CN1253831C - 用于产生图形数据的直观表示和数字文件处理的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于产生图形数据的直观表示和数字文件处理的系统和方法，包括：一种重新绘制图形数据的直观显示的方法，借此以更新的显示代替当前显示。包括，响应于一个重新绘制请求，立即以所更新显示的第一近似表示代替当前显示，产生最终更新显示，并以该最终更新显示代替所述近似表示。一种产生图形数据的可变直观表示的方法，包括：将所述图形数据分为若干固定的、预定大小的位图拼块，将所述拼块存贮到一个附标阵列中，并根据一组选定拼块组合出所述图形数据的一个所要求的直观表示。一种处理数字文件的方法，所述文件包括在至少一页上排列的若干图形对象，所述方法包括将所述文件分为若干区域并为每一个区域产生一列包含在所述区域内和覆盖所述区域的对象。用于实现所述方法的数字文件处理系统。

Description

用于产生图形数据的直观表示和数字文件处理的系统和方法
发明领域
本发明涉及数据处理方法和系统。更具体来讲，本发明涉及用于处理“图形数据”和“数字文件”(如此处定义的)的方法和系统，并涉及与这些方法和系统结合的设备。概括地说，本发明涉及产生源数据和文件的输出表示；例如作为直观显示或者作为硬备份。
发明背景
本文所用的术语“图形数据”、“图形对象”和“数字文件”用来描述由数据处理系统处理的任一类型数据的数字表示，它最终以某种形式完全或部分地输出给人类用户，一般是通过被显示或直观再现(例如，借助于直观显示单元或打印机)，或者是通过文本-语音转换等等。这样的数据、对象和文件可以包括任何能够表示的特征，包括但不仅限于：文本；图形图像；动画图形图像；全动视频图像；交互图标、按钮、菜单或超链接。数字文件还可以包括非直观单元，例如音频(声音)单元。数字文件一般包括图形数据和/或至少一个图形对象。
数据处理系统，例如个人计算机系统，一般要求处理“数字文件”，这些文件可能来源于许多本地或远端源中的任何一个，并且可能以多种数据格式(“文件格式”)中的任何一种存在。为了产生该文件的一输出版本，例如无论作为直观显示或打印副本，都需要该计算机系统解释该原始数据文件并产生与相关的输出装置(例如监视器或其他直观显示设备、或打印机)兼容的输出。通常，该处理涉及用于解释数据文件的应用程序、计算机的操作系统、专用于该期望输出设备的软件“驱动程序”以及在某些情况下(特别是对于监视器或其他直观显示装置)作为扩展卡形式的附加硬件。
用于处理数字文件以产生输出的常规方法，在硬件资源、软件开销以及处理时间方面效率很低，而且完全不适用于包括无线远程通信系统在内的低功率、便携式数据处理系统，也不适用于低成本数据处理系统，例如网络终端等等。在常规的数字文件处理系统中还会遇到其他问题，包括需要配置多个系统组件(包括硬件和软件组件)以便以期望的方式进行交互，以及在通过不同系统(例如在格式化、色彩再现等等方面不同)对同一源资料的处理中的不一致性。此外，用于数字文件处理的常规方法不能利用文件格式组件的通用性和/或再可用性。
发明概要
本发明的目的在于提供用于处理图形数据、图形对象和数字文件的方法和系统，以及结合这些方法和系统的设备，它们消除或减轻了常规方法和系统的上述缺陷。
本发明在其各方面中被定义于附加的权利要求书中。本发明的更多的方面和特征将根据下列说明而变得更清楚。
在第一方面中，本发明涉及一种重新绘制图形数据的直观显示的方法，当前显示由此被更新的显示所代替，该方法包括：响应于重新绘制请求，立即以所更新的显示的第一近似表示代替当前显示，产生最终的更新显示，并以该最终的更新显示代替所述近似表示。
在第二方面中，本发明涉及一种产生图形数据的可变直观表示的方法，包括将所述图形数据分为若干固定的、预定大小的位图拼块(bitmap tile)，将所述拼块存贮到一个附标阵列中，并根据一组选定的所述拼块来组合所述图形数据的所要求的直观表示。
所述第二方面的方法可以在第一方面的方法中使用。
本发明的第三方面涉及一种处理数字文件的方法，所述文件包括在至少一个页面上排列的若干个图形对象，所述方法包括将所述文件分为若干个区域，并为每一区域产生被包含在所述区域内并覆盖所述区域的对象的列表。
所述第二方面的方法可以在第三方面的方法中使用。
根据本发明的第四方面，提供一种数字文件处理系统，用于实现所述第一至第三方面中任一方面的方法。
根据本发明的第四方面的一种优选系统包括：
一输入单元，用于接收输入字节流，所述输入字节流以若干预定数据格式之一表示源数据；
一解释单元，用于解释所述字节流；
一转换单元，用于将根据所述字节流解释的内容转换为内部表示数据格式；以及
一处理单元，用于处理所述内部表示数据，从而产生用于驱动输出设备的输出表示数据。
在另一方面中，本发明涉及用于数据处理系统的一种图形用户接口，其中通过根据本发明之第四方面的数字文件处理系统，产生由该用户接口采用的交互直观显示，还涉及包含有这样一种图形用户接口的数据处理系统。
在更进一步的方面中，本发明涉及包含有根据本发明之第四方面的数字文件处理系统的各种类型设备，包括硬件设备、数据处理系统以及外围设备。
以下将参照附图描述本发明的实施例，仅仅作为举例。
附图简述
图1的方框图示出一种优选的数字文件处理系统的实施例，该系统可以被用于实现本发明的各个方面；
图2A示出本发明的第一方面的第一实施例的流程图；
图2B示出本发明的第一方面的第二实施例的流程图；
图3是本发明的第一方面的一优选实施例中缩放位图的方法示意图；
图4A示出一种常规方法的示意图，该方法采用离屏缓存器用于全景展开数字文件的直观显示；
图4B示出根据本发明的第二方面的方法的示意图，该方法采用离屏缓存器用于全景展开数字文件的直观显示；
图5A示出与图4A的常规方法相关联的存储分配以及分段存储的示意图；
图5B示出与图4B的方法相关联的存储分配以及分段存储的示意图；
图5C示出实现图4B之方法的优选方法的示意图。
图6示出利用多重并行处理器模块实现图4B的方法的示意图；以及
图7和图8示出根据本发明的第三方面处理数字文件的方法的示意图。
优选实施例的详细说明
现在参照附图，图1示出一优选的数字文件处理系统8，其中可以实现本发明的所述各个方面的方法。在详细地说明本发明的方法以前，将首先通过背景说明所述系统8。应该理解的是，本发明的所述方法可以在除了此处所述的系统8之外的处理系统中实现。
概括地说，所述系统8可以处理包括巳知格式的数据文件的一个或多个源文件10。对所述系统8的输入是包括所述源文件的内容的字节流。输入模块11根据各种标准之任一种来识别所述源文件的文件格式，例如所述文件中的一个明确的文件类型标识符、根据文件名(特别是文件名扩展部分)、或者根据特定文件类型的内容的巳知特征。所述字节流被输入给一“文件代理模块”12，专用于该源文件的文件格式。所述文件代理模块12用于解释输入的字节流，并将其转换为系统8所采用的标准格式，结果形成源数据的内部表示14，其采用适于由系统8处理的“本地”格式。所述系统8一般包括若干不同的文件代理模块12，每一文件代理模块12用于处理相应的若干预定文件格式之一。
所述系统8还可以被应用于从输入设备(诸如数字摄象机或者扫描仪)接收输入。在该情况下，所述输入字节流可以直接来源于所述输入设备，而不是来源于这样的″源文件″。然而，该输入字节流仍将采用可预测的、适用于由所述系统处理的数据格式，并且为了本系统的目的，从这样一个输入设备接收的输入可以被认为是一个″源文件″。
所述文件代理模块12采用标准对象的库16来产生内部表示14，该内部表示按照类属对象的集合、连同定义所述文件内部的各种类属对象的特殊实例的性质的参数一起来描述源文件的内容，其中类属对象的类型被定义在库16中。应该理解的是，所述内部表示可以用所述系统之本地的文件格式存储/存放，而输入给所述系统8之可能的源文件的范围可以包括所述系统的本地文件格式的文件。使用适当的转换代理模块(未示出)，内部表示14还可能在需要的时候被转换为一些其他文件格式中的任何一种。
所述内部表示14中采用的类属对象一般包括：文本、位图图形以及矢量图(可能是或者可能不是活动的，并且可能是两维或者三维的)、视频、音频、以及各种类型的交互对象(例如按钮和图标)。定义类属对象的特殊实例的所述参数通常包括定义对象的物理形状、大小和位置的空间坐标、以及任何相关的时间数据，用于定义其性质随时间而变的对象(使得该系统能够处理动态文件结构和/或显示功能)。对于文本对象，这些参数一般还包括应用于字符串的字体和大小。对象参数还可以定义其他性质，例如透明度。
所述内部表示14的格式将如由对象类型及其参数描述的文件的“结构”(或者″布局″)与各种对象的″内容″分离；例如一文本对象的字符串(内容)与所述对象的空间参数分离；一图形对象的图像数据(内容)与它的空间参数分离。这使得文件结构可以一种非常紧凑的方式来定义，并且为远端存储并只有当需要时才由系统取出的内容数据提供选项。
所述内部表示14用″高级″描述来说明所述文件和它的构成对象。
所述内部表示数据14被输入给一解析和呈现模块18，该解析和呈现模块18产生由所述内部表示14表示的、所述文件的一上下文特定的表示20或“视图”。所要求的视图可以是整个文件的或者它的部分(子集)的视图。该解析模块/呈现模块18接收视图控制输入40，该视图控制输入40定义将要被产生的特定文件视图的查看上下文以及任何相关的时间参数。举例来说，可以要求该系统10产生一个文件的一部分的缩放视图，然后全景展示或者滚动该缩放视图，以显示该文件的邻近部分。所述视图控制输入40由所述解析模块/呈现模块18解释，以确定所述内部表示的哪一部分被一特定的视图需要，以及如何来显示、何时显示该视图和显示多长时间。
所述上下文特定的表示/视图20用基本形状和参数表达。
该解析模块/呈现模块18还可以在产生源文件10的所要求视图20时、对内部表示14的相关部分执行另外的预处理功能。该视图表示20被输入给一形状处理器模块22，用于最终处理，以产生一个最终输出，其格式适用于驱动一个输出设备26(或者多个输出设备)，例如显示设备或者打印机。
该解析模块/呈现模块18的预处理功能可以包括色彩校正、分辨率调整/增强和防叠处理(anti-aliasing)。分辨率增强可以包括图象缩放功能，当由目标输出设备显示或者再现对象的内容时保持其清晰度。分辨率调整可以上下文相关的；例如在被显示的文件视图正在全景展开或者滚动期间，特定的对象的显示分辨率可以被减少，而当该文件视图是静态的时候，其分辨率将增加(如在下面关于本发明的第一方面的部分所做的进一步说明)。
在呈现模块/解析模块18和内部表示14之间可以有一条反馈路径42；例如为了触发内部表示14的内容的更新，例如在由该内部表示所表示的源文件10包括多帧动画的情况。
来自所述解析模块/呈现模块18的输出表示20用″基本″对象来表示所述文件。对于每一文件对象，该表示20最好是至少根据物理的、矩形的边界框、由该边界框界定的该对象的实际形状、该对象的数据内容及其透明度来定义该对象。
该形状处理器22解释该表示20，并将它转换为适合于目标输出设备26的输出帧格式24；例如用于打印机的点映射，用于绘图仪的向量指令组，或者用于显示设备的位图。对形状处理器22的输出控制输入44定义用于该形状处理器22的必要参数，以便产生适用于特定输出设备26的输出24。
该形状处理器22最好处理由视图表示20根据″形状″(即对象的轮廓形状)、″填充″(对象的数据内容)和″阿尔法″(对象的透明度)来定义的对象，执行适合于所要求的视图和输出设备图象缩放和剪贴，并以适于该输出设备的条件表示该对象(一般利用通过扫描转换或类似手段得到的像素，用于大多数种类的显示设备或者打印机)。
该形状处理器22最好包括一边缘缓存器，它利用扫描转换像素定义对象的形状，并且该处理器最好是对轮廓形状应用防叠处理。优选的是，通过在对象边界上施加灰度级梯度(grey-scale ramp)，以一种由输出设备26的特性确定的方式(即根据所述控制输入44)执行防叠处理。该方法允许存储高效的形状剪贴和形状交叉处理。
可以采用查找表定义多频声响应曲线，提供非线性的呈现控制(伽马校正)。
由所述形状处理器22处理的单独的对象被合并成合成输出帧24。所述最终输出的质量也可以由用户通过所述输出控制输入44来控制。
所述形状处理器22具有多级流水线结构(pipeline architecture)，该结构便于通过使用所述形状处理器流水线的多个实例，对多个对象、或者多个文件、或者一个或多个文件的多个子集进行并行处理。如果需要，所述流水线结构还能很容易的被修改，以包括另外的处理功能(例如过滤功能)。来自多个形状处理器22的输出可以产生多个输出帧24或者可以被合并在单个输出帧24中。
所述系统体系结构实质上是模块化的。举例来说，这允许在需要时进一步添加文件代理模块以处理其他的源文件格式。所述模块结构还使得单个模块(例如库16、解析模块/呈现模块18或者形状处理器22)可以被修改或者升级而无需对其他模块做修改。
所述系统体系结构总体上还有助于完全或者部分的并行性，通过一个或多个文件代理模块12、12a同时处理采用一个或多个文件格式的多重输入文件10a、10b等等、或者文件的子集。所述系统的集成的、模块化的本质允许当需要时在一数据处理系统或者设备内产生系统模块的多个实例，仅仅受可用的处理和存储资源的限制。
由所述系统在总体上和形状处理器22在细节上提供的所述灵活的并行性的潜力，使得对于给定设备的显示路径可以被优化可用带宽和存储空间。显示更新和动画可以被改善、加快并要求较少存储。所采用的对象/参数文件模式是确定的和一致的。所述系统是完全可扩展的，并且允许所述系统通过多个CPU的多个实例。
所述解析模块/呈现模块18和形状处理器22响应于视图控制输入40进行动态交互，其方式优化了可用存储空间和带宽。这特别适用于当驱动直观显示时的重新绘制功能，例如当所述显示正在由用户滚动或者全景展开时。
首先，根据本发明的第一方面，所述系统可以实现一种可扩展的延迟重新绘制模式，使得文件视图的显示分辨率或者在一视图内的一个或多个对象的显示分辨率，根据所述显示将被修改的方式动态地变化。这一般可以包括当一个对象在屏上移动时以减少的分辨率来显示，而静止时以完全的分辨率显示它。为此目的，所述系统可以采用多级显示质量。一般，这包括文件对象的预构建的、低分辨率的位图表示、和/或动态地构建并被调节的位图，无论使用还是没有使用内插法。该方法提供一种高度响应的显示，它能最好地使用有效存储/带宽。
具体实现本发明的第一方面的方法在图2A和2B中被示出。
当在所述系统内启动重新绘制请求时，需要重新呈现和显示当前帧的全部或一部分。重新呈现所述帧的处理可能占用大量时间。
参看图2A，当启动重新绘制请求100时，使用所述文件的或者部分所述文件的一个或多个减少分辨率(″缩略图″)的位图，来立即更新所述输出帧(102)，所述位图表示被调节到接近所重新绘制的显示的所要求内容。在图1的系统8中，为此目的所采用的位图表示可以由所述解析模块/呈现模块18预先构造并被存贮，以便可以响应于重新绘制请求来使用。所述重新绘制的显示的近似可以比所述显示的完全重新呈现更迅速地产生，在完成重新呈现期间提供-暂时的显示。在图2A的实施例中，所述显示的完全重新呈现(104)与所述近似的重新绘制102并行执行，并且它一旦完成(106)就替换该暂时的显示。当完成所述完全重新呈现104时，所述方法可以包括所述近似暂时显示的一个或多个另外的中间更新108。这些中间的更新可以渐进地″美化″所述暂时的显示(即提供最终显示的连续渐佳逼近)；例如通过使用更佳质量调节的位图、和/或通过在所述位图上叠加对象的矢量轮廓。
图2A的方法还使得所述重新绘制处理可以被一个新的重新绘制请求(110)中断。所述重新呈现处理104可以被简单地停止，而该系统处理所述新的重新绘制请求，如前所述。
图2B示出了一个替换的实施例，其中一重新绘制请求112后面跟随一个如前所述的基于近似缩略图的重新绘制114，而在该近似重新绘制之后连续地跟随该全帧重新绘制116(而不是在图2A中的并行进行)，以产生最终的完全分辨率显示118。该处理也可以被一新的重新绘制请求在任何阶段中断。
图2A和2B的方法可以被应用于所有类型的重新绘制请求，包括屏幕重建、滚动、全景展开和图象缩放(图形变比)。
图3图解了一种变比/缩放缩略位图的优选方法。由所述系统在如前所述的文件处理的先前的某一阶段创建和存贮一个基本的位图120。假定要求依据某个任意的系数(例如依据一个系数4.4)缩放所述位图，以两个阶段调节所述基本的缩略图120：首先，依据一个分数量调节所述缩略图(122)，所述分数量对应于将所述最终的调节系数除以其整数部分(在该例子中，4.4除以4等于1.1)，然后依据一个整数量调节所述缩略图(124)，所述整数量对应于所述最终的调节系数的整数部分(即在该例子中为x4)。这比4.4的单一阶段图象缩放更快速，代价是些微地增加存储要求。
如上所述的调节操作可以使用或者没有使用内插法(interpolation)来执行。图3显示被内插的最终图象缩放的位图124，以提供16×16的分辨率，与原始的8×8位图120相比较。内插法可以使用任何众所周知的内插法来执行。
能够处理透明的对象是图1中所述系统的一个重要的特点。然而，这要求在形状处理器22中使用离屏缓存，以便组合一最终输出帧。一般，如图4A所示，一常规的离屏缓存器130将覆盖一个比所述直接显示区域更大的区域，在缓冲区内允许做有限度的全景展开/滚动，但当所要求的显示超出这些界限移动时，必须对整个缓存器重新定中心和重新构造。这要求在该缓存器内进行块复制操作，并重新绘制剩余的“不洁矩形(dirty rectangle)”(132)，然后将所更新的缓存器内容块复制到屏幕134上。
根据本发明的第二方面，如图4B中所示，通过将该缓存器的内容定义为一个拼块阵列，并附标在一个有序表中，来改进这样的缓存处理的效率。每一拼块包括一固定尺寸(例如32×32或者64×64)的位图，并可以被认为是一个″小缓存器″。当所要求的显示视图在该缓存区外移动时，那么仅仅需要丢弃那些不再需要的拼块、构造新的拼块来覆盖新的显示区域并更新所述拼块列表(138)。这比常规的缓存处理更快速并且更高效，因为不要求在所述缓存器内进行块复制，并且没有要求移动或者复制物理存储器。
可以全局使用所述拼块方案，以便为所有的文件和屏幕重新绘制操作提供一个拼块放置场(tilepool)。这些拼块被用来高速缓冲文件离屏并提供快速的、高效的视图全景展开和重新定中心。
所述拼块放置场的使用还提便于对存储器和处理器资源的更高效的利用。图5A示出常规的离屏缓存方法(涉及具有任意的不可预测尺寸的数据块)怎样由于不可预测的邻近块分配要求而导致存储器的分段存储(fragmentation)。缓存操作要求的存储块与处理器存储管理单元(MMU)块不匹配，以致存储器的重新分配变得低效率、要求大量物理存储器复制操作，并且削弱了高速缓存一致性。通过使用固定的、预定大小的拼块，存储需求变得更加可预测，以致存储器和处理器资源可以被更有效地使用和管理，分段存储可以不受限制而不会影响适用性，而对于多种缓存操作，对存储器复制操作的需要可以被基本上消除。理想地是，所述拼块大小被选择为符合处理器MMU块大小。
图5C图示了一个用于管理拼块放置场内的拼块的优选方案。拼块号码零总是被保留用于构造每一个新拼块。一旦已经构造了一个新的拼块，则使用下一有效空闲号码对其重新编号(即所述拼块放置场可以容纳最多n个拼块，所分配的拼块地址的号码被限制到n-1)。在该拼块放置场重新编号失败的情况中，当所述拼块放置场已满而没有更多空闲的拼块时，所述新的拼块0被直接写到屏幕上，并开始一个后台处理(进程活动)，用于无用单元的收集(例如识别和除去″过期的″拼块)和/或分配额外的拼块地址。这提供了一个用于处理资源分配故障的适应机制。
所述拼块方案便于并行处理，如图6所示。一组拼块的处理可以被分派在多个并行处理之间(例如在图1中的形状处理器22的多个实例中间)。举例来说，一组拼块1-20可以被根据所述拼块的屏幕位置分派，因此所述拼块1-10的处理由一处理器WASP-A处理，而拼块11-20的处理由第二处理器WASP-B处理。因此，如果一重新绘制指令要求重新绘制拼块1-3、7-9和12-14，那么由WASP-A处理拼块2-4和7-9，而由WASP-B处理拼块12-14。另一方式是，该组拼块可以被根据所述拼块在一拼块存储器映象中的位置分派，将该拼块存储器分为用于由WASP-A处理的存储器A和用于由WASP-B处理的存储器B。
所述拼块方案便于使用多重缓存和离屏高速缓冲(off-screencaching)。它还便于以软件实现可中断的重新绘制功能(例如以便可以响应于用户输入，中断当前重新绘制并开始一新的重新绘制)、高效的色彩/显示转换和抖色(dithering)、整个显示的快速90度(纵向/横向)旋转，并减少单独的对象需要的重新绘制存储器。拼块还使得内插位图调节更快速并且更高效。应该理解的是，诸如图1的系统可以采用公共的拼块放置场，用于数据处理系统的所有操作系统/GUI以及应用程序显示功能。
应该理解的是，本发明的第二方面的所述拼块方法可以方便地与本发明的第一方面的所述重新绘制方法结合。
根据本发明的第三方面，一个文件的处理包括将被查看的文件的每一页面分为若干个区域(这可能涉及在图1的所述系统8中，所述呈现模块/解析模块18和形状处理器22的交互作用)，如图7所示。每一区域A、B、C、D与包含在区域内或者与区域重叠的所有对象1-8的列表相关联。因此，可以根据这些区域处理重新绘制，以致所述系统仅仅需要处理与受重新绘制影响的相关区域相关联的对象。该方法便于并行处理，并且改善效率和减少冗余。区域的使用还便于使用所述系统、以产生用于不同的显示设备的不同的输出(例如用于产生由一组独立的显示屏幕显示的合成的/拼成的输出)。
如图8所示，如果不使用分区，任何与阴影区域142有关的屏幕更新会要求检查八个对象1至8中的每一个，以查看所述对象的边界框是否贯穿所述区域142，以便确定是否需要绘制此对象。利用分区，可以首先确定哪些区域贯穿区域142(在该例子中仅仅有区域D)，其次，确定哪些对象贯穿相关的区域(在该情况下仅仅是对象2)，然后仅仅需要检查那些贯穿相关区域的对象的边界框是否还贯穿了所述区域142。在很多情况下，这将会大大地减少涉及抽取对象并与所关心区域142比较的系统开销。
应该理解的是，这种分区在一些情况下可能几乎没有好处(例如在一极端情况下，页面上的所有对象贯穿该页面的所有区域)；区域大小和一般的对象大小之间的关系在这方面可能是重要的。为了确定应用于一特定的页面的任何分区的本质，可以采用一算法分析页面内容并确定一分区方案(区域的编号、大小与形状)，该方案可以为此页面有效地采用。然而对于通常包括许多小的、本地群集的对象的一般页面内容，将页面任意分为若干区域很可能产生显著的好处。
如上所述的分区和拼块方案在原理上是独立的，但可以被方便地组合起来；即区域可以与一个或多个拼块相互关联。此外这有助于并行性以及系统资源的优化使用。
再次参看图1，该系统最好采用与设备无关的色彩模式，适合的亮度/色度模式，诸如CIE L*a*b*1976模式。这减少了图形对象中的冗余，改善了数据可压缩性，并且改善了在不同的输出设备之间的色彩输出的一致性。基于对形状处理器22的设备相关的控制输入44，可以应用设备相关的色彩校正。
图1示出的系统具有一输入端和一输出端，在该输入端接收源字节流，在该输出端输出来自该系统的最终输出帧24。然而，应该理解的是，该系统可以包括在其他中间阶段的中间输入和输出，诸如为了取出数据内容或者为了存储/转换在处理的过程中产生的数据。
根据本发明的第四方面的数字文件处理系统可以被以多种不同的方式结合到各种类型的数据处理系统和设备中，还可以被结合到外围设备中。
在一通用数据处理系统(″主机系统″)中，本发明的系统可以与所述主机系统的操作系统和应用程序并列合并，或者可以被完全地或者部分地合并到所述主机操作系统里。
举例来说，本发明的系统能够实现在具有LCD显示器的便携式数据处理装置上快速显示各种类型的数据文件，而无需要求使用浏览器或者应用程序。为了便携性，这类数据处理装置要求尺寸小、低功率的处理器。一般，这要求使用被设计到ASIC(专用集成电路)中的高级RISC型核心处理器，以便所述电子器件封装是尽可能小型的和高度集成的。这类设备还具有有限的随机存取存储器，并且一般没有非易失性的数据存储(例如硬盘)。常规的操作系统模式，例如在标准台式计算系统(PC)采用的操作系统模式，要求大功率的中央处理器和大容量存储器，用以处理数字文件并产生有用的输出，而且是完全不适用于这类数据处理装置。具体来讲，常规系统不提供以一集成方式对多文件格式的处理。相形之下，本发明可以对所有文件格式采用公共的处理与传递途径，从而提供一个高集成的文件处理系统，它在功率消耗和系统资源的利用方面是极其有效的。
本发明的系统可以被集成在便携式数据处理装置的BIOS级，以便允许用比常规系统模式低得多的系统开销进行文件处理与输出。另一方案是，本发明可以被实现在仅仅高于传输协议栈的最低系统级。举例来说，所述系统可以被合并到一网络设备(卡)或者系统中，以提供网络业务的嵌入处理(例如在TCP/IP系统中的分组级工作)。
在一具体设备中，本发明的系统被配置为用一预定组数据文件格式和特定的输出设备运行；例如所述设备的直观显示单元和/或至少一种打印机。
可采用本系统的便携式数据处理装置的例子包括″掌上型″计算机、便携式数字助理(PDA，包括片型PDA，其中主要用户界面包括图形显示，用户直接依靠一指示笔设备用该图形显示来交互)、可访问因特网的移动电话及其他通讯装置等等。
所述系统还可以被合并到低成本数据处理终端中，例如增强的电话和″薄的″网络客户终端(例如具有有限的本地处理和存储资源的网络终端)，以及在可交互/可访问因特网的有线电视系统中使用的“机顶盒”。
当与一数据处理系统的操作系统集成时，本发明的所述系统还可以为操作系统(OS)形成一个新颖的图形用户接口(GUI)的基础。由所述系统处理和显示的文件可以包括交互特征，比如菜单、按钮、图标等等，这些特征向操作系统的底层功能提供用户界面。经过扩展，可以用系统″文件″来表达、处理和显示一个完整的OS/GUI。该OS/GUI可以包括具有多个″章节″的单一文件。
本发明的所述系统还可以被合并到外围设备中，例如硬备份设备(打印机和绘图仪)、显示设备(例如数字投影仪)、联网设备、输入装置(摄像机/扫描仪等等)以及多功能外围设备(MFP)。
当结合进一个打印机时，所述系统可以允许所述打印机接收来自主机数据处理系统的原始数据文件，并且准确地再现所述原始数据文件的内容，而无需由所述主机系统提供特定的应用程序或者驱动程序。这避免了为了驱动一特定类型的打印机而配置计算机系统。本系统可以直接地产生源文件的点映射图像，适用于由打印机输出(无论本系统被合并到打印机本身还是合并到主机系统中都可以)。类似的设想适用于其他硬备份设备，例如绘图仪。
当合并到一显示设备(例如一投影仪)中时，本系统还可以允许该设备准确地显示原始数据文件的内容，而无需使用主机系统上的应用程序或者驱动程序，也无需主机系统和/或显示设备的特定的配置。当这些类型的外围设备配备有本系统时，通过任何类型的数据通信网络，可以接收与输出来自任何源的数据文件。
根据以上所述，应该理解的是，本发明的系统可以是“硬件线路”；例如被实现在ROM中、和/或被集成到专用集成电路ASIC或者其他单片系统里，或者可以被实现为固件(可编程只读存储器，例如可擦写可编程只读存储器)，或者被实现为软件，被本地或者远端存贮并在一特定设备要求时被取出和执行。
不脱离本发明的范围，可以结合各种改善和修改。

Claims (39)

1、一种用于重新绘制图形数据的直观显示的方法，当前显示由此被更新的显示代替，包括：响应于重新绘制请求(100，112)，立即以该更新的显示的第一近似表示代替(102，114)该当前显示，产生(104，116)最终的更新显示，以及以该最终的更新显示代替该近似表示(106，118)，该方法特征在于：
所述第一近似表示包括至少一个位图(120)表示，其中，所述至少一个位图表示的分辨率小于在该最终的更新显示中所要求的分辨率，并且所述至少一个位图显示被调节(124)到接近所述更新显示的所要求的内容。
2、如权利要求1所述的方法，包括用所述更新显示的一个或多个连续改善的近似表示替换(108)所述第一近似表示，然后用所述最终的更新显示替代最后显示的近似表示。
3、如权利要求1所述的方法，其中，用所述第一和任何随后的近似表示对所述当前显示的替换(102，108)是与产生(104)所述最终的更新显示并行执行的。
4、如权利要求1所述的方法，其中，随后改善的近似表示包括所述更新显示的一个减少分辨率位图表示的所述缩放版本，在其上添加有矢量轮廓。
5、如权利要求1所述的方法，用于产生所述图形数据的可变直观表示，其中，通过将所述图形数据分为若干个固定的、预定大小的位图拼块(136)，将所述拼块存贮在离屏缓存器中的附标阵列中，并根据存储在所述离屏缓存器中的一组选定的所述拼块组合所述图形数据的所要求的直观表示，而来组合所述直观显示。
6、如权利要求5所述的方法，其中，通过以下步骤来更新所述图形数据的当前直观表示：
(a)从存储在所述离屏缓存器中的所述选定组中，除去多余的拼块；
(b)构建新的拼块，以覆盖没有被现有拼块所表示的所述更新显示的区域；
(c)增添新的拼块到所述选定组中(138)，替代所述离屏缓存器中的所述多余的拼快，以及更新所述附标阵列的标引；以及
(d)根据所述更新的阵列，组合所述更新的直观表示。
7、如权利要求5所述的方法，其中，所述拼块阵列表示来自多个源的图形数据。
8、如权利要求7所述的方法，其中，所述多个源包括在一数据处理系统上运行的应用程序以及所述数据处理系统的操作系统。
9、如权利要求5所述的方法，包括并行处理所述拼块的子集。
10、如权利要求1所述的方法，用于处理数字文件，以便产生所述图形数据的直观表示，所述文件包括被排列在至少一个页面上的若干个图形对象(1-8)，所述方法包括将所述文件分为若干区域(A-D)，并为每一区域产生包含在所述区域内并覆盖所述区域的对象的列表。
11、如权利要求10所述的方法，其中，所述文件之一部分的直观表示是通过以下步骤产生：确定哪些所述区域(A-D)贯穿所述文件的所述部分；确定与贯穿所述文件的所述部分的所述区域相关联的一组所述对象(1-8)；以及处理所述对象组以产生所述直观表示。
12、如权利要求10所述的方法，用于产生所述图形数据的可变直观表示，其中，通过将所述图形数据分为若干个固定的、预定大小的位图拼块(136)，将所述拼块存贮在离屏缓存器中的附标阵列中，并根据存储在所述离屏缓存器中的一组选定的所述拼块组合所述图形数据的所要求的直观表示，而来组合所述直观显示，其中，所述区域(A-D)中的每一个对应于所述拼块的至少一个(136)。
13、如权利要求1所述的方法，其中，以该更新的显示的第一近似表示代替(102，114)该当前显示的步骤包括：所述当前显示的至少一部分被该显示的那部分之更新的近似表示所代替。
14、如权利要求1所述的方法，其中，通过使用内插法将位图从第一分辨率(120)调整到第二分辨率(124)，来更新该位图的视图。
15、一种数字文件处理系统，包括：
一输入单元(11)，用于接收输入字节流，所述输入字节流以若干个预定数据格式之一表示源数据(10，10a，10b)；
一解释单元(12)，用于解释所述字节流；
一转换单元(12)，用于将根据所述字节流解释的内容转换为一个内部表示数据格式(14)；以及
一处理装置(18，22)，用于处理所述内部表示数据，以产生适用于驱动一输出设备(26)的输出表示数据(24)；
其中，该处理装置(18，22)响应于重新绘制请求(100，112)，立即以更新的显示的第一近似表示代替(102，114)当前显示，产生(104，116)最终的更新显示，以及以该最终的更新显示代替该近似表示(106，118)；其中，所述第一近似表示包括至少一个位图(120)表示，其中，所述至少一个位图表示的分辨率小于在该最终的更新显示中所要求的分辨率，并且所述至少一个位图显示被调节(124)到接近所述更新显示的所要求的内容。
16、如权利要求15所述的系统，其中，所述源数据(10，10a，10b)定义数字文件的内容和结构，其中所述内部表示数据(14)用定义若干个数据类型的类属对象和定义类属对象的特定实例的性质的参数来描述所述结构，并独立于所述内容。
17、如权利要求16所述的系统，进一步包括一个类属对象类型库(16)，所述内部表示数据(14)基于所述库的内容。
18、如权利要求16所述的系统，包括一解析和呈现模块(18)，适用于根据对所述解析和呈现模块的第一控制输入(40)，产生至少一部分所述内部表示数据(14)的特定视图的、基于对象和参数的表示(20)。
19、如权利要求18所述的系统，进一步包括一形状处理模块(22)，用于从所述解析和呈现模块(18)接收所述特定视图的、基于对象和参数的表示(20)，并用于将所述基于对象和参数的表示(20)转换为适用于驱动特定输出设备(26)的输出数据格式(24)。
20、如权利要求19所述的系统，其中，所述形状处理模块(22)根据定义对象之边界的边界框、定义由所述边界框界定的对象的实际形状的形状、所述对象的所述数据内容和所述对象的透明度来处理所述对象。
21、如权利要求20所述的系统，其中，所述形状处理模块(22)适用于对所述对象的边缘采用灰度级防叠处理。
22、如权利要求19所述的系统，其中，所述形状处理模块(22)具有流水线结构。
23、如权利要求16所述的系统，其中，所述对象参数包括空间参数、物理参数以及时间参数。
24、如权利要求15所述的系统，其中，所述系统采用基于色度/亮度的色彩模式来描述色彩数据。
25、如权利要求15所述的系统，其中，所述系统适合于完全或者部分多重并行执行过程，用于处理来自一个或多个数据源的一组或多组源数据，以及产生一组或多组输出表示数据。
26、如权利要求15所述的系统，还包括用于产生交互直观显示的图形用户接口。
27、一种用于数据处理和/或存储的硬件设备，所述硬件设备包括如权利要求15至26中任一项所述的数字文件处理系统。
28、如权利要求27所述的硬件设备，进一步包括一核心处理器系统。
29、如权利要求28所述的硬件设备，其中，所述核心处理器是RISC处理器。
30、一种数据处理系统，包括如权利要求15至26中任一项所述的数字文件处理系统。
31、如权利要求30所述的数据处理系统，其中，所述数据处理系统包括便携式数据处理装置。
32、如权利要求31所述的数据处理系统，其中，所述便携式数据处理装置包括无线远程通信装置。
33、如权利要求30所述的数据处理系统，其中，所述数据处理系统包括网络用户终端。
34、一种与数据处理系统结合使用的外围设备，包括如权利要求15至26中任一项所述的数字文件处理系统。
35、如权利要求34所述的外围设备，其中，所述外围设备是直观显示设备。
36、如权利要求34所述的外围设备，其中，所述外围设备是硬备份输出设备。
37、如权利要求34所述的外围设备，其中，所述外围设备是输入设备。
38、如权利要求34所述的外围设备，其中，所述外围设备是网络设备。
39、如权利要求34所述的外围设备，其中，所述外围设备是多功能外围设备。
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