DE3335162C2 - Vorrichtung und Verfahren für graphische Darstellungen mittels Computer - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren für graphische Darstellungen mittels ComputerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Anzeigesystem für Computerda
ten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren
zum Erzeugen und Bearbeiten von graphischen Darstellungen
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 17.
In der Datenverarbeitungstechnik ist es üblich, Informa
tionen mittels graphischer Darstellungen mitzuteilen und zu
verdeutlichen. Diese Darstellungen können eine Vielzahl von
Formen annehmen, wie beispielsweise alphanumerische Zeichen,
Funktionsverläufe in cartesischen oder anderen Koordinaten,
in Form von wohlbekannten Gegenständen etc. Historisch
gesehen, sind Benutzer über ein System diskreter Kommandos
mit Rechnern in Wechselwirkung getreten, welche typischer
weise aus einer Kombination von Begriffen und mathematischen
Symbolen gebil
det sind. Es existiert eine Vielzahl derartiger Systeme,
wie beispielsweise die Programmsprachen Fortran, Algol,
PL-1, Basic und Cobol, welche eine vorgegebene Folge
von Kommandos seitens des Benutzers in eine durch den
Rechner ausführbare "Maschinensprache" transformieren.
Es ist aber festzustellen, daß der Benutzer um so leichter
mit dem Programmieren und Wechselwirken mit einem Com
puter vertraut wird, je näher das Wechselwirkungssystem
der Denkweise des Benutzers selbst angepaßt ist. Kann
der Benutzer Befehle in der gleichen Reihenfolge ein
geben, die er selbst logisch entwickelt ohne erst die
gewünschten Befehle in einen Code oder eine Programm
sprache zu transformieren, so kann das System wirksamer
ausgenutzt werden.
Ein bereits entwickeltes System zur Verringerung der
Lern- und Anpassungsschwierigkeiten, welche ein Be
nutzer überwinden muß, um mit der Wechselwirkung mit
einem Computer-System vertraut zu werden, wird häufig
als "problemorientiert" oder "Smalltalk" bezeichnet.
Der sogenannte "Smalltalk-Ansatz" (also die problem
orientierte Sprache) besteht hauptsächlich darin, eine
Vielzahl codierter Programm-Befehle durch 2-dimensionale
graphische Darstellungen bzw. vorformulierte Fragen auf
dem Bildschirm zu ersetzen. Erfahrungsgemäß denken
Menschen leichter in bildhaften Begriffen und es ist
auch einfacher visuelle Informationen aufzunehmen und
zu verarbeiten als beispielsweise Sprach-Informationen.
Die besondere Art graphischer Wechselwirkung zwischen
einem Benutzer und der Vorrichtung hängt vom Anwendungs
fall ab.
Ein herkömmliches, problemorientiertes Verfahren für
die genannte Wechselwirkung zwischen Mensch und Computer
sieht vor, daß "Fenster" mit einer Kathodenstrahlröhre
(CRT) dargestellt werden, in welchen Kombinationen aus
Text und graphischen Darstellungen zur Informationsüber
tragung benutzt werden. Beispielsweise kann jedes Fenster
die Form eines Aktenordners annehmen, wie er beispiels
weise in Büros Verwendung findet, und dabei andere Ordner
überlappen, wobei der "oberste"′ Ordner vollständig sicht
bar ist und gerade bearbeitbar ist. Der Benutzer kann
im Ordner Informationen ergänzen oder entfernen, den Ordner
an anderer Stelle neu einordnen etc. Er kann also mit
dem Ordner genauso umgehen, wie auch sonst im Büroall
tag. Durch diese graphische Bild-Repräsentation des
vom Benutzer gerade bearbeiteten Gegenstandes und dadurch,
daß der Benutzer das Bild im wesentlichen in gleicher
Weise bearbeitet und manipuliert wie den tatsächlichen
Gegenstand wird die Bedienung des Rechners wesentlich
vereinfacht und eine wirkungsvollere Wechselwirkung
zwischen Mensch und Maschine erreicht.
Siehe hierzu z. B.,
D. Robson, "Object-Oriented Software Systems", BYTE,
August 1981, Seite 74, Vol. 6, Nr. 8; und L. Tesler,
"The Smalltalk Environment", BYTE, August 1981, Seite 90,
Vol. 6, Nr. 8.
Es herrscht bei problemorientierten Wechselwirkungs
systemen ein Bedarf an einer Vielzahl von graphischen
Darstellungen, doch ist dazu herkömmlicherweise eine
große Speicherkapazität erforderlich, um die graphischen
Darstellungen zu speichern und zu manipulieren. In der
einfachsten Form kann in einem Datenverarbeitungs- und
Speichersystem ein Speicherblock mit jedem Speicher-Bit
("1" oder "0") einem entsprechenden Bildelement auf dem Schirm (Display) zugeordnet sein. Auf diese Weise wird ein insgesamt mit Daten, welche die Form von Bildern und/oder Sprachzeichen annehmen können, gefüllter Bild schirm in einem Speicherblock durch Werte "1" (schwarzer Punkt) oder "0" (weißer Punkt) repräsentiert, was kurz als "Bitkarte" bezeichnet wird. Die hierbei verwendete eindeutige Zuordnung zwischen Bitkarte und Kathodenstrahl schirm erfordert allerdings eine erhebliche Speicher kapazität im Kernspeicher des Rechners. Darüberhinaus er fordert die Manipulation eines Bildes oder eines Zeichens, daß fast alle Bits der Bitkarte nach der Modifikation des Bildes auf den neuesten Stand gebracht werden. Dieses Verfahren ist sehr zeitaufwendig und behindert die prak tische Verwertbarkeit von auf graphischen Darstellungen beruhenden Wechselwirkungssystemen.
("1" oder "0") einem entsprechenden Bildelement auf dem Schirm (Display) zugeordnet sein. Auf diese Weise wird ein insgesamt mit Daten, welche die Form von Bildern und/oder Sprachzeichen annehmen können, gefüllter Bild schirm in einem Speicherblock durch Werte "1" (schwarzer Punkt) oder "0" (weißer Punkt) repräsentiert, was kurz als "Bitkarte" bezeichnet wird. Die hierbei verwendete eindeutige Zuordnung zwischen Bitkarte und Kathodenstrahl schirm erfordert allerdings eine erhebliche Speicher kapazität im Kernspeicher des Rechners. Darüberhinaus er fordert die Manipulation eines Bildes oder eines Zeichens, daß fast alle Bits der Bitkarte nach der Modifikation des Bildes auf den neuesten Stand gebracht werden. Dieses Verfahren ist sehr zeitaufwendig und behindert die prak tische Verwertbarkeit von auf graphischen Darstellungen beruhenden Wechselwirkungssystemen.
Ein Verfahren, die erforderlichen graphischen Kapazitäten
für problemorientierte Wechselwirkungssysteme bereitszu
stellen, ist das sogenannte "BitBlt" (Bitboundry Block
Transfer) (Grenz-Bit-Block-Übertragung) , wie es durch
die "Xerox Learning Research Group", Palo Alto Research
Center, Palo Alto, Kalifornien entwickelt wurde, siehe
D. Ingalls, "The Smalltalk Graphics Kernal", BYTE, Seite
168, August 1981, Vol. 6, Nr. 8. Beim "BitBlt" werden Be
reiche eingesetzt, welche selbst kleine Bitkarten dar
stellen und einfache Formen definieren, wie beispiels
weise einen Pfeil, der durch den Benutzer als "Cursor"
(Blinker), Muster etc. eingesetzt werden kann. Das "BitBlt"-
Verfahren, welches weiter unten eingehender erläutert werden
wird, sieht vor, daß Zeichen aus einer Ursprungs-Bit
karte, wie beispielsweise einem Schriftspeicher für Zeichen
(Lichtsatz) , in eine Bestimmungs-Bitkarte (z. B. einen auf
dem Schirm wiederzugebenden Block eines Speichers) mit vor
gegebenen Koordinaten übertragen werden. Durch einen soge
nannten "Begrenzerwinkel" ("Clipping Rectangle") , welcher
den Bereich der zugänglichen Bestimmungs-Bitkarte be
grenzt, ist es möglich, den Abschnitt eines größeren Be
reiches in einem Fenster darzustellen, wobei nur dieser
in das Fenster passende Abschnitt übertragen wird. Zusätz
lich ist eine Vielzahl von Übertragungsoperationen möglich,
welche die Kombination eines übertragenen Bildes oder Zei
chens mit einem existierenden, zuvor in der Bestimmungs-Bitkarte
gespeicherten Bild steuern. Allerdings ist das
"BitBlt"-Verfahren hinsichtlich der Art der Abbildungen,
welche übertragbar und veränderbar sind, beschränkt. Insbe
sondere ist das "BitBlt"-Verfahren auf die Übertragung
rechtwinkeliger Flächen beschränkt. Diese Einschränkung
begrenzt die Brauchbarkeit dieses Verfahrens als
"graphisches Instrument", da es somit nicht in der Lage ist,
Daten auf sich gegenseitig überlappende Fenster u. dgl. zu
übertragen. Darüberhinaus sind große Speicherkapazitäten bei
dem "BitBlt" -System erforderlich.
Aus der DE-OS 23 11 826 ist ein Rasteranzeigegerät mit
einem Display, Speichern und mit den Speichern und dem
Display verbundenen Verarbeitungseinrichtungen bekannt.
Dieses Rasteranzeigegerät ermöglicht die Koordinierung der
gerasterten Abtastung aus dem Anzeigegerät und der Darstel
lung digitaler Ausgangssignale an bestimmten Positionen der
Anzeige.
In der US-PS 3,821,731 wird ein Anzeigesystem für einen
rasterabgetasteten Fernsehbildschirm beschrieben. Die Bilder
werden von Daten erzeugt, die für jede Abtastzeile bei der
zeilenweise Abtastung Bildstart- und -endpunkt definieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Anforderungen an die
Speicherkapazität zur Speicherung der graphischen Daten bei
einem Anzeigesystem für Computerdaten zur Darstellung belie
big geformter Bereiche zu verringern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein An
zeigesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Verfahrensmä
ßig wird die Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Anspruchs
17.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine Vorrichtung
bereitgestellt, mittels welcher ein beliebig geformter
Bereich definierbar und speicherbar ist, wobei wesentlich
weniger Speicherkapazität als bei herkömmlichen Vorrichtun
gen erforderlich ist. Darüberhinaus wird durch die vorlie
gende Erfindung eine Vorrichtung bereitgestellt, mittels
welcher Bild-Darstellungen wirksam und schnell mittels eines
Digital-Computers bearbeitbar sind. Die durch die vorlie
gende Erfindung bereitgestellte Vorrichtung und das entspre
chende Verfahren werden höchst vorteilhaft zusammen mit
einem digitalen Computer eingesetzt, um eine erhöhte Kapa
zität für graphische Darstellungen zu erzielen. Diese Tech
niken ermöglichen die Darstellung und Manipulation einer
beliebig definierten Fläche mit Hilfe sogenannter
"Inversionspunkte". Ein Inversionspunkt
ist definiert als ein Punkt, bei dem die Zustände aller
Punkte, deren Koordinaten rechts oder unterhalb des be
treffenden Punktes liegen, invertiert sind (z. B. binäre
Werte "0" werden in binäre Werte "1" und umgekehrt um
gewandelt) . Ein "Bereich" ist definiert als eine be
liebige Fläche, welche auch eine Anzahl von Gruppen nicht
zusammenhängender Flächen einschließen kann. Auf diese
Weise ist jegliche Form, wie beispielsweise die Form
eines "L" als ein definierbarer und verarbeitbarer Be
reich zu verstehen. Durch die Definition eines Satzes von
Inversionspunkten für jeden gegebenen Bereich ist es
nicht erforderlich, alle Punkte, die diesen Bereich bilden,
im Speicher zu speichern, vielmehr müssen nur die Inver
sionspunkte gespeichert werden.
Gemäß einem typischen Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung sind Einrichtungen vorgesehen, welche
eine Eingabe-Repräsentation eines Bereiches erzeugen,
welcher eine beliebige Form oder Fläche aufweisen kann,
wobei der Umfang nicht notwendig eine durchgehende Kurve
zu sein braucht, sondern auch nicht zusammenhängende
Flächen möglich sind. Diese Eingabe-Repräsentation ist
höchst vorteilhaft mit einem digitalen Computer einsetz
bar. Ist die Repräsentation einmal im Computer, so be
stimmt er die Position der Inversionspunkte, welche zur
Definition des Bereiches erforderlich sind und sortiert
die Punkte nach den Kriterien "links", "rechts" und "oben"
und "unten" entsprechend ihrer Koordinaten in dem Be
reich. Algorithmus-Einrichtungen sind im Speicher des
Rechners vorgesehen, um Bereiche (oder Teile davon) zu
übertragen und/oder auf ihnen Operationen auszuführen
und um den resultierenden Bereich auf einer geeigneten
Einrichtung, wie beispielsweise einer Kathodenstrahl
röhre (CRT) oder dergleichen sichtbar zu machen.
Eine Abtastzeilenmaske weist einen Einzel-Abtastzeilen-Puffer
auf, welcher in Binärform diejenigen Bereiche
repräsentiert, welche gerade im Display sind und in
der Bestimmungs-Bitkarte gespeichert sind. Die Be
stimmungs-Bitkarte weist einen Speicherblock auf, in
welchem jedes Bit einem Bildpunkt oder dergleichen der
Anzeigevorrichtung entspricht. Die Abtastzeilenmaske
tastet vertikal abwärts und "schneidet" die existieren
den Bereiche: in horizontale Zeilen, welche jeweils
einer Raster-Zeile des Bildschirmes der Kathodenstrahl
röhre entsprechen. Ähnlich werden Daten aus der Ur
sprungs-Bitkarte oder einem Schriftspeicher, beispiels
weise in Form von Symbol-Zeichen, welche einem Abschnitt
der Bestimmungs-Bitkarte zugefügt werden sollen "ge
schnitten" und in einen horizontalen Abtastlinien-Puffer
entsprechend der jeweiligen Raster-Zeile des Bildschirmes
eingespeist. Wird eine horizontale Abtast-Zeile aus der
Ursprungs-Bitkarte oder dergleichen in die Bestimmungs-Bitkarte
überführt, so werden die Inhalte des Ursprungs-Abtastzeilen-Puffers
verglichen mit den Inhalten der Ab
tastzeilenmaske, so daß die Ursprungs-Abtastzeile "mas
kiert" wird und nur ausgewählte Abschnitte des Ursprungs-Puffers
in die Bestimmungsbitkarte überführt werden.
Durch Verwendung einer Vielzahl von Bereichs-Operatoren
kann der Vorrang zwischen existierenden und neuen Be
reichen bestimmt werden. Ein Muster, wie beispielsweise
Streifen, Karos oder dergleichen kann einem existierenden
Bereich zugefügt werden, Texte können zugefügt werden
das Aufrollen eines Textes innerhalb eines Bereiches
ist leicht möglich und eine Vielzahl anderer graphischer,
Operationen kann ausgeführt werden.
Die resultierende Bestimmungs-Bitkarte wird in Signale
umgewandelt, welche sodann der Kathodenstrahlröhre oder
einem anderen Display eingegeben werden, womit das Bild
in herkömmlicher Weise darstellbar ist:
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an
hand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 einen Computer, bei welchem die vorliegende
Erfindung verwirklicht ist;
Fig. 2 eine typische Anordnung für die Programm-Speicherung
im in Fig. 1 gezeigten System;
Fig. 3(a)-(h) die Verwendung der Inversionspunkte
zur Definition eines Bereiches;
Fig. 4(a)-(e) Betriebs-Operationen auf Bereichen
unter Verwendung der Inversionspunkte ge
mäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 den Vorgang der Konvertierung eines durch
Inversionspunkte definierten Bereiches
einen Einzelzeilen-Abtastpuffer, welcher
einen Bereich vertikal abwärts abtastet;
Fig. 6 symbolisch die "UND"-Operation zwischen
zwei Bereichen und Einzelabtast-Zeilen
zur gleichen Zeit;
Fig. 7 schematisch den Betrieb einer Bitkarten-Maske
zum selektiven Maskieren von Ab
schnitten eines Ursprungs-Bereiches, der
sichtbar gemacht wird;
Fig. 8 schematisch die Benutzung eines Einzel
zeilen-Abtastpuffers und einer Abtast
zeilenmaske zur selektiven Maskierung
von Abschnitten eines Ursprungs-Bereiches
vor seiner Übertragung in die Bestimmungs-Bitkarte
und dem Sichtbarmachen;
Fig. 9 das Resultat der Durchführung des Ver
fahrens gemäß der Erfindung unter Verwendung
des Inversionspunkt-Abtastzeilen-Maskensys
tems.
Im einzelnen ist die folgende Beschreibung in ver
schiedene Abschnitte unterteilt. Im ersten Abschnitt
wird ein allgemeines System zur Erzeugung von Computer-Graphiken
behandelt. In nachfolgenden Abschnitten
werden Einzelheiten der vorliegenden Erfindung, wie
beispielsweise die Definition eines gegebenen Be
reichs mittels Inversionspunkten, das Sortieren
der Inversionspunkte, die Bearbeitung der Inversions
punkte, die Erzeugung einer Abtastlinien-Maske und
die Übertragung der Bereiche etc. behandelt.
Darüberhinaus werden in der nachfolgenden Beschreibung
eine Vielzahl spezieller Details näher ausgeführt, wie
beispielsweise die algorithmischen Darstellungen,
spezielle Zahlen oder Bits etc., um das bessere Ver
ständnis der Erfindung zu ermöglichen. Dem Fachmann
wird allerdings deutlich werden, daß die Erfindung
auch ohne diese besonderen Einzelheiten ausführbar ist.
Auch werden wohlbekannte Schaltungen und Anordnungen
nicht näher beschrieben, um das wesentliche deutlicher
werden zu lassen.
Fig. 1 zeigt ein typisches Computer-System zur Erzeugung
von Computergraphiken. Der
gezeigte Computer 20 weist drei Haupt-Baugruppen auf. Die erste
ist die Eingang/Ausgang (I/O)-Schaltungsanordnung 22, welche
dazu dient, entsprechend strukturierte Informationen in andere
Teile des Computers 20 einzugeben oder aus diesen zu entnehmen.
Weitere Bestandteile des Computers 20 sind die zentrale Steuer
einheit (CPU) 24 und der Speicher 26. Die zwei Letztgenannten
sind üblicherweise in Vielzweck-Computern und in fast allen
für spezielle Anwendungen ausgelegten Computern zu finden. Die
im Computer 20 vorhandenen verschiedenen Baugruppen repräsen
tieren das genannte breite Spektrum von Datenverarbeitungs
vorrichtungen.
In Fig. 1 ist weiterhin eine Eingabevorrichtung 30 gezeigt,
welche typischerweise als Tastenfeld ausgebildet ist. Es
versteht sich jedoch, daß auch andere Eingabevorrichtungen ver
wendbar sind, wie beispielsweise ein Kartenleser, Magnetband-Leser
oder auch andere bekannte Eingabenvorrichtungen (ein
schließlich anderer Computer). Ein Massenspeicher 32 ist mit
dem I/O-Kreis 22 gekoppelt und stellt zusätzliche Speicherkapa
zität für den Computer 20 bereit. Der Massenspeicher kann andere
Programme, Schriftspeicher für vorgegebene Zeichensymbole und
dergleichen aufnehmen, wobei es sich beispielsweise um einen
Magnet-Speicher oder auch um einen Papierband-Leser handeln
kann. Ersichtlich können die im Massenspeicher 32 gespeicherten
Daten in bestimmten Fällen auch in herkömmlicher Weise im
Speicher 26 des Computers 20 gespeichert sein.
Weiterhin ist ein Display-Monitor dargestellt, welcher da
zu benutzt wird, die
dargestellten Bilder sichtbar zu machen. Bei dem Display-Monitor
kann es sich beispielsweise um den Leuchtschirm
einer Kathodenstrahlröhre (CRT) handeln. Eine Cursor (Blinker)-Steuerung
36 wird dazu benutzt, Befehlsarten auszuwählen und
graphische Daten auszugeben, wie beispielsweise ein be
sonderes Bild, und bildet ein bequemes Mittel, Informationen
in das System einzugeben.
Fig. 2 zeigt eine typische Anordnung der im Speicher 26 der
Fig. 1 enthaltenen Haupt-Programme. Insbesondere ist eine
Video-Bestimmungs-Bitkarte 38 vorgesehen, welche beim hier
beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Speicher
kapazität von 32 Kilobyte aufweist. Diese Bestimmungs-Bit
karte repräsentiert den Video-Speicher für das Display 34.
Jedes Bit der Bestimmungs-Bitkarte entspricht von oben und
links gemessenen Koordinaten eines zugehörigen Bildpunktes
auf dem Display. Deshalb kann die Bestimmungs-Bitkarte als
2-dimensionale Reihung von Punkten mit Koordinaten aufge
fast werden. Es versteht sich, daß bei Verwendung anderer
Anzeigeeinrichtungen, wie beispielsweise einem Drucker o. dgl.,
der Inhalt der Bitkarte 38 die Datenpunkte repräsentieren
würde, welche mittels der besonderen Anzeigevorrichtung aus
gegeben werden. Der Speicher 26 beinhaltet auch Programme
40, welche eine Vielzahl von Abfolgen von Instruktionen re
präsentieren welche durch die zentrale Steuereinheit CPU
ausgeführt werden. Beispielsweise kann das Steuerprogramm
in diesem Speicher gespeichert sein, welches die Operationen
und Abfolgen verwirklicht, welche hier beschrieben werden
sowie auch die Beobachtungs- und Steuerprogramme und die Dis
ketten-Betriebssysteme.
Die Ursprungs-Bitkarte 42, welche Bereiche, Schriftspeicher,
Datenstrukturen, Koordinaten und Zeichen-Symbole aufweisen
kann, kann ebenfalls im Speicher 26 gespeichert sein, oder
aber auch zeitweise im Massenspeicher 32 gespeichert sein,
je nach Anwendung der vorliegenden Erfindung. Darüberhinaus
ist Kapazität im Speicher 26 für andere Programme reserviert
sowie eine Reserve-Kapazität, welche mit dem Bezugszeichen 44
versehen ist. Bei diesen anderen Programmen kann es sich um
verschiedene nützliche Rechen- oder Gebrauchsprogramme
handeln.
In der vorliegenden Erfindung werden beliebig definierte Be
reiche durch "Inversionspunkte" repräsentiert. Zusätzlich
wird der Begriff "Bereich" als eine beliebige Fläche de
finiert, welche auch eine Vielzahl nicht zusammenhängender
Flächenabschnitte beliebiger Form oder Zusammensetzung ein
schließen kann. In Fig. 3a ist ein Inversionspunkt 40 dar
gestellt. Per Definition ist ein Inversionspunkt ein solcher,
bei dem die Zustände aller Punkte mit Koordinaten rechts und
unterhalb des Inversionspunktes invertiert sind. Deshalb ist
die gesamte Fläche rechts und unterhalb des Punktes 40 dunkel
(wie dargestellt), da der Punkt 40 auf einem zuvor weißem Unter
grund erzeugt wurde. Physikalisch ist das Inversionspunkt-Sys
tem dadurch bestimmt, daß die Position eines Inversionspunktes
mit Hilfe von Koordinaten in der Speicher-Bitkarte beschrieben
ist.
Wie in Fig. 3b dargestellt ist, entsteht ein vertikal nicht
abgegrenzter Streifen, wenn zwei Inversionspunkte 40 und 42
auf einer Bestimmungs-Bitkarte 38 definiert und anschließend
auf dem Monitor 34 angezeigt werden. Durch die Hinzufügung
des Punktes 42 auf der Bitkarte werden die Zustände aller
Punkte invertiert, die Koordinaten rechts und unterhalb des
Punktes aufweisen, wobei die Wirkung des Punktes 40 inner
halb dieser Fläche aufgehoben wird, so daß der abgedunkelte
vertikale Streifen entsteht.
Entsprechend definieren vier Inversionspunkte 40, 42, 44, und
46 ein Quadrat bzw. ein Rechteck, wie es in Fig. 3c gezeigt
ist. Wie in den Fig. 3d und 3e dargestellt ist, können auch
andere Flächen mittels der Inversionspunkte erzeugt werden,
wobei es auch leicht möglich ist, Leerstellen innerhalb einer
gewissen Form zu bilden. Zusätzlich wird deutlich, daß jeder
gegebene Bereich eine beliebige Anzahl nicht zusammenhängender
Flächenabschnitte aufweisen kann, wie es Fig. 3f gezeigt ist,
da alle möglichen Formen innerhalb des Bereiches einfach
mittels Koordinaten beliebiger Inversionspunkte erzeug
bar sind.
Auch ist es möglich kreisförmige oder andere nicht-linear
abgegrenzte Bereiche zu definieren, indem die Inversions
punkte richtig positioniert werden. Gemäß Fig. 3g kann
zwischen den Punkten "X" und "Y" eine Diagonal-Linie 43
mittels einer Schritt-Reihe von jeweils zwei Inversions
punkten zwischen den werten "X" und "Y" definiert werden.
Zwar wäre eine direkte Diagonal-Linie zwischen den Punkten
wünschenswert, doch erlaubt die physikalische Struktur der
Rasterzeilen des Displays 34 dies nicht. Jeder Bildpunkt auf
dem Schirm-der Kathodenstrahlröhre nimmt eine gewisse
Fläche zwischen gegebenen Koordinaten ein, wo herkömmlich ein
bestimmter Bildpunkt durch die Koordinate des Netz-Punktes
bestimmt ist, welcher oben links von ihm liegt. Deshalb ist
eine Stufen-Funktion von Inversionspunkten, welche eine
Reihe von horizontalen Zeilenabschnitten bilden, erforderlich,
um die Diagonal-Linie angenähert zu erzeugen.
Ist ein gegebener Bereich erst einmal durch seine Inver
sionspunkte definiert, so müssen im allgemeinen nur diese
Inversionspunkte im Speicher 26 gespeichert werden, was einen
Unterschied zu Systemen herkömmlicher Technik darstellt, bei
denen im wesentlichen alle Punkte gespeichert werden mußten,
die ein bestimmtes Bild aufweist. Beim vorliegenden Aus
führungsbeispiel wird ein Bereich durch einen Benutzer mittels
einer Cursor-Steuerung 36 oder einer anderen Eingabein
richtung in den Computer 20 eingegeben. Die Position der einen
bestimmten Bereich definierenden Inversionspunkte wird derart
bestimmt, daß horizontale Zeilen-Abschnitte abgetastet werden,
welche teilweise Abschnitte des eingegebenen Bereiches bilden.
In Fig. 3h sind dies die Zeilenabschnitte 80, 85, 90, 100 und
125. So dann werden Inversionspunkte an denjenigen Koordi
naten definiert, welche den Endpunkten eines jeden Zeilen
abschnittes entsprechen, so daß insgesamt der gesamte Be
reich mittels der Inversionspunkte definiert ist. Vertikale
Zeilenabschnitte innerhalb eines Bereiches können ignoriert
werden, da sie automatisch (per Definition) durch die zuvor
beschriebenen Inversionspunkte erzeugt werden. Die be
sondere Abfolge von Operationen, welche in einem Computer 20
ausgeführt werden müssen, um die horizontalen Zeilenab
schnitte zu ermitteln und zu isolieren, werden dem Fachmann
klar sein und deshalb nicht weiter ausgeführt. Die In
versionspunkte eines Bereiches werden gemäß einer Ordnungs
liste sortiert, und zwar von links nach rechts und von oben
nach unten, entsprechend ihren Koordinaten. Beispielsweise
würde die Liste der Inversionspunkte des in Fig. 3e dar
gestellten Bereiches nach dieser Übereinkunft folgende
Form annehmen: 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74 und 76.
Es wurde gefunden, daß mittels der genannten Regel die Durch
führung von Operationen auf den beispielsweise in den Fig. 4a-e
gezeigten Bereichen vereinfacht wird. Typische Operationen
unter Verwendung der geordneten Reihung von Inversionspunkten
sind beispielsweise die Be
stimmung der zugehörigen Punkte sowie das Über
lappen , die Vereinigung, die Differenzbildung und gegen
seitige Ausschließung bestimmter Bereiche.
Bei graphischen Operationen ist es häufig erforderlich, zu
bestimmen, ob ein gewisser Punkt der Bestimmungs-Bitkarte 38
(welcher dementsprechend auf dem Display angezeigt ist) inner
halb eines bestimmten Bereiches liegt. Diese Funktion wird
im allgemeinen mit "Punktzugehörigkeit" bezeichnet. Bei her
kömmlichen Systemen erforderte die Bestimmung der Punktzu
gehörigkeit aufwendige Datenverarbeitungen und Rechnungen.
Beispielsweise besteht ein herkömmliches Verfahren zur Be
stimmung der Punktzugehörigkeit darin, die Winkel zwischen dem
fraglichen Punkt und dem fraglichen Bereich zu berechnen
und zu summieren. Beträgt die Winkelsumme 360°, so ist
die Punktzugehörigkeit zur betreffenden Region festgestellt.
Es versteht sich, daß ein solches Verfahren zur Bestimmung
der Punktzugehörigkeit eine Vielzahl sich wiederholender
Rechnungen erfordert und somit sehr zeitraubend ist.
Durch den Einsatz der Inversionspunkte
ist es aber möglich, die Punktzugehörigkeit höchst einfach
festzustellen. Gemäß Fig. 4a wird nach der Lehre der vor
liegenden Erfindung die Liste der zuvor geordneten Inver
sionspunkte, welche den fraglichen Bereich bilden, von oben
nach unten abgetastet. Weist ein Inversionspunkt eine Vertikal-Koordinate
auf, die größer oder gleich ist als die Vertikal-Koordinate
des fraglichen Punktes (Punkt "P" in Fig. 4a), und
hat die Horizontal-Koordinate des Inversionspunktes einen
Wert, der kleiner ist als der des Punktes "P", so wird be
züglich einer Variablen festgestellt, ob sie "richtig" oder
"falsch" ist (welche ursprünglich z. B. als "falsch" ange
setzt war). Deshalb wird jedesmal dann, wenn ein Inversions
punkt oberhalb und links des fraglichen Punktes nachgewiesen
wird, der Zustand der wahr/falsch-Variablen umgeschaltet. Ist
also nach Abtasten der Liste von Inversionspunkten, welche
den Bereich definieren, die Variable auf dem Wert "wahr" (d. h.
daß eine ungerade Anzahl von Zustandsänderungen stattgefunden
hat), so liegt der fragliche Punkt (z. B. der Punkt "P") in dem
bestimmten Bereich. Ist aber die Variable auf dem Wert "falsch"
(d. h. daß entweder gar keine Zustandsänderung erfolgt ist oder
aber eine gerade Anzahl derselben), so gehört der Punkt nicht
zu dem Bereich. Auf diese Weise ist ein schnelles und wirkungs
volles Verfahren zur Bestimmung der Punktzugehörigkeit unter
Verwendung der Inversionspunkte
bereitgestellt, was mit den Verfahren nach dem Stand der Technik
nicht möglich war.
Durch die Verwendung der geordneten Listen von Inversions
punkten ist auch ein höchst einfaches Mittel bereitgestellt,
um die Inhalte einer jeden Raster-Abtastzeile auf dem Monitor
34 darzustellen. Gemäß Fig. 5 ist ein Abschnitt des Speichers
40 (siehe Fig. 2) als ein Einzellinien-Abtastzeilen-Puffer
vorgesehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist dieser Ab
tastzeilen-Puffer von ausreichender Kapazität, so daß jede
horizontale Zeile von Bildpunkten des Bildschirmes oder einer
anderen Anzeigeeinrichtung mit einem Bit im Puffer repräsen
tiert werden kann. Ein zuvor mittels einer geordneten Liste
von Inversionspunkten definierter Bereich kann durch Bit
zustände innerhalb des Abtastzeilen-Puffers repräsentiert
werden. Für jede der in Fig. 5 mit V₀, V₁, V₂ . . . Vn+1 be
zeichneten horizontalen Zeilen, welche auf dem Bildschirm 34
erscheinen, existieren Inversionspunkte, deren Vertikal-Koordi
naten der bestimmen Horizontal-Zeile entsprechen (welche gerade
abgetastet wird), wobei der Inversionspunkt durch einen ge
änderten Bit-Zustand mit den entsprechenden Koordinaten in dem
Abtastzeilen-Puffer repräsentiert ist (z. B. durch eine "1",
wenn die Abtast-Zeile ursprünglich mit den Werten "0" versehen
ist). Alle Bits zwischen Paaren von Inversionspunkten in der
Abtastlinie 155 werden sodann invertiert, so daß eine richtige
Repräsentation des sichtbar zu machenden Bereiches mittels der
geordneten Liste von Inversionspunkten erzeugt wird. Auf diese
Weise ist es möglich, wie in Fig. 5 gezeigt, durch Abtasten
jeder auf dem Display anzuzeigenden Horizontal-Zeile jeglichen
Bereich horizontal und sequentiell "in Scheiben zu schneiden",
deren Stärke einer Abtastlinie entspricht.
Wie weiter unten näher ausgeführt werden wird, ermöglicht
es die Verwendung eines Einzelraster-Abtastzeilen-Puffers,
einen Bereich aus einer Ursprungs-Bitkarte 42 in eine Bestimmungs-Bitkarte
38 zu überführen, wobei er entsprechend "maskiert"
ist, so daß ein beliebiger Bereich überführbar und bearbeitbar
ist, was bei herkömmlichen Verfahren, wie beispielsweise dem
"BitBlt" nicht möglich war, welches auf die Übertragung recht
winkliger Bereiche beschränkt ist.
Darüber hinaus ist festzustellen, daß die Übertragung des Be
reiches reversibel ist. Ist ein Bereich in einem Einzellinien-Abtastpuffer
repräsentiert, so ist es möglich, einen geord
neten Satz von Inversionspunkten in Umkehrung des vorbeschriebenen
Verfahrens dadurch zu definieren, daß Inversions-Zustände auf
dem Puffer festgelegt werden, wenn der Puffer einen Bereich von
oben (V₁) nach unten (Vn+1) abtastet. Die Position der In
versionspunkte ist leicht festzustellen, da dieser Ort der
jenige ist, wo ein Bit-Zustandswechsel ermittelt wird (z. B.
eine "1", wobei das nächste Bit den Wert "0" hat). Insbe
sondere ist es bei diesem Ausführungsbeispiel möglich, den Ort
eines Inversionspunktes höchst einfach mittels einer "Exklusiv-ODER-
Operation" zwischen den Inhalten der gerade abgetasteten
Zeile (z. B. V₃) und den Inhalten der zuvor abgetasteten Zeile
(z. B. V₂) bestimmen. Dabei werden die Abschnitte von Be
reichen, welche beim Durchlaufen aufeinanderfolgender Vertikal-Abtastlinien
ohne Wechsel bleiben, insofern ignoriert, als die
Gleichförmigkeit des Inhaltes beim Wechsel von einer vertikalen
Abtast-Zeile zur nächsten anzeigt, daß keine Inversionspunkte
vorliegen. Darüberhinaus sind die horizontalen Positionen
von Inversionspunkten dadurch bestimmbar, daß die resultierende
"Exklusiv-ODER-Abtastlinie" um 1 Bit nach rechts geschoben wird,
wonach eine weitere "Exklusiv-ODER-Operation" durchgeführt
wird. War beispielsweise das Ergebnis einer "Exklusiv-ODER-
Operation" zwischen den Abtastzeilenpuffern Vn und Vn-1 01110011,
so ergibt sich nach Verschieben des Ergebnisses um 1 Bit nach
rechts und Ausführung einer anderen "Exklusiv- ODER"-Operation
das Resultat:
Dem Fachmann werden die durch einen Computer 20 auszuführenden
Befehl bekannt sein, mittels welcher zu bestimmen ist, wo in
einem Abtastzeilen-Puffer ein Zustandswechsel existiert.
Die Verwendung eines Einzellinien-Abtastpuffer zur systematischen
Repräsentation der Inhalte von Bereichen ermöglicht es, die oben be
schriebenen Operationen wie Vereinigung, Überlappung etc. leicht
durchzuführen. Die in Fig. 4b gezeigte Überlappungs-Operation
ergibt beispielsweise eine Inversionspunkt-Repräsentation der
schattierten Fläche und wird mittels einer "UND"-Operation bezüglich
der beiden überlappenden Bereiche "A" und "B" erreicht. In Fig. 6
ist ein Abtastlinien-Puffer für jeden Bereich "A" und "B" de
finiert. Für jede horizontale Raster-Zeile des Bildschirmes re
präsentiert der zugehörige Abtastzeilen-Puffer den Inhalt eines
jeden Bereiches in Binär-Form. Die Inhalte eines jeden Abtast
zeilen-Puffers werden sodann verarbeitet, um die gewünschte
Funktion zu erhalten. Im in Fig. 4b gezeigten Fall würden die In
halte mittels einer "UND"-Operation zusammengeführt, so daß eine
zusammengesetzte Abtastzeile entsteht. Ist beispielsweise das
Ergebnis für die vertikale Position V₁:
"A" Abtastzeile = 11111100
"B" Abtastzeile = 10010001,
"B" Abtastzeile = 10010001,
dann wäre die zusammengesetzte Abtastzeile nach einer "UND"-Operation:
10010000. Darüber wird eine identische "UND"-Operation
für jede horizontale Zeile Vn durchgeführt, welche
jeweils einen Bereich aufweisen. Das Ergebnis dieser Operationen
ist eine zusammengesetzte Repräsentation des resultierenden, in
Fig. 4b gezeigten Schnittbereiches "C", wobei zeilenweise abge
tastet wird. Die Position der den schattierten Bereich "C" bil
denden Inversionspunkte kann so dann mit bekannten Techniken,
wie beispielsweise "Exklusiv-ODER"-Operationen, extrahiert werden.
In ähnlicher Weise wird eine "ODER"-Operation zwischen zwei Be
reichen dazu benutzt, eine Vereinigung gemäß Fig. 4c zu er
reichen. Um die in Fig. 4d skizzierte "Differenz" zu er
zielen, müßte zwischen den beiden Bereichen die Operation
(nicht "S") UND "R" durchgeführt werden, wodurch der Zu
stand aller Binär-Werte, welche in dem "S"-Abtastzeilen-Puffer
repräsentiert sind, invertiert wird bevor die "UND"-Operation
zwischen dem Inhalt und dem Inhalt des "R"-Abtastzeilen-Puffers
durchgeführt wird.
Schließlich wird die in Fig. 4e gezeigte "Exklusiv-Oder"-Operation
einfach derart erreicht, daß bezüglich der Abtastzeilen-Pufferin
halte eines jeden Bereiches die "Exklusiv-ODER"-Operation in ent
sprechender Weise wie oben die "UND"-Operation durchgeführt
wird. Es ist dem Fachmann klar, daß durch die Verwendung der ge
ordneten Reihen von Inversionspunkten die "Exklusiv-ODER"-Opera
tionen trivial sind. Die Operation ist beispielsweise derart
ausführbar, daß die Inversionspunkt-Listen der Bereiche "T"
und "U" der Fig 4e zusammengefügt und sortiert werden, wobei
jeder Punkt aussortiert wird, der in beiden Bereichen die
gleichen Koordinaten aufweist. In anderen Worten: Der Computer
20 behandelt die geordneten Reihen von Inversionspunkten, welche
die Bereiche "T" und "U" definieren, als eine lange Liste und
sortiert alle Inversionspunkte von links nach rechts und von
oben nach unten, wie zuvor beschrieben wurde. Die resultierende
Liste von Inversionspunkten repräsentiert einen Bereich, dessen
Punkte entweder in dem Bereich "T" oder in dem Bereich "U"
liegen, aber nicht in beiden.
Es versteht sich, daß eine Vielzahl anderer Operationen sowie
Kombinationen von Operationen unter Verwendung der
Inversionspunkt- und Abtastzeilen-Puffer-Methode ausführ
bar sind, welche bisher nicht möglich waren.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 7 wird nunmehr beschrieben, wie
unter Benutzung einer Abtastzeilen-Maske
ein beliebiger Bereich abgrenzbar ist. Ein zuvor definierter
Bereich 160, welcher in eine geordnete Liste von Inversions
punkten konvertiert ist, wird als "Maske" benutzt, mit welcher
alle zusätzlichen auf dem Display erscheinenden Bilder ver
glichen werden, bevor die Bestimmungs-Bitkarte 38 erstellt
wird. Gemäß Fig. 9 wird häufig gewünscht, daß mehrere Bereiche
mit einer vorbestimmten Vorrangigkeit überlappen. Wie darge
stellt, können Ordner-Bögen einander überlappen, wobei Texte auf
jedem dargestellten Bogen vorgesehen sind. Auch können be
liebige andere Bereiche in dieser Art angezeigt werden. Herkömm
liche Verfahren, wie beispielsweise das "BitBlt"-Verfahren, waren
aber beschränkt auf die Abgrenzung rechtwinkliger Bereiche. Dies
ist eine erhebliche Einschränkung der Brauchbarkeit dieser her
kömmlichen Verfahren, welche noch dadurch weiter eingeschränkt
wird, daß sie nur in der Lage waren, jeweils das oberste Fenster
(z. B. Blatt 210 in Fig. 9) zu bearbeiten.
Wie in Fig. 7 schematisch gezeigt ist, werden andere Bereiche,
wie beispielsweise Muster oder Zeichen, mit der Bitkarten-"Maske"
existierender Bereiche zeilenweise verglichen, welche gerade
angezeigt sind. Wie unten näher ausgeführt werden wird, ist es
möglich, durch Definition von Bereichs-Operatoren verschiedene
Maskierungs-Vorrangigkeiten zu bestimmen. Auf diese Weise ist
es möglich, Muster und auch Schriftzeichen oder andere Zeichen
symbole in einem beliebigen Bereich unterzubringen. Die "Bereichs-Begrenzung"
wird gemäß den Bereichs-Operatoren derart durch
geführt, daß Abschnitte sich überlappender Bereiche selektiv an
gezeigt werden.
Entsprechend Fig. 8 wird jede Ursprungs-Bitkarte 42, welche
beispielsweise ein Bild, ein Zeichen, ein Schriftzeichen oder
dergleichen enthalten kann, welche auf dem Bildschirm gezeigt
werden sollen, "in Scheiben geschnitten" und entsprechend den
obigen Ausführungen in einen Einzellinien-Abtastpuffer überführt.
Auf diese Weise wird jeder anzuzeigende Bereich mittels
eines Einzellinien-Abtastpuffer repräsentiert, welcher
horizontal die Ursprungs-Bitkarte 42 abtastet und eine Binär-Repräsentation
des Ursprungs-Bereiches durch die richtige
Anordnung der Inversionspunkt-Positionen entlang dem Puffer
erzeugt.
Die gerade, auf dem Display erscheinenden Bereiche bilden
einen Bitkarten-Masken-Bereich, mit welchem die neu auf dem
Bildschirm anzuzeigenden Bereiche verglichen werden. Genau
wie die neu hinzuzufügenden Ursprungsbereiche werden auch
die existierenden, angezeigten Bereiche in eine Einzel-Linien-Abtastmaske
transformiert, welche die Inhalte des Bestimmungs
bereiches in binärer Form repräsentiert. In Abhängigkeit von
der gewählten Übertragungsart wird jede Abtastzeile des neuen
Bereiches selektiv auf die Bestimmungs-Bitkarte 38 überführt
und auf dem Bildschirm 24 gezeigt.
Die gewählte Übertragungsart ist eine Funktion des gewünschten
Ergebnisses. Bereichsoperatoren schließen die Funktionen ODER,
UND, Exklusiv-ODER, NEIN und jegliche Kombination davon ein.
Sind die Werte der gerade bearbeiteten Abtastzeilenmaske
für die Zeile V₁ auf dem Bildschirm 01101010 und des gerade
bearbeiteten Ursprungs-Abtastzeilen-Puffers für V₁ 01100010
so stellt sich das nach einer "UND"-Operation auf dem Bild
schirm 34 erzeugte Resultat wie folgt da:
Somit werden nicht alle Abschnitte des neuen Ursprungs-Be
reichs auf dem Display erscheinen, so daß er in Abhängigkeit
vom gewählten Übertragungsoperator "abgeschnitten" ist: Es
sei hinzugefügt, daß die im einzelnen vorliegende Form der be
arbeiteten Bereiche keinen Einfluß auf das
Verfahren hat. Mittels der Inversionspunkte und der Einzel
linien-Abtastpuffer ist es möglich, einen beliebigen Bereich
zu definieren, zu maskieren und zu übertragen.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei getrennte,,
Abtastzeilen-Maskenpuffer vorgesehen, mit welchen ein neuer
Ursprungs-Bereich verglichen wird. Eine "Benutzer-Bereich"-Maske
enthält den gerade auf dem Display gezeigten Bereich,
welchen der neu hinzukommende Bereich, soweit er übertragen
wird, beeinflußt. Eine "Sichtbereichs"-Maske ist definiert
als der sichtbare Abschnitt eines gerade auf dem Display darge
stellten Bereiches (z. B. Blatt 200 in Fig. 9). Der "Abschneide
bereich" weist den sichtbaren Abschnitt des Benutzer-Bereichs
auf, mit welchem der neue Ursprungs-Bereich beschnitten wird,
so daß nur ein Abschnitt des Ursprungs-Bereiches übertragen
wird. Somit passiert ein neuer Ursprungs-Bereich, der von der
Ursprungs-Bitkarte 42 auf die Bestimmungs-Bitkarte 38 über
tragen wird, ein Filter, das drei Abtastzeilen-Maskenpuffern
entspricht. Dabei wird jede Abtastzeilenmaske mit einer anderen
über eine "UND"-Operation verbunden und die zusammengefügte Ab
tastzeilen-Maske wird sodann dazu verwendet, die neuen Bereiche
zu maskieren.
In Fig. 9 ist ein Beispiel eines auf dem Bildschirm 34 ange
zeigten Ergebnisses
dargestellt. Der Bereich 200 wurde ursprünglich durch eine
Bedienungsperson definiert und im Speicher 26 mit einer geordneten
Liste von Inversionspunkten gespeichert. Durch die Bestimmung
eines geeigneten Bereichs-Operators (wie oben beschrieben) wurden
Bereiche 210 und 240 auf dem Display dargestellt, so daß es nun
mehr so scheint, als läge der Bereich 200 zwischen den Bereichen
210 und 240. Entsprechend ist auf jedem Blatt ein Text vor
gesehen und die Bereichsbegrenzung unter Verwendung der oben
beschriebenen Abtastzeilen-Maskierungsmethode gewährleistet,
daß nur die Abschnitte eines jeden Bereiches auf dem Dis
play erscheinen, welche auch bei Verwendung von gegenständ
lichen Blättern sichtbar wären.
Zwar bezieht sich das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel
auf eine Binär-Darstellung auf dem Bildschirm 34, welche des
halb nur die Werte schwarz und weiß aufweist, doch ist dem
Fachmann klar, daß auch für Farbbilder eine entsprechende In
versionspunkt- und Abtastzeilen-Maskierung möglich ist. Um
beispielsweise die Farben Rot, Grün und Blau zu erzeugen, sind
drei Inversionspunkt-Repräsentationen für einen Bereich ver
wendbar, wobei jeder einer Farbe entspricht. Die Existenz eines
Inversionspunktes in einem Farb-Bereich kann also selektiv einen
bestimmten Farb-Strahl in einer Farb-Fernsehröhre aktivieren.
Entsprechend können unterschiedliche Farben durch die ent
sprechende Kombination dreier Inversionspunkt-Repräsentationen
für jeden im Speicher gespeicherten Bereich erhalten werden.
Zur Durchführung der zuvor beschriebenen Verfahren ist keine
besondere Programmsprache angegeben worden. Dies ergibt sich
teilweise daraus, daß nicht alle Programmsprachen jedermann
zugänglich sind. Jeder Benutzer eines bestimmten Computers
wird eine bestimmte Programmsprache beherrschen, die seinen
persönlichen Bedürfnissen entspricht. Es hat sich gezeigt,
daß eine Assemblersprache besonders
geeignet ist, welche einen Objektcode bereitstellt, der von der
Maschine ausführbar ist.
Da die Erfindung mit unterschiedlichen Computer- und Monitor
systemen ausführbar ist, welche jeweils unterschiedliche Bau
gruppen aufweisen, sind keine detaillierten Programme aufgelistet.
Die angegebenen Verfahrensschritte geben dem Fachmann unmittel
bar die Möglichkeit, die Erfindung gemäß seinen besonderen
Bedürfnissen auszuführen.
Es werden ein höchst vorteilhaft mit einem Digital-Computer einsetz
bares Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses
Verfahrens vorgestellt. Die Verwendung von
Inversionspunkten und Abtastzeilen-Maskierungen ermöglicht
es, einen beliebigen Bereich mit größerer Geschwindigkeit
als mit, bekannten Verfahren zu definieren, zu manipulieren
und zu übertragen.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der in den Fig.
1-9 dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
Die vorliegende Erfindung ist überall dort einsetzbar, wo
graphische Darstellungen auf einem Bildschirm oder einer
anderen Anzeigeeinrichtung erwünscht sind.
Claims (35)
1. Anzeigesystem für Computerdaten mit einem Display (34),
das eine Vielzahl von Bildelementen aufweist, die selektiv ak
tivierbar sind und denen orthogonale Koordinaten zugeordnet
werden können, einem Speicher (26) und einer mit dem Speicher
gekoppelten Verarbeitungseinrichtung (22, 24) zum Aktivieren
der Bildelemente,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Speicher (26) zur Speicherung mehrerer, jeweils durch die Koordinaten eines Bildelementes gebildeter Inversi onspunkte (40, 42, 44-76) vorgesehen ist, die einen anzuzei genden Bereich definieren
daß die Koordinaten jedes Inversionspunktes zwei orthogo nale Linien definieren, die vom zugehörigen Inversionspunkt ausgehen, in Richtung nachfolgend zu aktivierender Bildelemente verlaufen und zwei orthogonale Begrenzungslinien einer Kon trast-Fläche bilden,
daß ein anzuzeigender Bereich mit einer Mehrzahl von Inver sionspunkten dadurch auf dem Display (34) zur Anzeige bringbar ist, daß die den Bereich einschließenden, den gespeicherten Inversionspunkten entsprechenden Bildelemente durch die Verarbeitungseinrichtung (22, 24) aktiviert und die zugehörigen Kontrast-Flächen erzeugt werden,
wobei der Zustand der der jeweiligen Kontrast-Fläche zuge ordneten Bildelemente eine Funktion der Koordinaten der zuvor angezeigten Inversionspunkte ist.
daß der Speicher (26) zur Speicherung mehrerer, jeweils durch die Koordinaten eines Bildelementes gebildeter Inversi onspunkte (40, 42, 44-76) vorgesehen ist, die einen anzuzei genden Bereich definieren
daß die Koordinaten jedes Inversionspunktes zwei orthogo nale Linien definieren, die vom zugehörigen Inversionspunkt ausgehen, in Richtung nachfolgend zu aktivierender Bildelemente verlaufen und zwei orthogonale Begrenzungslinien einer Kon trast-Fläche bilden,
daß ein anzuzeigender Bereich mit einer Mehrzahl von Inver sionspunkten dadurch auf dem Display (34) zur Anzeige bringbar ist, daß die den Bereich einschließenden, den gespeicherten Inversionspunkten entsprechenden Bildelemente durch die Verarbeitungseinrichtung (22, 24) aktiviert und die zugehörigen Kontrast-Flächen erzeugt werden,
wobei der Zustand der der jeweiligen Kontrast-Fläche zuge ordneten Bildelemente eine Funktion der Koordinaten der zuvor angezeigten Inversionspunkte ist.
2. Anzeigesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verarbeitungseinrichtung (22, 24) eine Leseeinrichtung
aufweist, mittels welcher die Inversionspunkte in der Reihen
folge aus dem Speicher (26) ablesbar sind, in der die zugehöri
gen Bildelemente auf dem Display abgetastet werden.
3. Anzeigesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verarbeitungseinrichtung (22, 24) eine Sortier-Einrich
tung aufweist, mittels welcher die Inversionspunkte in eine ge
ordnete Reihenfolge entsprechend einer vorgegebenen Regel sor
tierbar sind, wobei die so geordnete Reihe von Inversionspunk
ten im Speicher (26) gespeichert wird.
4. Anzeigesystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Eingabe-Einrichtung (30) vorgesehen ist,
welche mit der Verarbeitungseinrichtung (22, 24) derart gekop
pelt ist, daß der anzuzeigende Bereich in den Speicher (26)
eingebbar ist.
5. Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (22, 24) wei
terhin Einrichtungen zur Bestimmung des Ortes der Inversions
punkte aufweist, um die Koordinaten der den eingegebenen anzu
zeigenden Bereich definierenden Inversionspunkte zu bestimmen.
6. Anzeigesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtungen zur Bestimmung des Ortes der Inversions
punkte eine einen Abschnitt eines eingegebenen anzuzeigenden
Bereiches bildende Diagonal-Linie in Form einer Vielzahl von
Inversionspunkt-Paaren darstellt, welche eine Serie von hori
zontalen Zeilen-Segmenten bilden, die einen vertikalen Abstand
zueinander einnehmen.
7. Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verarbeitungs-Einrichtung (22, 24) wei
terhin Logik-Elemente aufweist, um logische Operationen zwi
schen den geordneten Reihen von Inversionspunkten auszuführen,
welche zumindest zwei anzuzeigende Bereiche definieren.
8. Anzeigesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die logischen Operationen die Funktionen "UND", "ODER",
"NEIN" und "EXKLUSIV ODER" umfassen.
9. Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lese-Einrichtung aus einer Bestimmungs-Bitkarte
(38) im Speicher (26) liest, welche eine Vielzahl von
Inversionspunkten enthält, die gerade auf dem Display (34) an
gezeigte Bereiche repräsentiert.
10. Anzeigesystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß im Speicher (26) zumindest eine Ursprungs-Bitkarte (42)
vorgesehen ist, welche eine Vielzahl von Inversionspunkten ent
hält, die anzuzeigende Bereiche repräsentiert, von denen zumin
dest ein Teil zur Bestimmungs-Bitkarte (38) übertragbar ist.
11. Anzeigesystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß im Speicher (26) zumindest ein Abtastzeilen-Puffer defi
niert ist, welcher eine ausreichende Kapazität aufweist, um mit
einer entsprechenden Bit-Zahl alle Bildelemente zu repräsentie
ren, welche entlang einer Abtast-Zeile des Displays angeordnet
sind.
12. Anzeigesystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Lese-Einrichtung sequentiell die Inversions
punkte aus der Ursprungs-Bitkarte (42) liest und eine Repräsen
tation des anzuzeigenden Bereiches im Abtastzeilen-Puffer er
zeugt, wobei eine Abtastung des anzuzeigenden Bereiches in der
Ursprungs-Bitkarte (42) erfolgt, welche jeweils einer Abtast
zeile im Display (34) entspricht.
13. Anzeigesystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß im Speicher (26) zumindest ein Abtastzeilen-Maskierungspuf
fer vorgesehen ist, welcher eine sequentielle Abtastung der Be
stimmungs-Bitkarte (38) ermöglicht, so daß der Inhalt des Ab
tastzeilen-Maskierungspuffers einen in der Bestimmungs-Bitkarte
(38) gespeicherten anzuzeigenden Bereich in derjenigen Reihen
folge repräsentiert, in welcher er durch das Display (34) abge
tastet wird.
14. Anzeigesystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß Einrichtungen zum Vergleichen der Inhalte des Abtastzeilen-Maskierungspuffers
und des Abtastzeilen-Puffers vorgesehen
sind, so daß vor der Übertragung der Inhalte des Abtastzeilen-Puffers
aus der ursprungs-Bitkarte (42) in die Bestimmungs-Bit
karte (38) zu Anzeigezwecken die Inhalte des Abtastzeilen-Puf
fers mit den Inhalten des Abtastzeilen-Maskierungspuffers für
jede Abtastzeilen-Position des Displays (34) verglichen wird.
15. Anzeigesystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß Einrichtungen zum Steuern der Vorrangigkeit vorgesehen
sind, um eine durch den Benutzer vorgegebene Priorität zwischen
den Inhalten des Abtastzeilen-Maskierungspuffers und des Ab
tastzeilen-Puffers zur Verfügung zu stellen, welche sich aus
dem Vergleich mittels der Einrichtungen zum Vergleichen ergibt,
und um diejenigen Teile des Abtastzeilen-Puffers in die Bestim
mungs-Bitkarte (38) für die Anzeige zu übertragen, welche Vor
rang haben.
16. Anzeigesystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder in den Speicher (26) eingegebene anzuzeigende Bereich
durch zumindest zwei Inversionspunkte definiert ist, welche
gleiche Koordinaten in unterschiedlichen Bitkarten aufweisen,
wobei jeder Inversionspunkt einer unterschiedlichen Farbe ent
spricht, die auf dem Display (34) erscheinen soll.
17. Verfahren zum Erzeugen und Bearbeiten von graphischen
Darstellungen bei einem Anzeigesystem für Computerdaten mit
einem Display, welches eine Vielzahl von Bildelementen auf
weist, die selektiv aktivierbar sind und denen orthogonale
Koordinaten zugeordnet werden können, einem Speicher und einer
mit dem Speicher gekoppelten Verarbeitungseinrichtung zum
Aktivieren der Bildelemente,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Speicher mehrere, jeweils durch die Koordinaten eines Bildelementes gebildete Inversionspunkte eingegeben werden, die einen anzuzeigenden Bereich definieren, wobei die Koordinaten jedes Inversionspunktes zwei orthogonale Linien definieren, die vom zugehörigen Inversionspunkt ausgehen, in Richtung nachfolgend zu aktivierender Bildelemente verlaufen und zwei orthogonale Begrenzungslinien einer Kontrast-Fläche bilden,
daß ein anzuzeigender Bereich mit einer Mehrzahl von Inver sionspunkten dadurch auf dem Display angezeigt wird, daß die den Bereich einschließenden, den gespeicherten Inversions punkten entsprechenden Bildelemente durch die Verarbeitungs einrichtung aktiviert werden, und
daß die zugehörigen Kontrast-Flächen auf dem Display er zeugt werden, wobei der Zustand der der jeweiligen Kontrast-Fläche zugeordneten Bildelemente von den Koordinaten der zuvor angezeigten Inversionspunkte abhängig gemacht wird.
daß in den Speicher mehrere, jeweils durch die Koordinaten eines Bildelementes gebildete Inversionspunkte eingegeben werden, die einen anzuzeigenden Bereich definieren, wobei die Koordinaten jedes Inversionspunktes zwei orthogonale Linien definieren, die vom zugehörigen Inversionspunkt ausgehen, in Richtung nachfolgend zu aktivierender Bildelemente verlaufen und zwei orthogonale Begrenzungslinien einer Kontrast-Fläche bilden,
daß ein anzuzeigender Bereich mit einer Mehrzahl von Inver sionspunkten dadurch auf dem Display angezeigt wird, daß die den Bereich einschließenden, den gespeicherten Inversions punkten entsprechenden Bildelemente durch die Verarbeitungs einrichtung aktiviert werden, und
daß die zugehörigen Kontrast-Flächen auf dem Display er zeugt werden, wobei der Zustand der der jeweiligen Kontrast-Fläche zugeordneten Bildelemente von den Koordinaten der zuvor angezeigten Inversionspunkte abhängig gemacht wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
ferner die den Bereich definierenden Inversionspunkte identifi
ziert und im Speicher gespeichert werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
die den Bereich definierenden Inversionspunkte aus dem Speicher
in derjenigen Reihenfolge ausgelesen werden, in welcher sie auf
dem Display abgetastet werden.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
beim Speichern die Inversionspunkte nach einer vorgegebenen Re
gel in einer Reihenfolge sortiert werden.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sortier-Regel besagt, daß die Inversionspunkte ihren Koor
dinaten entsprechend sortiert werden, so daß sie von links nach
rechts und von oben nach unten sortiert sind.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß bei der Identifizierung eine Diagonal-Linie
des anzuzeigenden Bereichs aus einer Vielzahl von Inversions
punkt-Paaren gebildet wird, welche eine Serie von horizontalen
Zeilen-Segmenten bilden, die einen vertikalen Abstand zueinan
der einnehmen.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Abtastzeilen-Puffer in dem Speicher geschaffen wird und daß
eine Lese-Einrichtung sequentiell eine Repräsentation des anzu
zeigenden Bereiches in dem Abtastzeilen-Puffer erzeugt, welche
jeweils einer Abtast-Zeile des Displays entspricht.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß
im Speicher ein Abtastzeilen-Maskierungspuffer vorgesehen wird,
welcher sequentiell eine Repräsentation eines anzuzeigenden Be
reiches derart bildet, daß der Inhalt des Abtastzeilen-Maskie
rungspuffers jeweils einer Abtastzeile des Displays ent
spricht.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß
die Inhalte des Abtastzeilen-Puffers mit den Inhalten des Ab
tastzeilen-Maskierungspuffers verglichen werden.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß
eine vorbestimmte Rangfolge zwischen den Inhalten des Abtast
zeilen-Puffers und des Abtastzeilen-Maskierungspuffers derart
festgelegt wird, daß nur ausgewählte Anteile des Inhaltes des
Abtastzeilen-Puffers auf dem Display erscheinen.
27. Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 17 bis
26, dadurch gekennzeichnet, daß zum selektiven Übertragen von
Daten aus einem ersten Ort im Speicher zu einem zweiten Ort in
diesem Speicher in dem Speicher ein Einzelzeilen-Puffer defi
niert wird, welcher die Daten des ersten Ortes sequentiell re
präsentiert; ein Einzelzeilen-Maskierungspuffer in dem Speicher
definiert wird, welcher sequentiell Daten des zweiten Ortes re
präsentiert; die Inhalte des Einzelzeilen-Puffers mit den In
halten des Einzelzeilen-Maskierungspuffers vor der Übertragung
der Inhalte des Einzelzeilen-Puffers zum zweiten Ort miteinan
der verglichen werden und eine Rangfolge zwischen den Inhalten
des Einzelzeilen-Puffers und des Einzelzeilen-Maskierungspuf
fers derart vorgegeben wird, daß nur ausgewählte Daten aus dem
Einzelzeilen-Puffer Vorrang haben und zum zweiten Ort übertra
gen werden; so daß Daten selektiv vom ersten zum zweiten Ort
übertragen werden.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Ort eine Vielzahl von Bits aufweist, die jeweils ei
nem Bildelement des Displays entsprechen.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß
die Daten des zweiten Ortes auf dem Display angezeigt werden.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß
der Einzelzeilen-Puffer die Daten sequentiell am ersten Ort in
derjenigen Reihenfolge repräsentiert, in welcher sie auf dem
Display angezeigt werden.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß
der Einzelzeilen-Maskierungspuffer sequentiell Daten an dem
zweiten Ort in derjenigen Reihenfolge repräsentiert, in welcher
sie auf dem Display angezeigt werden.
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß
die Daten an jedem der beiden Orte repräsentativ für zumindest
einen anzuzeigenden Bereich sind, welcher eine Vielzahl von In
versionspunkten aufweist, deren Koordinaten jeweils einem Bild
element des Displays entsprechen, wobei jeder Inversionspunkt
eine durch zwei zueinander senkrecht stehende, sich vom Bilde
lement wegerstreckende Linien begrenzte Kontrast-Fläche defi
niert.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß
die Orte der den anzuzeigenden Bereich definierenden Inversi
onspunkte dadurch bestimmt werden, daß die im anzuzeigenden Be
reich enthaltenen horizontalen Linien-Segmente erfaßt werden
und daß Inversionspunkte definiert werden, deren Koordinaten
den Endpunkten der Linien-Segmente entsprechen.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß
die den anzuzeigenden Bereich definierenden Inversionspunkte
nach einer vorgegebenen Regel sortiert werden.
35. Verfahren nach Anspruch 34 dadurch gekennzeichnet, daß
bestimmt wird, ob ein bestimmter Punkt innerhalb des anzuzei
genden Bereiches liegt, der definiert ist durch eine geordnete
Reihe von Inversionspunkten, die entsprechend ihren Koordinaten
von links nach rechts und von oben nach unten sortiert sind;
wobei zumindest ein Kennzeichenbit in dem Speicher definiert
wird, welches anfänglich in einen ersten Zustand gesetzt wird;
die geordnete Reihe von Inversionspunkten abgetastet wird, wo
bei das Kennzeichenbit jedesmal dann umgeschaltet wird, wenn
ein Inversionspunkt der Reihe eine Vertikal-Koordinate, die
größer oder gleich der Vertikal-Koordinate des bestimmten Punk
tes ist, und eine Horizontal-Koordinate, die kleiner als die
des bestimmten Punktes ist, aufweist; und der Zustand des Kenn
zeichenbits festgestellt wird.
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