DE10117030C2 - Verfahren zur Darstellung von bildhaft strukturierten Informationen auf einem Bildschirm - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Wiedergabe von in einem Speichermedium hinterlegten, komplexen, bildhaft strukturierten Informationen, insbesondere von elektronisch oder magnetisch gespeicherten Bau-, Verrohrungs- und/oder Schaltplänen oder sonstigen Konstruktionsplänen, auf einem Bildschirm, der an eine mit dem Speichermedium gekoppelte Re­ chenanlage angeschlossen ist.

Vor der Erfindung und Verbreitung elektrischer und insbeson­ dere elektronischer Schaltkreise oblag die Steuerung und Re­ gelung der verschiedensten Maschinen und Anlagen besonders geschultem Personal, während andere, komplexe Aufgaben bspw. in Ermangelung einer ausreichenden Präzision noch gar nicht mechanisierbar waren. Daher waren die vorhandenen Maschinen zumeist nicht miteinander gekoppelt und hatten außerdem einen vergleichsweise einfachen Aufbau, so dass keine komplizierten Schaltpläne zu erstellen waren. Mechanische Konstruktionsplä­ ne, architektonische Baupläne ud. dgl. wurden auf großforma­ tige Papier- oder Pergamentböden gezeichnet. Mit zunehmendem Fortschritt wurde einerseits die Maschinenkonstruktion infol­ ge einer zunehmenden Miniaturisierung immer aufwendiger, an­ dererseits wurde durch die Verbreitung von elektrischen Schaltungen und insbesondere den Einsatz von Transistoren und Mikroprozessoren die Delegation von Steuerungs- und Rege­ lungsaufgaben von dem Überwachungspersonal auf entsprechende Geräte ermöglicht, wobei u. a. auch Kopplungen unterschiedli­ chen Maschinen bspw. einer Fertigungslinie vorgenommen wer­ den, so dass moderne Produktionsanlagen sich nur noch mit ei­ nem immensen Aufwand auf einem einzigen Plan darstellen lie­ ßen, der bspw. die Größe eines Werbeplakates oder noch größer aufzuweisen hätte. Andererseits hat wiederum die zunehmende Verbreitung von elektronischen Speichermedien dazu geführt, dass viele Pläne heutzutage überhaupt nicht mehr mit Tusche od. dgl. auf einem Papier oder papierähnlichen Substrat auf­ gezeichnet werden, sondern direkt als elektronische Datei er­ zeugt werden. Diese hat andererseits den Vorteil, dass sie innerhalb eines Computernetzwerks problemlos von einem Compu­ ter zu einem anderen übertragen werden kann. Jedoch besteht das Problem nun darin, die immense Informationsfülle eines Schalt- oder Konstruktionsplanes auf der begrenzten Fläche eines Bildschirms etwa von DIN A4-Format darzustellen.

Man ist hierbei dazu übergegangen, die umfangreiche Informa­ tion eines gesamten Anlagenplanes in Teile aufzutrennen, die jeweils für sich genommen auf einem Bildschirm etwa vom DIN A4-Format darstellbar sind. Jeder Teilplan bildet sozusagen ein Steinchen eines Mosaiks, so dass nur die Gesamtheit aller Teilpläne den vollen Informationsgehalt vermitteln kann. Die­ se Vorgehensweise ist jedoch wenig anschaulich, da zwischen den einzelnen Teilplänen nur hin- und hergeschalten werden kann, und oftmals lassen diese sich gar nicht aneinander set­ zen, wenn alle Verbindungen zwischen den unterschiedlichen Teilplänen berücksichtigt sind. Dies ist bspw. dann der Fall, wenn die auf einen Teilplan enthaltenen Elemente mit mehr als vier anderen Planteilen zusammenwirken bzw. kommunizieren, so dass nur eine dreidimensionale, teilweise Überlappung der einzelnen Planteile den vollständigen Informationsgehalt ver­ mitteln könnte. Es ist einleuchtend, dass es selbst für einen geübten Fachmann ein Problem darstellt, sich in einer derar­ tigen Vielzahl von Teilplänen zurecht zu finden, bspw. wenn bei einer komplexen Anlage ein Fehler gefunden werden soll.

Hier schafft auch die Lehre nach der DE 100 35 428 A1 keine Abhilfe. Diese betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anzeigen von interaktiven Bitmap-Bildern innerhalb eines Anzeigeraums. Hier wird nur der Wiedergabemaßstab eines Bil­ des verändert, ohne jedoch die Bildinformation an den geän­ derten Maßstab anzupassen. Dies führt bei einer Verkleinerung des Bildes (Übersichtsbild) aufgrund der beschränkten Auflö­ sung eines Bildschirms zu einer völlig unübersichtlichen Dar­ stellung, so dass gerade die bei einem Gesamtbild angestrebte Darstellung der Grundstruktur verlorengeht.

Ähnliches gilt für das US-Patent 5,883,619, das ein Verfahren zum Scrollen (Verschieben) eines Bildschirmfensters über die Bildinformation mittels einer speziellen Steuerung offenbart. Auch hier ist zwar ein Zoomen möglich, wobei jedoch ebenfalls die Bildinformation unverändert bleibt.

Der Druckschrift DE 198 37 510 A1 ist ein Verfahren zur Ver­ änderung des Maßstabs einer Darstellung zu entnehmen, wozu ein spezielles Bedienelement vorgesehen ist. Dieses wohl he­ belförmige Teil ist drehbar, in axialer Richtung reversibel bewegbar und besitzt zwei translatorische Freiheitsgrade. Durch Drehung des Bedienelements wird der Maßstab beein­ flusst. Unabhängig von dem Maßstab können andere Informatio­ nen eingeblendet werden, bspw. eine Bedienungsanleitung an­ stelle einer Innenraumaufnahme eines Fahrzeugs. Dies wird durch axiale Bewegung (Drücken) des Bedienelements bewirkt. Hier sind die unterschiedlichen Informationen unabhängig von­ einander und werden bei jedem Maßstab ausgetauscht. Die damit verfolgte Absicht ist weniger eine detailliertere Darstellung eines Elements als vielmehr die Anzeige weiterführender In­ formationen zu einem zunächst bildhaft wiedergegebenen, aus­ wählbaren Elements. Demnach wird auch hier bei einer Verklei­ nerung der Darstellung der Informationsgehalt nicht beein­ flusst, so dass sich bei einer reinen Maßstabsveränderung wiederum eine nicht lesbare und damit unnütze Gesamtdarstel­ lung ergibt.

Dasselbe trifft auf die Lehre der DE 41 07 891 A1 zu. Dort wird ein Verfahren zum horizontalen und/oder vertikalen Ver­ schieben des auf einem Bildschirm dargestellten Ausschnittes eines ursprünglich größeren Bildes vorgeschlagen. Dabei steht weniger die Zoom-Funktion als vielmehr das Scrollen im Vor­ dergrund. Eine substantielle Änderung der Bildinformation ist nicht vorgesehen.

Schließlich beschreibt Michael Hahner in "Das große AutoCAD- Buch", Düsseldorf 1990, auf den Seiten 16, 17, 24-37 sowie 782-­ 791 ein vektororientierte Programm für die computerunter­ stützte Entwicklung (CAD), die zu dessen Anwendung erforder­ liche Hardware sowie Eigenschaften und Verwendung des übli­ chen ZOOM-Befehls, wobei der Bildmaßstab ohne Veränderung der Bildinformation variiert wird. Ein derartiges "Zoomen" würde bei komplexen Schalt- oder sonstigen Plänen nicht sinnvoll einsetzbar sein, da sich bei einer Verkleinerung der Darstel­ lung kein übersichtliches Bild ergibt.

Aus diesen Nachteilen des beschriebenen Stands der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, eine Mög­ lichkeit der Darstellung komplexer, bildhafter Informationen auf einem Bildschirm zu schaffen, die so anschaulich ist, dass eine Person sich einerseits in einem kürzestmöglichen Zeitraum auf einem derartigen Plan zurechtfinden kann, ande­ rerseits aber auch zu einem, mehreren oder allen dargestell­ ten Elementen detaillierte Informationen erhalten kann.

Die Lösung dieses Problems gelingt dadurch, dass unabhängig von dem Darstellungsmaßstab m stets die gesamte Fläche F_b der bildhaft strukturierten Information visualisierbar ist, ggf. durch Verschieben des auf dem Bildschirm oder -fenster dar­ stellbaren Bildausschnittes F_bs ≦ F_b, wobei die dargestellte Information bei einer Vergrößerung des Maßstabes m, d. h., ei­ ner Streckung der auf dem Bildschirm oder -fenster darge­ stellten, bildhaft strukturierten Information bei gleichzei­ tiger Verkleinerung des sichtbaren Bildausschnittes, bis zu einer maximalen Informationsdichte vervollständigt wird, und wobei verschiedene Bildinformationen (ggf. in modifizierter Form) in allen Maßstabsbereichen vorhanden sind (allgemeine oder strukturelle Informationen), andere Bildinformationen dagegen nur in den Bereichen großen Maßstabs (Detailinforma­ tionen).

Im Gegensatz zum Stand der Technik wird solchermaßen jede auch noch so komplexe Anlage in einem zweidimensionalen Plan dargestellt. Indem der Maßstab dieses Planes während der Wie­ dergabe verändert werden kann, lassen sich an besonders wich­ tigen bzw. interessanten Punkten Zusatzinformationen visuell sichtbar machen, die bei der Gesamtdarstellung aus Platzgrün­ den entfallen müssen. Um aber bei derartigen Detaildarstel­ lungen nicht den Bezug zu Nachbarelementen zu verlieren, sind auch bei vergrößertem Maßstab alle Elemente des betreffenden Planes visualisierbar, indem der Bildschirmausschnitt belie­ big verschiebbar ist. So kann man bspw. bei einem elektri­ schen Schaltplan unschwer eine elektrische Verbindungsleitung finden, indem man ein damit angeschlossenes Bauteil durch Vergrößerung des Maßstabes und geeignetes Verschieben des Bildausschnittes aufsucht. Sodann lässt sich bei großem Maß­ stab die betreffende Leitung durch Verschieben des Bildaus­ schnittes beliebig bis zu einem weiteren, angeschlossenen Teil verfolgen, wobei diese kontinuierlich sichtbar bleibt, so dass keine weiteren Zuordnungsprobleme auftreten. An dem gefundenen Verbindungsbauteil kann bspw. der Maßstab wieder verringert werden, um dieses in die Gesamtanordnung logisch einzuordnen. Wie man sieht, ist diese Vorgehensweise viel an­ schaulicher und dadurch einfacher als das bisher übliche Um­ schalten von einem Teilplan zu einem anderen, wo sodann die betreffende Leitung zunächst wieder gesucht werden muss. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, ein gegenüber dem Bild­ schirm flächenmäßig verringertes Fenster mit einem erhöhten Maßstab über den Bildschirmhintergrund verschiebbar zu ges­ talten, so dass sich ein Lupeneffekt ergibt, der das Hervor­ heben einzelner Bildausschnitte noch zusätzlich dadurch er­ leichtert, dass durch die Anordnung des Fensters gegenüber dem Bildschirmhintergrund gleichzeitig eine Information dar­ über enthalten ist, wo der betreffende Detailausschnitt auf dem Gesamtplan zu finden ist. Ein derartiger Lupeneffekt kann weiterhin dadurch verstärkt werden, dass in dem Randbereich eines derartigen Vergrößerungsfensters eine Übergangszone ge­ schaffen ist, wo der Maßstab kontinuierlich ändert und stetig von dem vergrößerten Wiedergabemaßstab in dem Detailfenster zu dem kleineren Hintergrundmaßstab m_h übergeht. Sofern in einem derartigen Übergangsbereich gar eine partielle Stau­ chung des Maßstabes (m < m_h) erfolgt, können einzelne Leitungs- oder Rohrverbindungen von der vergrößerten Detaildarstellung direkt bis in den Hintergrundplan zurückverfolgt werden. Da­ mit sich solchenfalls in Randbereichen mit gedrängter Dar­ stellung keine verwirrenden Eckbereiche ergeben, empfiehlt es sich solchenfalls, ein rundes, vorzugsweise kreisförmiges Fenster zu verwenden und dem Randbereich eine entsprechende, vorzugsweise kreisringförmige Gestalt zu verleihen. Solchen­ falls kann der Maßstab einfach als Funktion des Abstandes r vom Zentrum des betreffenden Fensters festgelegt werden. So­ fern hierbei die Nebenbedingung

mit
m_h = Maßstab des Bildhintergrundes
r_f = äußerer Rand des kreisförmigen Fensters im Bildformat
eingehalten wird, so schließt sich die Bilddarstellung am äu­ ßeren Rand des Fenster nahtlos an die Hintergrund-Bilddar­ stellung an. Eine Umrandung des Fensters muss solchenfalls überhaupt nicht eingeblendet werden. Durch die nachträgliche Informationsverdichtung können Detailinformationen, bspw. in einen Plan eingetragene Parameter einzelner Komponenten, etc. für die Detailmaßstäbe vorbehalten sein, während diese Infor­ mationen bei den gröberen Übersichtsdarstellungen vollständig weggelassen werden, da sie hierbei ohnehin nicht mehr ables­ bar sind und stattdessen nur die Übersichtlichkeit beein­ trächtigen. Bei schriftlich wiedergegebenen Informationen ist es darüber hinaus auch möglich, innerhalb bestimmter Maß­ stabsbereiche die Schrift unverändert zu lassen, so dass sie stets deutlich lesbar ist. Dies kann dadurch erreicht werden, dass diese schriftlichen Informationen in eigenen Speicherbe­ reichen festgehalten sind und bei einer maßstäblichen Verän­ derung des Bildschirmausschnittes unverändert in den Bild­ schirmspeicher kopiert werden.

Indem der Darstellungsmaßstab

mit
U_b = Bildumfang
U_bs = Umfang des Bildschirms oder eines Bildschirmfensters
zwischen zwei Grenzen m_min (≈ 1, Übersichtsbild) und m_max (< 1, Detailausschnitt) veränderbar ist, wird die zur Verfügung stehende Bildschirmfläche stets optimal genutzt.

Es hat sich als günstig erwiesen, dass eine Navigation durch die gesamte, bildhaft strukturierte Information mittels einer Maßstabsverstellfunktion sowie je einer Vertikal- und Hori­ zontalverschiebefunktion für den aktuellen Bildausschnitt er­ folgt. Hierbei lässt sich mit den Verschiebefunktionen jeder Bereich des Planes bzw. Bildes in den Mittelpunkt des Bild­ schirms bzw. Fensters rücken und sodann mittels der Maßstabs­ verstellfunktion auf das gewünschte Maß vergrößern, um die betreffenden Informationen dieses Bildteiles vollständig aus­ lesen zu können.

Erfindungsgemäß ist weiterhin für jede Verstell- bzw. Ver­ schiebefunktion je eine Eingabemöglichkeit für eine Vergröße­ rung und eine Verkleinerung des betreffenden Parameters vor­ gesehen. Durch Wahl getrennter Eingabemöglichkeiten für die verschiedenen Funktionen sind diese voneinander völlig unab­ hängig, so dass sich jeder Bereich des Bildes in jedem zuläs­ sigen Maßstab wiedergeben lässt. Obzwar die Eingabe auch an­ hand der Absolutwerte der betreffenden Parameter erfolgen könnte, hat es sich als einfacher erwiesen, jeweils relative Verstellbefehle einzugeben, da dies dem Wunsch eines Betrach­ ters - "weiter nach rechts", "größer" - stärker entgegen­ kommt.

Vorzugsweise ist die Eingabemöglichkeit zur Maßstabsverstel­ lung mittels zweier Tasten realisiert, deren Betätigung eine (inkrementale) Vergrößerung oder Verkleinerung des Maßstabs zur Folge hat. Es handelt sich hierbei um eine Realisierung der oben beschriebenen Relativ-Verstellung, wobei jeder der­ artigen Taste in jedem Zustand der Darstellung eine immer konstant bleibende Bedeutung zukommt wie "Bildausschnitt nach rechts verschieben" oder "Darstellungsmaßstab vergrößern". Die Bedienung dieser Tasten ist äußerst einfach, so dass sich jede beliebige Person mit der erfindungsgemäßen Darstellungs­ weise ohne langwierige Lernphase zurecht findet.

Es hat sich bewährt, dass die Eingabemöglichkeit zur Maß­ stabsverstellung mittels eines Drehelementes realisiert ist, dessen Winkelstellung dem gewünschten Maß entspricht, oder dessen Winkelgeschwindigkeit oder -beschleunigung eine (pro­ portionale oder inkrementale) Vergrößerung oder Verkleinerung des Maßstabs zur Folge hat. Derartige Drehelemente lassen im Allgemeinen Verdrehungen in beiden Richtungen zu, wobei un­ terschiedlichen Drehrichtungen entgegengesetzte Verstellungen des Maßstabes zugeordnet werden können. Dadurch lässt sich gegenüber der Tastenversion die Eingabemöglichkeit zur Ver­ stellung des Maßstabs auf ein einziges Element reduzieren, das ggf. mit einem einzigen Finger bedient werden kann. Auch mit einem derartigen Drehelement ist einerseits die absolute Eingabe des betreffenden Maßstabes bspw. nach Art eines Po­ tentiometers möglich, wobei der gesamte Maßstabsbereich von m_min, bis m_max auf den solchermaßen begrenzten Drehbereich eines Pontentiometers abgebildet wird, oder es erfolgt eine Bestim­ mung der Relativverdrehung, wobei die Winkelbeschleunigung oder -geschwindigkeit gemessen und als Befehl für eine ent­ sprechende Verstellung des Maßstabes herangezogen wird.

Weitere Vorzüge ergeben sich dadurch, dass die Eingabemög­ lichkeiten für die Vertikal- und Horizontalverschiebung des Bildausschnittes miteinander kombiniert sind, bspw. in Form einer Computermaus. Solchenfalls kann ein Verschiebevektor einer derartigen Computermaus gegenüber der betreffenden Grundlage, bspw. Tischoberfläche, in einen entsprechenden Verschiebevektor für den Bildausschnitt gegenüber dem Bild­ hintergrund umgesetzt werden. Hierdurch wird die Bedienung weiter vereinfacht, da solchenfalls der Wunsch einer Bedien­ person, den Bildausschnitt bspw. weiter nach links zu ver­ schieben, dem Computer einfach durch eine entsprechende Bewe­ gung der Computermaus mitgeteilt werden kann.

Die Erfindung bietet die Möglichkeit, dass die Eingabetasten oder das Drehelement zur Veränderung des Maßstabs an der Com­ putermaus angeordnet sind. Solchenfalls sind alle Bedienfunk­ tionen zur Steuerung des aktuellen Bildausschnittes in einem einzigen, handlichen Eingabegerät zusammengefasst, und eine Bedienperson kann mit nur einer Hand jeden beliebigen Teil des betreffenden Bildes in jedem beliebigen Maßstab sichtbar machen. Solchenfalls bleibt eine Hand frei, die es der be­ treffenden Person erlaubt, sich bspw. Notizen zu bestimmten Teilen des Planes zu machen.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass mit der Maßstabsver­ stellfunktion und/oder der Vertikal- und Horizontalverschie­ befunktion für den aktuellen Bildausschnitt eine nahezu infi­ nitesimale Veränderung des aktuellen Bildausschnittes möglich ist. Damit lässt sich ein kontinuierlicher Übergang von einem ursprünglichen Darstellungszustand in einen modifizierten Zu­ stand realisieren, bspw. vergleichbar mit der Handhabung ei­ ner Lupe, die kontinuierlich von einem ersten Ort eines Kon­ struktionsplans bis zu einem zweiten Ort bewegt wird, oder die in ihrer Höhe gegenüber dem betreffenden Plan verändert wird, um den Abbildungsmaßstab zu beeinflussen. Die hierbei durchgeführten, dreidimensionalen Bewegungen einer Lupe wer­ den bei der erfindungsgemäßen Bildschirmdarstellung durch die verschiedenen Verstellfunktionen modelliert, so dass sich dem Anwender ein äußerst vertrautes "Handling" darbietet, das die Arbeit mit der erfindungsgemäßen Darstellungsweise weiter vereinfacht.

Die Erfindung zeichnet sich weiterhin aus durch eine zeitlich und/oder räumlich kontinuierliche Abfrage einer Eingabeein­ richtung für eine Verstellfunktion. Da bei der oben beschrie­ benen, infinitesimalen Veränderung des aktuellen Bildaus­ schnittes eine kurzzeitige Bewegung einer Eingabeeinrichtung noch nicht zu der angestrebten Enddarstellung führt, müssen die betreffenden Eingabeeinrichtungen über einen längeren Zeitraum hinweg betätigt, bspw. gedrückt gehalten werden. In­ nerhalb dieses Zeitraums wird von der betreffenden Rechenan­ lage der Zustand der Eingabeeinrichtungen ständig abgefragt, und so lange ein entsprechender Verstellbefehl gegeben wird, wird automatisch eine weitere, infinitesimale Veränderung des Bildausschnittes herbeigeführt, bis der gewünschte Bildaus­ schnitt erreicht ist und der Verstellbefehl beendet wird. Hierdurch ergibt sich eine sehr gefühlvolle und präzise Jus­ tiermöglichkeit des Bildausschnittes, die alle denkbaren Zwi­ schenstellungen erlaubt.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass mit der Maßstabsver­ stellfunktion und/oder der Vertikal- und Horizontalverschie­ befunktion für den aktuellen Bildausschnitt eine quantisierte Veränderung des aktuellen Bildausschnittes möglich ist. Hier­ bei sind mit quantisierten Veränderungen vor allem größere Maßstabssprünge bspw. in einer Größenordnung von etwa 5-20% oder noch mehr gemeint, bei denen sich die Bildinformation deutlicher ändert, die andererseits jedoch noch nicht so groß sind, dass die Bildinformation bspw. zu 100% ausgetauscht würde wie dies beim bisherigen Verfahren ist, wo zwischen völlig unterschiedlichen Teilplänen hin- und hergeschalten wird. Indem solchenfalls bspw. 80-95% der Bildinformation substantiell erhalten bleiben, ergibt sich trotz einer quan­ tisierten Verstellung des Bildausschnittes für den Betrachter ein "allmählicher" Übergang, der es ihm zu jedem Zeitpunkt erlaubt, bspw. anhand des überlappenden Informationsgehaltes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Darstellungen bspw. eine Strom- oder Rohrleitung von einem Ausgangspunkt bis zu ihrem Endpunkt zu verfolgen. Andererseits bietet diese zuletzt be­ schriebene Verstellmöglichkeit die Möglichkeit, in einem kür­ zesten Zeitraum größere Verstellbewegungen durchzuführen wie bei der oben beschriebenen, infinitesimalen Veränderung, an­ dererseits wird der Rechenaufwand und ggf. auch der benötige Speicherplatz deutlich reduziert, da die Anzahl der poten­ tiell unterschiedlichen Bildschirmdarstellungen drastisch ge­ senkt wird.

Die Erfindung lässt sich ergänzen durch eine auf dem Bild­ schirm sichtbare Markierung zum Hervorheben eines zu vergrö­ ßernden und/oder zu verschiebenden Bildbereichs. Diese Maß­ nahme dient der weiteren Beschleunigung der Navigation auf einem Übersichtsplan, indem bspw. ein interessierender Aus­ schnitt direkt markiert werden kann, ohne dass hierbei die Bildschirmdarstellung des Übersichtsplanes verändert würde. Dadurch ist die Möglichkeit eröffnet, der Rechenanlage auf kürzestem Weg mitzuteilen, welcher Ausschnitt des Gesamtpla­ nes überhaupt von Bedeutung ist. Anschließend kann der mar­ kierte Bildbereich bei Betätigen einer Eingabetaste vergrö­ ßert und/oder zentriert werden. Solchenfalls kann in einem kürzestmöglichen Zeitraum der relevante Teil der Gesamtdar­ stellung hervorgehoben und mit seinen Detailinformationen be­ trachtet werden.

Vorzugsweise wird die Bildstruktur zu Beginn der Darstellung ggf. erzeugt und in einen Bereich des Arbeitsspeichers ko­ piert. Dadurch werden die für eine Darstellung erforderlichen Berechnungen bspw. bei dem Aufruf des betreffenden Programmes durchgeführt, und anschließend liegt die Bildinformation bspw. in Form einer oder mehrerer Bitmaps in dem Arbeitsspei­ cher bereit, und die Rechenanlage kann je nach der gewünsch­ ten Darstellungsweise unterschiedliche Bereiche der solcher­ maßen erzeugten Gesamtdarstellung in den Bildspeicher kopie­ ren und dadurch den Bildausschnitt festlegen.

Der Erfindungsgedanke erlaubt eine Weiterbildung dahingehend, dass eine Verschiebung des Bildausschnittes durch eine ent­ sprechende, zeilen- bzw. spaltenorientiert verschobene Zuord­ nung der hinterlegten Bildstruktur zu dem Bildschirmspeicher erzeugt wird. Im Rahmen einer Bitmap kann die Adresse jedes Bildpunktes bspw. in einen höherwertigen Adressteil und einen niedrigerwertigen Adressteil unterschieden werden, wobei bspw. der höherwertige Adressteil der Zuordnung eines Bild­ punktes zu einer bestimmten Zeile, der niedrigerwertige Ad­ ressteil der Einordnung dieses Punktes in eine bestimmte Spalte dieser Zeile, dient. Solchenfalls entspricht einer Vertikalverschiebung des Bildausschnittes eine Verschiebung der Zuordnung zwischen Bitmap und Bildschirmspeicher um eine oder mehrere Zeilen, was anhand des höherwertigen Adressteils bewirkt werden kann. Entsprechend ist zur Verschiebung des Bildausschnittes in horizontaler Richtung ein den niedriger­ wertigen Adressteil beeinflussender Offset in die Zuordnung zwischen Bitmap und Bildschirmspeicher einzufügen. Der ver­ schobene Bildschirmausschnitt kann somit auf das modifizierte Kopieren eines Ausschnittes der Bitmap in den Bildschirmspei­ cher zurückgeführt werden.

Erfindungsgemäß kann eine Maßstabsänderung des Bildausschnit­ tes dadurch erzeugt werden, dass bestimmte, vorgegebene Spal­ ten und/oder Zeilen bei der Zuordnung der hinterlegten Bild­ struktur zu dem Bildschirmspeicher ausgelassen bzw. eingefügt werden. Indem bspw. jede fünfte Spalte und Zeile bei der Zu­ ordnung der Bitmap zu dem Bildschirmspeicher ausgelassen wird, kann der Maßstab um 20% reduziert werden, so dass nun ein flächenmäßig größerer Anteil der bildhaften Information auf dem Bildschirm oder einem Bildschirmfenster sichtbar wird. Umgekehrt ist eine Maßstabsvergrößerung durch (Wie­ der-)Einfügen von (ausgelassenen) Spalten und Zeilen zu er­ reichen.

Die Erfindung erfährt eine vorteilhafte Ausgestaltung da­ durch, dass unterschiedliche Maßstäbe der Bildstruktur zu Maßstabsbereichen zusammengefasst sind. Hiermit lassen sich sozusagen unterschiedliche Informationsebenen unterscheiden, bspw. ein erster Maßstabsbereich von 1-1,5 (Übersichtsmaß­ stab), ein Zwischenbereich mit einem Maßstab von 1,5 bis bspw. 4 (Gruppenübersichtsmaßstab), sowie darüber, bspw. zwi­ schen 4 und 10 (Detailmaßstab).

Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, dass bei der Festlegung der Struktur der Bilddarstellung jedem Bild­ element ein oder mehrere Maßstabsbereiche zugeordnet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt nicht nur das Zeichnen komplexer Pläne, sondern durch Einordnung verschiedener Bild­ elemente nach ihrem Informationsgehalt in verschiedene Maß­ stabsbereiche kann auch festgelegt werden, unter welchen Um­ ständen diese Informationen sichtbar sind.

Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Er­ findung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine erste Bildschirmdarstellung eines elektronisch gespeicherten Schaltplans;

Fig. 2 eine zweite Bildschirmdarstellung des elektronisch gespeicherten Schaltplans aus Fig. 1 in einem grö­ ßeren Maßstab; sowie

Fig. 3 eine dritte Bildschirmdarstellung des elektronisch gespeicherten Schaltplans aus Fig. 1 und 2 in einem abermals vergrößerten Maßstab.

In den Figuren ist jeweils die Vorderansicht eines Monitors 1 wiedergegeben, in dessen Gehäuse 2 ein rechteckiger Aus­ schnitt 3 vorgesehen ist, hinter dem sich ein Bildschirm 4, bspw. eine Bildröhre, befindet.

Der Monitor 1 ist an einen Computer angeschlossen, der über einen Arbeitsspeicher sowie über Ein- und Ausgabemöglichkei­ ten, insbesondere eine Computermaus, verfügt. Über ein Dis­ kettenlaufwerk kann ein zuvor als Datei erzeugter Verroh­ rungsplan 5 in den Arbeitsspeicher geladen werden. Eine ent­ sprechende Steuerung des Computers kann mittels auf dem Bild­ schirm 4 eingeblendeter Schaltflächen sowie einer Computer­ maus vorgenommen werden.

Beim Aufruf der Datei erscheint auf dem Bildschirm 4 eine Über­ sichtsdarstellung des betreffenden Planes etwa in einem Maßstab gemäß Fig. 1. Man erkennt hierbei, dass einzelne E­ lemente des Plans zu Funktionsblöcken 6 zusammengefaßt sind, die zumeist nur mit einer Verbindungsleitung 7 aneinanderge­ koppelt sind, wobei eine derartige Verbindungsleitung 7 als Sammelleitung aufgefaßt werden kann, die im Einzelfall eine Vielzahl von Signalleitungen sowie Leistungs- und/oder Mas­ senflüssen repräsentieren kann. Ggf. können einzelne Funkti­ onsblöcke 6 durch eine kurze und prägnante Beschriftung, bspw. "Rohstoffzuführung", "Mischstation" od. dgl. gekenn­ zeichnet sein.

Aus den obigen Erläuterungen wird deutlich, dass bspw. im Falle des Defektes an einem Anlagenteil ein derart grober Über­ sichtsplan nicht ausreichend ist, um den Fehler lokalisie­ ren zu können. Eine weitere Eingrenzung ist jedoch dadurch möglich, dass von der Gesamtdarstellung einer Anlage gemäß Fig. 1 auf eine Gruppendarstellung der relevanten Anlagen­ gruppe gemäß Fig. 2 übergangen wird. Dies kann einerseits durch kontinuierliches Verändern des Maßstabes sowie durch Verschieben des Bildausschnittes vorgenommen werden, in dem dargestellten Beispiel wird dieses Verfahren jedoch dadurch abgekürzt, dass mit einem über die Bildschirmoberfläche 4 be­ wegbaren Zeigerelement 8 ein bestimmter Ausschnitt des Über­ sichtsplanes 5 bspw. durch eine Umrahmung 9 hervorgehoben wird. Der vorzugsweise rechteckige Rahmen 9 kann dabei fest­ gelegt werden, indem zunächst mit dem Zeigerelement 8 die linke, obere Ecke 10 angefahren wird und durch Betätigung ei­ ner Taste fixiert wird, anschließend wird das Zeigerelement 8 zu der rechten, unteren Ecke 11 verfahren und durch eine zweite Betätigung einer entsprechenden Eingabetaste wird auch diese Ecke 11 festgelegt.

Sodann wird der Inhalt des Rahmens 9 auf die Größe des Bild­ schirms 4 vergrößert, und es ergibt sich die Darstellung 12 gemäß Fig. 2. Man erkennt deutlich, dass nun die verschiede­ nen Funktionsblöcke 6 der Übersichtsdarstellung 5 in Einzel­ elemente 13 aufgelöst sind. Auch die Sammelverbindungsleitun­ gen 7 sind nun in Einzelleitungen 14 aufgespalten, so dass der Informationsgehalt der Gruppenübersichtsdarstellung 12 bezüglich des Bildausschnittes 9 bereits weitaus größer ist als im Rahmen der Gesamtübersichtsdarstellung 5. Diese struk­ turelle Informationsvergrößerung ist darauf zurückzuführen, dass bei dem Übergang von der Übersichtsdarstellung 5 zu der Gruppenübersichtsdarstellung 12 einzelne Bildelemente 6, 7 modifiziert wurden, so dass die Gruppenübersicht 12 nicht nur eine rein maßstäbliche Vergrößerung des Übersichtsbildes 5 darstellt, sondern darüber hinaus auch modifizierte bzw. zu­ sätzliche Informationen enthält.

Andererseits sind die Einzelelemente 13 der Funktionsüber­ sicht 12 noch nicht vollständig, da bspw. Hilfs- und Sicher­ heitseinrichtungen aus Gründen der Übersichtlichkeit wegge­ lassen sind. Es ist jedoch möglich, innerhalb dieser Funkti­ onsübersicht 12 den relevanten Bereich der betreffenden Funk­ tionsgruppe weiter einzuengen, was wiederum anhand des Zei­ gerelementes 8 erfolgen kann, mit dem nun ein weiterer Rahmen 15 um die interessierenden Elemente 13, 14 gelegt wird.

Nach Festlegung des Rahmens 15 wird der auf dem Bildschirm 4 sichtbare Ausschnitt des Gesamtplanes neu festgelegt, und es ergibt sich die Detaildarstellung 16 gemäß Fig. 3. Man er­ kennt deutlich, dass nun zu den bereits in der Gruppenüber­ sicht 12 sichtbaren Elementen 13, 14 noch alle sonstigen Schaltelemente 17 und Verbindungsleitungen 18 hinzugefügt wurden, wodurch der Detailplan 16 in Bezug auf den betreffen­ den Ausschnitt 15 nun vollständig ist, so dass nun ein evtl. defektes Anlagenteil ermittelt werden kann. Ggf. kann in ei­ nem weiteren Schritt ein einzelnes Teil 19, bspw. ein Behäl­ ter oder gar nur ein Ventil, markiert werden, um sich weitere Informationen über dieses Teil, bspw. Sicherheitsgrenzwerte u. ä., anzeigen zu lassen.

Auch ist es möglich, bspw. bei der Darstellung gemäß Fig. 3 den Bildausschnitt in eine beliebige Richtung zu verschieben, so dass jedes angrenzende Schaltelement 13, 17, 19 betrachtet werden kann. Will man sich wieder eine Übersicht verschaffen, kann der Maßstab ggf. stufenlos reduziert werden, bis über die Gruppenübersicht 12 schließlich die Gesamtübersicht 5 er­ reicht ist.

Claims (18)

1. Verfahren zur Wiedergabe von in einem Speichermedium hinterlegten, komplexen, bildhaft strukturierten Informatio­ nen, insbesondere von elektronisch oder magnetisch gespei­ cherten Bau-, Verrohrungs- und/oder Schaltplänen oder sonsti­ gen Konstruktionsplänen, auf einem Bildschirm (4), der an eine mit dem Speichermedium gekoppelte Rechenanlage ange­ schlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass unabhängig von dem Darstellungsmaßstab m stets die ge­ samte Fläche F_b der bildhaft strukturierten Information visu­ alisierbar ist, ggf. durch Verschieben des auf dem Bildschirm (4) oder -fenster darstellbaren Bildausschnittes F_bs ≦ F_b, und wobei die dargestellte Information bei einer Vergrößerung des Maßstabes m, d. h., einer Streckung der auf dem Bildschirm (4) oder -fenster dargestellten, bildhaft strukturierten Informa­ tion bei gleichzeitiger Verkleinerung des sichtbaren Bildaus­ schnittes, bis zu einer maximalen Informationsdichte (13, 14, 17, 18) vervollständigt wird, wobei verschiedene Bildinforma­ tionen (6, 7 ; ggf. in modifizierter Form) in allen Maßstabs­ bereichen (5, 12, 16) vorhanden sind (allgemeine oder struk­ turelle Informationen), andere Bildinformationen (13, 14, 17, 18) dagegen nur in den Bereichen großen Maßstabs m (Detailin­ formationen).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Darstellungsmaßstab
mit
U_b = Bildumfang
U_bs = Umfang des Bildschirms oder eines Bildschirmfensters
zwischen zwei Grenzen m_min (≈ 1, Übersichtsbild 5) und m_max (< 1, Detailausschnitt 16) veränderbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass eine Navigation durch die ge­ samte, bildhaft strukturierte Information mittels einer Maß­ stabsverstellfunktion sowie je einer Vertikal- und Horizon­ talverschiebefunktion für den aktuellen Bildausschnitt er­ folgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, dass für jede Ver­ stell- bzw. Verschiebefunktion je eine Eingabemöglichkeit für eine Vergrößerung und eine Verkleinerung des betreffenden Pa­ rameters vorgesehen ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einga­ bemöglichkeit zur Maßstabsverstellung mittels zweier Tasten realisiert ist, deren Betätigung eine (inkrementale) Vergrö­ ßerung oder Verkleinerung des Maßstabs m zur Folge hat.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einga­ bemöglichkeit zur Maßstabsverstellung mittels eines Drehele­ mentes realisiert ist, dessen Winkelstellung dem gewünschten Maß entspricht, oder dessen Winkelbeschleunigung eine (pro­ portionale oder inkrementale) Vergrößerung oder Verkleinerung des Maßstabs zur Folge hat.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Eingabe­ möglichkeiten für die Vertikal- und Horizontalverschiebung des Bildausschnittes (12, 19) miteinander kombiniert sind, bspw. in Form einer Computermaus.

8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6 in Verbindung mit An­ spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabetasten oder das Drehelement zur Veränderung des Maßstabs m an der Computermaus angeordnet sind.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Maßstabsverstellfunktion und/oder der Vertikal- und Horizon­ talverschiebefunktion für den aktuellen Bildausschnitt eine nahezu infinitesimale Veränderung des aktuellen Bildaus­ schnittes möglich ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine zeitlich und/oder räumlich kontinuierliche Abfrage einer Eingabeeinrichtung für eine Verstellfunktion.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, dass mit der Maß­ stabsverstellfunktion und/oder der Vertikal- und Horizontal­ verschiebefunktion für den aktuellen Bildausschnitt (12, 19) eine quantisierte Veränderung des aktuellen Bildausschnittes (12, 19) möglich ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine auf dem Bildschirm sichtbare Markierung (9, 15) zum Hervorheben eines zu vergrößernden und/oder zu verschie­ benden Bildbereichs.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der markierte Bildbereich (9, 15) bei Betätigen einer Eingabetaste vergrößert und/oder zentriert wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bild­ struktur zu Beginn der Darstellung ggf. erzeugt und in einen Bereich des Arbeitsspeichers kopiert wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ver­ schiebung des Bildausschnittes durch eine entsprechende, zei­ len- bzw. spaltenorientiert verschobene Zuordnung der hinter­ legten Bildstruktur zu dem Bildschirmspeicher erzeugt wird.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Maß­ stabsänderung des Bildausschnittes dadurch erzeugt wird, dass bestimmte, vorgegebene Spalten und/oder Zeilen bei der Zuord­ nung der hinterlegten Bildstruktur zu dem Bildschirmspeicher ausgelassen bzw. eingefügt werden.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter­ schiedliche Maßstäbe der Bildstruktur zu Maßstabsbereichen (5, 12, 16) zusammengefaßt sind.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Festlegung der Struktur der Bilddarstellung jedem Bildelement (6, 7, 13, 14, 17, 18) ein oder mehrere Maßstabsbereiche (5, 12, 16) zugeordnet werden.