DE69115463T2 - Verfahren zur farbsteuerung auf einem bildschirm - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Farbnutzung auf einem Computerbildschirm, das die gleichzeitige optische Darstellung von Graphiken und farbigen Bildern, insbesondere in "X-Windows" erlaubt.
• Bis in die letzten Jahre war die übliche Vorgehensweise bei mit Hilfe von Computern erzeugten Funktionen, die graphische Ausgaben umfaßten, einen Graphikbildschirm für die optische Darstellung der Ausgaben der Funktion und ein alpha-numerisches Terminal für den Dialog zwischen Mensch und Gerät zu verwenden. Mit dem Aufkommen der Verwendung mehrerer Fenster (X-Windows) kann alles auf dem gleichen Bildschirm verwaltet werden und es wird möglich, mit ein und demselben Bildschirm gleichzeitig mehrere Anwendungen durchführen zu lassen. Die durch die Funktion in einem Speicher aufgezeichneten Bilder bestehen aus Elementarpunkten (Pixeln), denen mit einer Anzahl B von Bits definierte Farbkodes zugeordnet werden, was die Definition von 2B Farben ermöglicht. Normalerweise ist jeder Kode Ci durch eine Zuordnung, die in einer dem Bildschirm beigegebenen, noch immer so genannten Farbenpalette (oder auch LUT oder Verweistabelle, Falschfarbentabelle, Farbtabelle ...) festgelegt ist, mit einer durch ihre drei Bestandteile Ri rot, Vi grün und Bi blau gekennzeichneten Farbe verknüpft. Der Inhalt der Farbenpalette definiert eine Übertragungsfunktion zwischen den Kodes und den Farben. Die Verwendung der Farbenpalette am Speicherausgang definiert einen Speicheraufbau, der die Wiedergabe eines Bildes mit verringerter Speicherkapazität ermöglicht. Er erlaubt außerdem ein schnelles, interaktives und unabhängig vom Bild erfolgendes Abändern der Entsprechungen zwischen den Kodes und den Farben, ohne daß der Inhalt der Tabelle geändert oder der Bildspeicher vollständig neu geschrieben wird. Diese interaktive Änderung der Farbverteilung in der Tabelle erfolgt mittels einer speziellen Funktion, die eine Abwandlung der Übertragungsfunktion ermöglicht. Bei der Anzeige von graphischen Ausgaben verschiedener Funktionen auf dem Bildschirm besteht also Konkurrenzgefahr. Diese Konkurrenzen zeigen sich durch eine schlechte Qualität der graphischen Ausgaben. Sie werden dadurch verursacht, daß eine zufriedenstellende Anpassung zwischen einer einzigen Farbenpalette und mehreren Ausgaben, die sehr verschiedener Natur sein können, schwer durchzuführen ist. Zur Lösung dieses Problems wurde bereits vorgeschlagen, für jedes auf den Bildschirm geschickte Bild eine Farbenpalette zu definieren, wobei jede der jedem Bild zugeordneten Farbenpaletten nur dann aktiviert wird und nur dann die Basisfarbenpalette ersetzt, wenn die Anzeige des ihm zugeordneten Bildes angefordert wird.
• Diese Technik erlaubt jedoch nicht die korrekte gleichzeitige optische Darstellung von zwei Bildern, außer wenn diese zwei Bilder der gleichen Farbenpalette zugeordnet sind. Andernfalls werden alle für den Bildschirm verfügbaren Farben von dem optisch dargestellten Bild in Anspruch genommen. Das hat den Nachteil zur Folge, daß alle Graphiken (Kurvenverlauf, Vektor, Hintergrundfarben, etc.) außerhalb des Bildes inkohärent werden, wobei diese ihre ursprünglichen Farben verlieren.
• Eine bekannte Technik (EP-A-0 210 423), die es erlaubt, gleichzeitig farbige Bilder auf einem Bildschirm darzustellen, besteht darin, quantisierte Eingabebilder in einen Puffer- Bildspeicher zu schreiben und über die Inhalte des Pufferspeichers auf eine Farbenpalette Zugriff zu haben. Die Farbenpalette ist in einen ersten Teil oder geteilten Bereich, der die von einer Vielzahl von gleichzeitig anzuzeigenden farbigen Bildern gemeinsam verwendeten Farben speichert, und einen zweiten Teil aufgeteilt, der in eine spezifische Vielzahl von Bereichen unterteilt ist, von denen jeder die zu einem der anzuzeigenden Farbbilder gehörenden Farben speichert. Die gleichzeitig auf dem Bildschirm angezeigten Bilder haben Farben, die aus der Zuordnung der gemeinsamen Farben zu den verschiedenen Bildern resultieren und die im ersten Teil der Farbenpalette gespeichert sind, und eigene Farben, die für jedes Bild in dem Bereich des zweiten Teils der Farbenpalette gespeichert sind, der dem betreffenden Bild zugeordnet ist.
• Es ist auch (EP-A-0 202 426) eine numerische Anzeigetechnik bekannt, die einen an allen Stellen zugänglichen Regenerativpufferspeicher verwendet, um eine Anzeige durch Teilbildabfrage über eine Farbenpalette zu steuern. Die Anzeige kann in mehrere Bereiche (beispielsweise in vier Bereiche) aufgeteilt werden, von denen jeder einem spezifischen Bereich von Farbkodes der Farbenpalette entspricht.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Farbnutzung, die die gleichzeitige optische Darstellung auf ein und demselben Graphikbildschirm im Vektoren- und Farbbildmodus erlaubt, wobei gleichzeitig die obengenannten Nachteile vermieden werden.
• Genauer gesagt ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Farbnutzung für die gleichzeitige Darstellung eines oder mehrerer farbiger Bilder, die eine Graphik enthalten können, auf einem Bildschirm, dem nur eine einzige Farbenpalette beigegeben ist, indem eine Zuordnung zwischen numerischen Werten und Farbkodes der Farbenpalette hergestellt wird, bei welchem die Farbenpalette in einen ersten Teil, der einen ersten Bereich von Farbkodes definiert, und einen zweiten Teil unterteilt wird, der zu dem ersten Teil komplementär und in eine Anzahl sekundärer Bereiche von Farbkodes unterteilt ist, die höchstens so groß ist wie die Anzahl der darzustellenden Bilder, den Bildern Kodebereiche der Farbenpalette zugeordnet werden und die Bilder auf dem Bildschirm durch die geeigneten Kodebereiche der Farbenpalette angezeigt werden, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, daß der erste Teil der Farbenpalette ein statischer Teil von parametrierbarer Größe ist, der ausschließlich für die optische Darstellung der Graphik reserviert ist, daß jedem der optisch darzustellenden Bilder ein einziger Bereich von Farbkodes zugeordnet wird, der aus den verschiedenen sekundären Bereichen ausgewählt wird, deren Gesamtheit den zweiten Teil der Farbenpalette bildet, wobei der zweite Teil ein dynamischer Teil ist, und daß für jedes Bild auf die Farbenpalette eine Funktion angewendet wird, die die Farbzuordnungen modifiziert, um zu bewirken, daß die auf dem Bildschirm angezeigten Farben für jedes Pixel des Bildes interaktiv variieren.
• Vorzugsweise sind die Kodebereiche, die jedem der Bilder zugeordnet werden, von identischer Größe.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders für eine Anwendung im Bereich der Seismik für die gleichzeitige Darstellung eines seismischen Querschnitts und der Karte mit Isowerten von Bedeutung, die einem der markierten Horizonte des Querschnitts zugeordnet ist.
• Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, nur eine einzige Farbenpalette für den Bildschirm zu verwenden. Das Reservieren eines ersten Farbenbereichs für die Graphik erlaubt es, eine Graphik ohne Bildstörung optisch darzustellen. Die eventuelle Zerlegung des zweiten Bereichs in verschiedene Intervalle erlaubt eine gleichzeitige optische Darstellung verschiedener Bilder, von denen jedes seinen zugehörigen Farbkode hat.
• Andere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der nachstehenden Beschreibung klarer ersichtlich, die mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen angefertigt wurde, in denen
• Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Farbenpalette und ihrer erfindungsgemäßen Nutzung ist,
• Fig. 2 eine Bildschirmabbildung zeigt, auf der gleichzeitig und mit durch das erfindungsgemäße Verfahren verwalteten, perfekt angepaßten Paletten zwei verschiedene Ausgaben aus dem Bereich der Seismik optisch dargestellt sind, nämlich ein Teil eines seismischen Querschnitts, in dem ein besonderer seismischer Horizont markiert wurde und die diesem speziellen Horizont entsprechende Isochronenkarte und
• Fig. 3 die Bildschirmabbildung für die gleichen Funktionen und Ausgaben, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind, mit einem herkömmlichen Verfahren zur Verwaltung der Farbenpalette zeigt.
• Die in Fig. 1 schematisch gezeigte Farbenpalette besteht gewöhnlich aus 256 Farbzellen Cj, wobei j von 0 bis 255 variiert. Die an ihrer Konsole arbeitende Bedienungsperson legt die Größe JG des ersten, für die Graphik reservierten Farbbereichs G fest, indem sie beispielsweise eine Anzahl JG von Farbzellen angibt. Im schematisch dargestellten Beispiel sind die einundreißig Zellen C&sub0; bis C&sub3;&sub0; für die Graphik reserviert (d.h. beispielsweise Angaben in der Art, wie die in den Figuren 2 und 3 mit 3 bezeichneten), und die Zellen C&sub3;&sub1; bis C&sub2;&sub5;&sub5; sind für den Bildteil I reserviert. Um beide Bilder, wie z.B. die Bilder 1 und 2 in Fig. 2, korrekt optisch darzustellen, muß die Bedienungsperson einen anderen Index JI1 eingeben, wobei I&sub1; höher als G ist. Die Eingabe von JI1 bewirkt, daß zwei komplementäre Kodebereiche unterschieden werden. Bei dem Beispiel der in Fig. 1 schematisch dargestellten Farbenpalette ist JI1 - 130, so daß die Zellen C&sub3;&sub1; bis C&sub1;&sub3;&sub0; für ein erstes Bild I&sub1; und die Zellen C&sub1;&sub3;&sub1; bis C&sub2;&sub5;&sub5; für ein zweites Bild I&sub2; reserviert sind.
• Wenn ein Bild auf den Bildschirm geschickt wird, muß also der Palettenbereich angegeben werden&sub1; den man benutzen will, indem entweder seine Grenzen angegeben werden oder indem ein spezifisches Schema angewendet wird. Die Größen der Bereiche können entweder festgelegt sein oder automatisch festgelegt werden. So besteht ein einfaches und zuverlässiges Schemabeispiel darin, einen Bildbereich durch eine Anzahl N, die die Anzahl der gleich großen Bereiche angibt, die die Abteilung des zweiten Teils I der Palette bilden, und durch eine Anzahl M zu kennzeichnen, die von 1 bis N variiert und es erlaubt, genau den in dieser Abteilung zu verwendenden Bereich zu definieren. In jedem der so definierten Bereiche können die Farben auf herkömmliche Weise verändert werden: Laden der vorher definierten Paletten, Verformung dieser vorher definierten Paletten (Kontraktion, Inversion...), Masken, Definition einer neuen, besser an das gerade darzustellende Bild angepaßten Farbeinheit und Sicherung beispielsweise auf einer Diskette.
• Die minimale Größe eines Bereichs ist eine Zelle, was potentiell das Abrufen von 256 verschiedenen Farben erlaubt.
• Auf der Bildschirmabbildung von Fig. 2 sind zwei Bilder 1 und 2 und Graphiken 3, 4 optisch dargestellt, die in Bild 1 in Überlagerung erscheinen. Die Graphik ist in einer einzigen Farbe dargestellt. Bild 1 stellt einen seismischen Querschnitt von variabler Fläche in Schwarz und Weiß dar. Die gezeigte Größe ist eine Amplitude, die zwischen -32.000 und +32.000 als Funktion einer Zeit T und einer Strecke X variieren kann, wobei dieser Werteabschnitt einen Aufriß bildet, dem hier die Zellen 31 bis 130 der Basisfarbenpalette zugeordnet wurden.
• Zur Bearbeitung in diesem Intervall wurde die klassische Weise gewählt, bei der nur Schwarz und Weiß auftreten (es wird eine Treppenfunktion auf die Übertragungsfunktion angewendet), so daß die negativen Amplituden schwarz und die positiven Amplituden weiß dargestellt sind, was die übliche Darstellung eines seismischen Querschnitts ist. Bild 2 in Fig. 2 zeigt die Isochronenkarte, die zu dem in Bild 1 erscheinenden Horizont 4 gehört. Der gezeigte Wert ist eine Zeit als Funktion einer Strecke X und einer Strecke Y. Die Zuordnung ist hier zwischen einem zwischen 1.100 bis 2.500 ms liegenden Zeitbereich und den Zellen 131 bis 255 definiert. Die angewendete Funktion ist linear, so daß jeder Grauton (von denen jeder einer Farbe entspricht) einem gegebenen Zeitbereich zugeordnet ist, wobei der dunkelste Ton dem Abschnitt mit den geringsten Zeitwerten und der hellste dem Abschnitt mit den größten Zeitwerten entspricht.
• Fig. 3 erlaubt es, die Bedeutung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu ermessen. Hier wurde der für das Bild reservierte Teil der Farbenpalette nicht in zwei Bereiche zerlegt, so daß die verwendete Farbenpalette eine Zuordnung zwischen einem Aufriß, der zwischen den Werten -32.000 und +32.000 variiert, und den Zellen C31 bis C255 ist. Mit einer einzigen Farbenpalette ist es nicht möglich, gleichzeitig ein zufriedenstellendes Bild des seismischen Querschnitts, das eine Treppenfunktion erfordert, und ein zufriedenstellendes Bild der Karte auf dem Bildschirm zu erhalten, das eine lineare Funktion erfordert. Die Bedienungsperson kann also nur entweder das eine oder das andere der beiden auf den Bildschirm gerufenen Bilder beleuchten.

Claims (3)

1. Verfahren zur Farbnutzung für die gleichzeitige Darstellung eines oder mehrerer farbiger Bilder, die eine Graphik enthalten können, auf einem Bildschirm, dem nur eine einzige Farbenpalette beigegeben ist, indem eine Zuordnung zwischen numerischen Werten und Farbkodes der Farbenpalette hergestellt wird, bei welchem

- die Farbenpalette in einen ersten Teil, der einen ersten Bereich von Farbkodes definiert, und einen zweiten Teil unterteilt wird, der zu dem ersten Teil komplementär und in eine Anzahl sekundärer Bereiche von Farbkodes unterteilt ist, die höchstens so groß ist wie die Anzahl der darzustellenden Bilder,

- den Bildern Kodebereiche der Farbenpalette zugeordnet werden und

- die Bilder auf dem Bildschirm durch die geeigneten Kodebereiche der Farbenpalette angezeigt werden, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß

- der erste Teil der Farbenpalette ein statischer Teil von parametrierbarer Größe ist, der ausschließlich für die optische Darstellung der Graphik reserviert ist,

- jedem der optisch darzustellenden Bilder ein einziger Bereich von Farbkodes zugeordnet wird, der aus den verschiedenen sekundären Bereichen ausgewählt wird, deren Gesamtheit den zweiten Teil der Farbenpalette bildet, wobei der zweite Teil ein dynamischer Teil ist, und

- für jedes Bild auf die Farbenpalette eine Funktion angewendet wird, die die Farbzuordnungen modifiziert, um zu bewirken, daß die auf dem Bildschirm angezeigten Farben für jedes Pixel des Bildes interaktiv variieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodebereiche, die jedem der darzustellenden Bilder zugeordnet werden, von identischer Größe sind.

3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 auf die gleichzeitige Darstellung eines seismischen Querschnitts und einer Karte mit Isowerten, die einem der markierten Horizonte des Querschnitts zugeordnet ist.