в начертании знака, эквивалентно расположению второго элемента отображения, расположенного слева (второй снизу) на достаточно большом расстоянии, не оказывающем влияние на различение элемента отображения, расположенного справа (второй снизу). И коэффициент разрешающей способности в этом случае будет равен Kр.с.ш=1;

в) величину коэффициентов разрешающей способности по ширине знака для цифр 4, 9 и 6, у которых отсутствует элемент отображения расположенный, слева в нижней половине (цифры 4 и 9) знака и расположенный справа в верхней половине (цифра 6) знака (фиг.1 г); для цифр 4 и 9 /3/:

во-первых, измеряется суммарное расстояние (a+a) от элемента отображения, расположенного справа (второй снизу), и от элемента отображения, расположенного справа (второй сверху) в начертании знака, до границ знака в нижней и верхней половинах его;

во-вторых, измеряется суммарное расстояние (a+b) от элемента отображения, расположенного справа (второй снизу), до границы знака (а), при отсутствии элемента отображения, расположенного слева в нижней половине (второй снизу) знака, и от элемента отображения, расположенного справа (второй сверху), до элемента отображения (b), расположенного слева (второй сверху), при его наличии.

Коэффициент разрешающей способности по ширине знака вычисляется по формуле /3/:

Kр.с.ш=(a+a):(b+a), где а=2s+2t и b=s+2t

Kр.c.ш=2(2s+2t):(s+2t+2s+2t)=2(2×0.95+2×0.3):(0.95+2×0.3+2×0.95+2×0.3)=5.00:4.05=1.23 (фиг.1в, таблица №1, 6 и 1 строки снизу, соответственно, колонка 7).

Подобным же образом определяется величина коэффициента разрешающей способности по ширине знака для цифры 6, ее величина также будет равна (Kр.с.ш.=1.23 - фиг.1в, таблица №1, 4 строка снизу, колонка 7);

г) величину коэффициентов разрешающей способности по высоте для знаков 2, 3, 5, 6, 8 и 9 (фиг.1б) определяем по формуле: ,

где с=2s+2t и d=s+2t (фиг.1г).

Kр.c.в=(2s+2t):(s+2t)=(2×0.95+2×0.3):(0.95+2×0.3)=2.50:1.55=1.61 (фиг.1в, таблица №1, 8, 7, 5, 4, 2, 1 строки снизу, колонка 8);

д) величину коэффициента разрешающей способности по высоте для знака 0:

.

где с*=4s+4t и d*=3s+4t (фиг.1 г).

Kр.c.в=(4s+4t):(3s+4t)=(4×0.95+4×0.3):(3×0.95+4×0.3)=5.00:4.05=1.23 (фиг.1в, таблица №1,10 строка снизу, колонка 8);

е) величину коэффициентов разрешающей способности по высоте для знаков 4 и 7:

;

ж) величину коэффициентов разрешающей способности по высоте для знака 1 /3/:

Kр.с.в=1 (у этого знака нет горизонтально расположенных элементов отображения).

Величина коэффициента разрешающей способности знака равна произведению величины коэффициента разрешающей способности по ширине знака на величину коэффициента разрешающей способности по высоте знака:

Величины коэффициентов разрешающей способности знака занесены в таблицу №1 (фиг.1в, колонка 9).

Различение - стадия восприятия, на которой оператор способен выделить детали, высветившиеся элементы отображения знака /2 - стр.46/ на фоне площади «окна» знака;

6) величину эквивалентной площади различения (Sрзл) знака (фиг.1в, таблица №1, колонка 10).

Чтобы количественно оценить величину эквивалентной площади различения знака, необходимо связать величину эквивалентной площадью обнаружения знака и разрешающую способность его. Величина эквивалентной площади различения знака (Sрзл) равна частному от деления величины эквивалентной площади обнаружения знака на величину коэффициента разрешающей способности его по формуле:

Величина эквивалентной площади различения знака (Sрзл) меньше величины эквивалентной площади обнаружения его (Sобн) на величину коэффициента разрешающей способности знака (Kр.с.зн).

Средняя величина эквивалентной площади различения на знак при начертании знаков на основе матричного цифрового формата 3×5 равна 3.11 мм²:

Sрзл.ср.=3.11 мм².

Идентификация - стадия восприятия /2, стр.46/, на которой оператор отождествляет объект с эталоном, хранящимся в памяти (или отождествляет два одновременно воспринимаемых объекта);

7) величину эквивалентной площади идентификации (Sидн) знака (фиг.1в, таблица №1, колонка 12).

Величина эквивалентной площади идентификации знака равна частному от деления величины эквивалентной площади различения знака на величину коэффициента идентификации его (Kидн):

Sидн=Sрзл/Kидн.

Определение коэффициента идентификации знака.

При отображении привычных цифровых знаков на основе арабского алфавита используется цифровой формат, представленный цифрой 8 в формате матрицы вида 3×5 (фиг.1а). Изменение общего для всех знаков замкнутого контура цифрового формата за счет погашения соответствующих элементов отображения его, образуется ряд цифровых знаков (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 9) с разомкнутым в разных местах контуром цифры 8 (фиг.1б).

Замкнутый контур цифрового формата, представленный цифрой, 8 всякий раз разрывается при формировании этих знаков. А при идентификации того или иного высвеченного цифрового знака необходимо визуально различить изменение в различных по расположению местах замкнутого контура и соотносить это изменение с тем или иным знаком. Это вызывает трудности восприятия знаков на стадии идентификации, увеличивает время ее.

Кроме того, у цифровых знаков на основе арабского алфавита с видом матрицы 3×5 неодинаковая величина площади высветившихся элементов отображения, неодинаковая величина коэффициента разрешающей способности, неодинаковое количество высветившихся элементов отображения (фиг.1б, фиг.1в, таблица №1).

Различие величины площади высветившихся элементов отображения в знаках при изменяющейся величине площади «окна» в них не позволяет получить одинаковую и максимальную величину эквивалентной площади обнаружения в знаках. Постоянная площадь «окна» цифрового формата с видом матрицы 3×5 (фиг.1а), представленная двумя точечными элементами (светлый фон), разделяющая по вертикали и по горизонтали линии контура знака приводит к увеличению коэффициента разрешающей способности знака при его начертании, к затруднению восприятия знака на стадии различения. Различие величины коэффициента разрешающей способности у знаков (Kр.с.зн), определяемой начертаниями их, не позволяет получить одинаковую, а тем более, максимальную величину эквивалентной площади различения знака у цифр такого алфавита. А изменяющееся число высветившихся элементов отображения в контурах знаков цифрового формата затрудняет получить одинаковую и максимальную величину эквивалентной площади идентификации знака (фиг.1в, таблица №1).

Величина коэффициента идентификации знака определяет число визуально отличительных признаков при начертании его. При формировании цифровых знаков визуально отличительными признаками их являются элементы отображения (их число и расположение). Однако, идентифицировать знаки, формируемые на матричных индикаторах с большим числом элементов отображения затруднительно. Идентифицировать с большой достоверностью знаки можно по совокупному числу элементов отображения, приходящихся на горизонтальные и вертикальные линии при их начертании.

Так, например, цифра 1, представленная при формировании ее одной вертикальной линией из элементов отображения, легко идентифицируется при формировании знака и без подсчета числа высветившихся элементов отображения, вследствие привычности ее начертания. В этом случае величина коэффициента идентификации знака равна не 5 (по числу отличительных признаков, равных числу элементов отображения), а по совокупному числу элементов отображения, представляющих одну вертикальную линию (Kидн=1). При идентификации, например, цифры 9, представленной тремя горизонтальными и двумя вертикальными (справа из пяти элементов отображения и слева из трех элементов отображения) линиями из элементов отображения, величина коэффициента идентификации будет равен 5 (по числу отличительных признаков при начертании знака), вследствие привычности начертания знака.

Для каждого из цифровых знаков величина коэффициента идентификации (Kидн) и величина эквивалентной площади идентификации (Sидн) сведены в таблицу №1, колонки 11 и 12 (фиг.1в), соответственно. Средняя величина эквивалентной площади идентификации на знак у знаков формата с видом матрицы 3х5 равна 1.10 мм² (и никак не больше того); Sидн=1.10 мм².

Для улучшения восприятия знаков на стадии идентификации, для уменьшения коэффициента идентификации их, необходимо уменьшать число визуально отличительных признаков при начертании их.

Такие цифровые знаки с постоянным числом высветившихся элементов отображения и с коэффициентом разрешающей способности, равным 1 (Kр.с.зн.=1), представлены на фиг.2 в формате 5×7 /3, фиг.11/.

Параметры знаков при их формировании с постоянным числом высветившихся точечных элементов в них в формате 5×7 показаны на фиг.2 /3, фиг.11м/, без учета промежутков между элементами отображения:

а. число (n) высветившихся (позиционных) элементов отображения в знаке равно 11;

б. коэффициент разрешающей способности знака минимален и равен 1 (Kр.с.зн.=1);

в. величина высветившихся (позиционных) элементов отображения (Sп.э.) равна 11 мм², при размере элемента отображения 1.0 мм × 1.0 мм (Sп.э.=11 мм²);

г.величина площади «окна» знака (Sок) из невысветившихся элементов отображения равна 24 мм² (Sок=24 мм²);

д. величина эквивалентной площади различения (Sрзл) знака равна величине эквивалентной площади обнаружения (Sобн) его и равна

Равенство величин эквивалентной площади обнаружения и эквивалентной площади различения (Sобн=Sрзл) показывает, что две стадии восприятия знака - обнаружение и различение сливаются в одну стадию, на которой оператор выделяет элементы знака. Время опознания знака уменьшается.

Число визуально отличительных признаков при начертании этих знаков, содержащих только по одной горизонтальной и одной вертикальной линии, равно 2, т.е. величина коэффициента идентификации при их начертании равна 2 (Kидн=2).

Величина эквивалентной площади идентификации знака будет равна:

Sидн=Sрзл: Kидн=7.54 мм²:2=3.77 мм², при цифровом формате с видом матрицы 5×7.

Перейти от цифрового формата с видом матрицы 5×7 (фиг.2) к цифровому формату с видом матрицы 3×3 (фиг.1е) с уменьшенным числом элементов отображения при формировании цифровых знаков на информационном поле матричного индикатора КИПГ02А-8×8Л с видом матрицы 8×8 не вызывает никаких осложнений. Сигналы управления на высвечивание и на гашение в процессе формирования цифровых знаков поступают на все элементы отображения матрицы вида 3×3 (цифрового формата 3×3). Из высветившихся (позиционных) элементов отображения формируется величина площади (Sп.э.) контура знака, а из оставшихся невысветившихся элементов отображения формируется величина площади (Sок) «окна» его. Величина площади цифрового формата равна:

Sф=(3s+2t)×(3s+2t)=(0.95×3+0.3×2)×(0.95×3+0.3×2)=11.90 мм²,

где s=0.95 мм -линейный размер элемента отображения по горизонтали и вертикали.

Величина площади пяти высветившихся элементов (Sп.э.) равна:

Sп.э.=5(s×s)=4.5 мм² (фиг.1ж, таблица №2, строка 2 снизу).

Величина площади «окна» равна разности между величиной площади цифрового формата (Sф) и величиной площади контура знака (Sп.э.=45 мм²) из высветившихся элементов отображения (Sок=Sф-Sп.э.=7.40 мм²).

Величина эквивалентной площади обнаружения знака равна:

Sобн=(Sпэ×Sок):(Sпэ+Sок)=(4.5 мм² × 7.4 мм²): 11.90 мм²=2.80 мм².

При формировании цифрового знака площадь «окна» (Sок) из невысветившихся точечных элементов не ограничена с двух сторон вертикальными или горизонтальными линиями контура знака из элементов отображения его, т.е. не расположена между ними.

Это хорошо видно, если расположить цифровой формата с видом матрицы 3×3 на формате матричного индикатора с большей по величине матрицей, например, вида 5×5 (фиг.1д). Площадь «окна» знака расположена снаружи контура знака, а контур знака расположен внутри площади «окна» его из невысветившихся элементов отображения.

В этом случае величина площади «окна» не влияет на величину коэффициента разрешающей способности знака /3/.

Величина эквивалентной площади различения (Sрзл) равна при этом величине эквивалентной площади обнаружения знака (Sобн) его, т.к. коэффициент разрешающей способности знаков (Kр.с.зн) при их начертании наименьший и равен 1 (Sрзл=Sобн/Kр.с.зн=Sобн). Уменьшение величины коэффициента разрешающей способности знака до минимального значения привело к увеличению эквивалентной площади различения знака и скорости его восприятия на стадии различения /3/.

У всех знаков цифрового алфавита с постоянным числом точечных элементов в них (фиг.1ж, таблица №2, строка 2 снизу):

а) величина эквивалентной площади обнаружения (Sобн=2.80 мм²) одна и та же;

б) коэффициент разрешающей способности знаков при их начертании равен 1 (Kр.с.зн.=1);

в) величина эквивалентной площади различения (Sрзл=2.80 мм²) одна и та же и равна величине эквивалентной площади обнаружения знака (Sрзл=Sобн: Kр.с.зн=Sобн).

Знаки цифрового алфавита представлены незамкнутым контуром из элементов отображения, воспроизводящих горизонтальные и вертикальные линии его.

Величина эквивалентной площади идентификации знака при его начертании определяется как частное от деления величины эквивалентной площади различения знака на коэффициент идентификации его (Kидн=2) или на число визуально отличительных признаков при начертании знака (фиг.1ж, таблица №2, колонка 10, строка 2 снизу):

Sидн.=Sрзл./ Кидн.ср.=2.80 мм²: 2=1.40 мм².

Если величина эквивалентной площади различения знака равна величине эквивалентной площади обнаружения его, то величина эквивалентной площади идентификации значительно ниже этих величин.

В то же время, средняя величина эквивалентной площади идентификации на знак у меньшего цифрового формата с видом матрицы 3×3 (фиг.1ж, таблица №2, колонка 10, строка 2 снизу), равная 1.40 мм² (Sидн.ср.=1.40 мм²) для цифровых знаков с постоянным числом высветившихся элементов отображения в них, оказалась выше средней величины эквивалентной площади идентификации на знак у цифрового формата, вдвое большего по высоте, с видом матрицы 3×5 на основе арабского цифрового алфавита, равной 1.10 мм² (фиг.1в, таблица №1, колонка 13).

Начертания цифровых знаков с постоянным числом высветившихся элементов отображения позволяют еще увеличить эквивалентную площадь различения их без изменения габаритного размера формата матрицы вида 3×3 изменением величины промежутка между элементами отображения. При этом можно достичь равенства величин площади высветившихся (позиционных) элементов отображения знака (Sп.э) и площади «окна» (Sок) его (Sп.э.=Sок).

Так, например, при уменьшении величины промежутка (t) между элементами отображения до 0.09 мм (t=0,09 мм), при сохранении того же габаритного размера цифрового формата (Sф=11.90 мм²) возрастает величина площади элемента отображения с 0.90 мм² (при размере элемента отображения 0.95 мм × 0.95 мм) до 1.19 мм² (при размере элемента отображения 1.09 мм × 1.09 мм). Величина площади позиционных (высветившихся) элементов отображения (Sп.э.) равна величине площади высветившегося одного элемента отображения (S п.э.-1), умноженной на число (n) элементов отображения в знаке:

Sп.э.=Sп.э.-1×n=1.19 мм² × 5=5.95 мм².

Величина площади «окна» знака (Soк) равна величине площади из высветившихся (позиционных) элементов его:

Sп.э.=Sок=5.95 мм².

Величина эквивалентной площади различения знака (Sрзл) возрастает (фиг.1ж, таблица №2, строка 1 снизу,) до максимального значения при Sп.э.=Sок=Sф:2=5.95 мм² для данного габаритного размера цифрового формата (Sрзл=Sф:4=11.90 мм²:4=2.975 мм²). Величина эквивалентной площади идентификации знака (Sидн=1.4875 мм²) также увеличилась (фиг.1ж, таблица №2, колонка 10, строка 1 снизу).

При дальнейшем уменьшении цифрового формата с видом матрицы 3×3 до цифрового формата с видом матрицы 2×2 (фиг.3а) изменяется начертание цифровых знаков при их формировании, у которых число элементов отображения в знаках различно. В каждой из двух групп цифровых знаков 0, 5, 6, 7, 8, 9 (фиг.3б, таблица №3, строка 2 снизу) и 1, 2, 3, 4 (фиг.3б, таблица №3, строка 1 снизу), с постоянным числом (2 и 1, соответственно) высветившихся элементов отображения, подсчитаны величины эквивалентной площади обнаружения, различения на знак и средней величины эквивалентной площади идентификации на знак (фиг.3б, таблица №3).

Идентифицировать такие знаки, представленные, например, многозначным числом, затруднительно. Если из цифрового алфавита (фиг.4а) сформируем два многозначных числа (фиг.4б, фиг.4в) с одним и тем же числом элементов отображения в каждом из них, расположенных, например, на одном и том же уровне по высоте, то прочесть их будет затруднительно в связи с поиском места расположения разрядов этого числа. Прочтение многозначных чисел (12212 или 57755) затрудняется тем, что один и тот же по начертанию знак может принимать различное значение в зависимости от того, как оператор определит его место в ряду формируемых чисел. Ему надо научиться определять по расстоянию между разрядами, какой величине соответствует сформированный знак. Время идентификации при формировании таких знаков увеличивается.

Только при начертаниях цифровых знаков 0 и 9 (фиг.4а), время их идентификации может быть уменьшено, поскольку начертания их визуально различны по расположению элементов отображения цифрового формата.

Такое уменьшение цифрового формата и системы отображения визуального кодирования цифровой информации не достигает цели в улучшении восприятия знаков на стадии идентификации. Да и средняя величина эквивалентной площади идентификации на знак при формировании таких знаков незначительна (фиг.3б, таблица №3).

Выбор оптимальной системы визуального кодирования, определяемой уменьшением габаритного размера цифрового формата, без ухудшения восприятия цифровых знаков - основная задача предлагаемого изобретения.

Под визуальным кодированием информации понимают операцию отождествления условных знаков (символов, сигналов) с тем или иным видом информации. Выбор оптимального кода связан с обеспечением максимальной скорости и надежности приема и переработки информации человеком, т.е. с достижением максимальной эффективности выполнения операций зрительного поиска, обнаружения, различения, идентификации и опознания сигналов. Каждый из способов кодирования - это категория кодирования или вид алфавита /2, стр.61/.

Кодирование формой является универсальным средством представления информации благодаря алфавиту различных символов. Лучше различаются и распознаются простые геометрические фигуры, состоящие из небольшого количества элементов /2, стр.61/.

Если же тот же самый по габаритным размерам (4,0 мм²) цифровой формат (фиг.3а) в виде квадрата, представленный матрицей вида 2х2, разделить на четыре элемента отображения не перпендикулярными линиями к сторонам квадрата через центр оси его, а диагоналями этого квадрата, то получим иное расположение такого же количества элементов отображения цифрового формата (фиг.3в).

Параметры знаков такого цифрового формата (фиг.3г, таблица №4), состоящего из четырех элементов отображения, не отличаются от величин параметров знаков (фиг.3б, таблица №3), цифровой формат которых представлен в виде матрицы 2×2 (фиг.3а). Габаритные размеры элементов отображения на фиг.3в равны габаритным размерам элементов отображения на фиг.3а, занимающих одну и ту же величину части площади цифрового формата.

Если из цифрового алфавита (фиг.4 г) сформируем два многозначных числа (фиг.4д, фиг.4е), отображающих, например, два многозначных числа (41141 и 86688, соответственно) с одним и тем же числом элементов отображения в каждом из них, то эти многозначные числа отлично идентифицируются, не требуя дополнительного времени для поиска места расположения разряда. Начертания элементов цифрового формата с габаритным размером 4,0 мм² (2 мм × 2 мм) при формировании знаков в виде треугольников и их сочетаний визуально ориентированы.

По визуально ориентированным знакам точно идентифицируется их величина в ряду разрядов многозначного числа (фиг.4д, фиг.4е). При формировании знаков облегчается задача идентификации их и повышается скорость восприятия знаков на этой стадии.

Таким образом, наименьшее число элементов отображения (n=4) в цифровом формате (2 мм × 2 мм), при формировании цифровых знаков, необходимо потребовало не только визуального кодирования формой, но и кодирования пространственной ориентации фигур путем их поворота в поле зрения оператора. В этом случае, фигуры, отображающие знаки, легко распознаются друг от друга в цифровом ряду разрядов многозначного числа и быстро и легко идентифицируются. Цифровые знаки при формировании, форматом которых является квадрат, разделенный диагоналями на элементы отображения, представляют начертание фигур в виде единичных или сдвоенных треугольников, в соответствии с числом элементов отображения в них.

При идентификации знаков, визуально кодированных формой и пространственной ориентацией фигур путем их поворота, облегчается работа оператора, который способен определить величину любого многозначного числа по начертаниям фигур, составленных на основании предлагаемого цифрового алфавита.

Элементы отображения цифрового формата в виде треугольников ограничены основаниями сторон квадрата и половинами длин его диагоналей, представляющие равнобедренные стороны их. Однако при формировании того или иного знака, изменение числа высвеченных элементов отображения в нем на единицу при возникновении одиночной ошибки, он может идентифицироваться как другой знак представленного цифрового алфавита. К тому же фигуры, представленные цифрами 1-4 (фиг.3в), имеют величину площади высветившихся (позиционных) элементов отображения (Sп.э.) в два раза меньшую остальных фигур, что сказывается и на величине эквивалентной площади обнаружения (Sобн) знака (фиг.3г, таблица №4, нижняя строка, колонки 2 и 4). Вершины таких равнобедренных треугольников расположены на пересечении диагоналей квадрата.

Наилучшим восприятием знаков на стадии обнаружения обладает цифровой алфавит, все знаки которого при формировании их имеют одинаковую величину площади из высветившихся элементов отображения (Sп.э.) цифрового формата, равную величине площади «окна» (Sок) из невысветившихся элементов отображения его. В этом случае величина площади из высветившихся элементов отображения (Sп.э.) и величина площади «окна» знака (Sок) равны половине величины площади цифрового формата (Sп.э.=Sок=0.5Sф), без учета величины промежутков между элементами отображения. При этом величина эквивалентной площади обнаружения знака (Sобн) достигает максимального значения и равна одной четверти величины площади формата:

Время восприятия знака на стадии обнаружения уменьшается.

На основании цифровых знаков, представленных на фиг.3в, необходимо построить цифровой алфавит, у которого все цифровые знаки при их формировании удовлетворяли бы условию:

Sп.э.=Sок,

без учета промежутков между элементами отображения, т.е. чтобы величина площади из высветившихся элементов отображения (Sв.э.=Sп.э.) максимально близко приблизилась бы к величине площади из невысветившихся элементов отображения (Sн.в.э.=Sок). Этому условию (фиг.3в) не удовлетворяют только фигуры, представленные цифровыми знаками 1-4. Величина площади из высветившихся элементов отображения (Sв.э.=Sп.э.) у них значительно меньше величины площади «окна» (Sок=Sн.в.э.) из невысветившихся элементов отображения (фиг.3г, таблица №4, нижняя строка, колонки 2 и 3 соответственно), без учета промежутков между элементами отображения.

Чтобы сформировать цифровые знаки 1-4, которые удовлетворяли бы условию: Sп.э.=Sок, необходимо увеличить площади фигур в виде треугольников (фиг.3в -цифровые знаки 1-4), без учета промежутков между ними. Для этого необходимо увеличить высоту каждого из равнобедренных треугольников (цифровые знаки 1-4), оставив без изменения их основания (стороны квадрата).

В таком случае вершина этих равнобедренных треугольников переместится из центра оси симметрии квадрата (фиг.3в - фигуры 1-4) на середину стороны квадрата, противоположной основанию соответствующего треугольника (фиг.3д - фигуры 1-4). Величина площади фигур в виде треугольников увеличится. Это позволило увеличить площадь из высветившихся элементов отображения (Sп.э.) при формировании цифровых знаков (1-4) в виде треугольников в два раза (фиг.3е, фиг.3ж, таблица №5, колонка 6, строка 1 снизу) и приблизить ее к величине площади из невысветившихся элементов отображения (Sок) цифрового формата. Все 10 цифровых знаков имеют величину площади из высветивших элементов отображения (Sп.э.), равную величине площади из невысветившихся элементов отображения (Sок), без учета величины площади промежутков между элементами отображения (Sпр).

Чтобы создать цифровой формат, при управлении элементами отображения которого были бы сформированы десять фигур, представленные на фиг.3д, необходимо на плоскость в виде квадрата, представляющего информационное поле его, нанести:

1) диагонали квадрата, необходимые для формирования цифровых знаков 0 и 5-9 (фиг.3е);

2) контуры четырех фигур, для формирования цифровых знаков 1-4, представляющие их (фиг.3е).

В результате информационное поле цифрового формата в виде квадрата разделилось пересечениями линий, проведенных из углов его к серединам смежных, противоположных этим углам, сторон квадрата, с линиями его диагоналей на 32 элемента отображения (фиг.3е, фиг.5а), из которых можно сформировать 10 цифровых знаков.

Начертание фигуры, отображаемой цифрой 1 (фиг.5б), представляет собой равнобедренный треугольник, основанием которого является нижняя горизонтальная сторона квадрата (IG), а вершина его (В) расположена на середине верхней горизонтальной (АС) стороне его.

Величина площади равнобедренного треугольника IBGI (фиг.5а) из высветившихся элементов отображения (Sпэ.), без учета промежутков между элементами отображения при формировании фигуры, представленной цифрой 1, равна половине величины площади квадрата или половине величины площади цифрового формата (Sпэ.=0.5Sф). Вторая половина величины площади квадрата из невысветившихся элементов отображения состоит из прямоугольных треугольников BCGB и AIBA, суммарная величина площади которых составляет половину величины площади «окна» (Sок), без учета промежутков между элементами отображения.

Начертание фигуры, отображаемой цифрой 2 (фиг.5б), представляет собой равнобедренный треугольник, основанием которого является левая вертикальная сторона квадрата (АI), а вершина его (Е) расположена на середине правой вертикальной (CG) стороне его. Величина площади равнобедренного треугольника АЕIА (фиг.5а) из высветившихся элементов отображения (Sп.э.), без учета промежутков между элементами отображения при формировании фигуры, представленной цифрой 2, равна половине величины площади квадрата или половине величины площади цифрового формата (Sп.э.=0.5 Sф). Вторая половина величины площади квадрата из невысветившихся элементов отображения состоит из прямоугольных треугольников АСЕА и IEGI, суммарная величина площади которых составляет половину величины площади «окна» (Sок), без учета промежутков между элементами отображения.

Начертание фигуры, отображаемой цифрой 3 (фиг.5б), представляет собой равнобедренный треугольник, основанием которого является верхняя горизонтальная сторона квадрата (АС), а вершина его (Н) расположена на середине нижней горизонтальной (IG) стороне его. Величина площади равнобедренного треугольника АСНА (фиг.5а) из высветившихся элементов отображения (Sп.э.), без учета промежутков между элементами отображения при формировании фигуры, представленной цифрой 3, равна половине величины площади квадрата или половине величины площади цифрового формата (Sп.э.=0.5 Sф). Вторая половина величины площади квадрата из невысветившихся элементов отображения состоит из прямоугольных треугольников CGHC и АНIА, суммарная величина площади которых составляет половину величины площади «окна» (Sок), без учета промежутков между элементами отображения.

Начертание фигуры, отображаемой цифрой 4 (фиг.5б), представляет собой равнобедренный треугольник, основанием которого является правая вертикальная сторона квадрата (CG), а вершина его (K) расположена на середине левой вертикальной (IА) стороне его. Величина площади равнобедренного треугольника CGKC (фиг.5а) из высветившихся элементов отображения (Sп.э.), без учета промежутков между элементами отображения при формировании фигуры, представленной цифрой 4, равна половине величины площади квадрата или половине величины площади цифрового формата (Sп.э.=0.5 Sф). Вторая половина величины площади квадрата из невысветившихся элементов отображения состоит из прямоугольных треугольников АСКА и IKGI, суммарная величина площади которых составляет величину площади «окна» (Sок), без учета промежутков между элементами отображения.

Начертание контуров фигур при формировании цифровых знаков от 1 до 4 в виде равнобедренного треугольника (фиг.5а, фиг.5б) имеет основанием ту или иную сторону квадрата, а вершина ее располагается на середине противоположной соответствующей основанию равнобедренного треугольника стороны квадрата. Величина площади из высветившихся элементов отображения (Sп.э.) при формировании цифровых знаков от 1 до 4 в виде равнобедренных треугольников равна половине величины площади цифрового формата или равна величине площади из невысветившихся элементов отображения (Sок), без учета промежутков между элементами отображения (фиг.5б).

Начертание фигуры, отображаемой цифрой 5 (фиг.5в), представляет собой равнобедренный треугольник CGIC, основанием которого является диагональ IC квадрата, соединяющая смежные стороны его CG и GI, исходящие из угла G квадрата (фиг.5а). Величина площади равнобедренного треугольника (CGIC) из высветившихся элементов отображения (Sп.э.), без учета промежутков между элементами о