DE2552551A1 - Einrichtung zur digitalen speicherung und erzeugung von schnell veraenderbaren vollgrafischen, vektoriellen oder flaechigen schwarzweissen oder farbigen darstellungen auf geraeten der fernsehtechnik (z.b. fernsehmonitoren) - Google Patents

Einrichtung zur digitalen speicherung und erzeugung von schnell veraenderbaren vollgrafischen, vektoriellen oder flaechigen schwarzweissen oder farbigen darstellungen auf geraeten der fernsehtechnik (z.b. fernsehmonitoren)

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DE2552551A1
DE2552551A1 DE19752552551 DE2552551A DE2552551A1 DE 2552551 A1 DE2552551 A1 DE 2552551A1 DE 19752552551 DE19752552551 DE 19752552551 DE 2552551 A DE2552551 A DE 2552551A DE 2552551 A1 DE2552551 A1 DE 2552551A1
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Wolfgang Dipl Ing Friedrich
Rolf Dr Ing Zimmermann
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Dornier System GmbH
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Dornier System GmbH
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    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
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    • G09G5/02Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators characterised by the way in which colour is displayed
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    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
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  • Theoretical Computer Science (AREA)
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Description

  • Einrichtung zur digitalen Speicherung und Erzeugung von schnell ver-
  • änderbaren vollgrafischen, vektoriellen oder flächigen schwarzweißen oder farbigen Darstellungen auf Geräten der Fernsehtechnik (z. B.
  • Fernsehmonitoren).
  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur digitalen Speicherung und Erzeugung von schnell veränderbaren voligrafischen, vektoriellen oder flächigen schwarzweißen oder farbigen Darstellungen auf Geräten der Fernsehtechnik (z. B. Fernsehmonitoren) und bzw. oder auf anderen Anzeigegeräten mit Rasterstruktur und Rasterablenkung und bzw. oder zur vereinfachten Erzeugung von Flächen durch Vorgabe ihres Randes oder eines Teiles ihres Randes und bzw. oder zur vereinfachten Erzeugung von Linien beliebiger Länge und Richtung (Vektoren) und bzw. oder zur gemeinsamen Manipulation gespeicherter Darstellungen oder Teilen davon bei automatischen Speicherdurchläufen in Bildwiederholspeichern von Datensichtgeräten und bzw. oder zur gemeinsamen Manipulotion beliebiger gespeicherter Informationseinheiten bei automatischen Speicherdurchläufen.
  • Aus der Praxis und Literatur (z. B. Prinzipien und Kenngrößen der Funktionseinheiten von Datensichtgeräten (Ameling W. und Zimmermann R.) in Nachrichtentechnischer Zeitschrift 25 (1972) K85-K92; Bildschirmeinheiten für die Siemens-Prozeßrechner 320 und 330 (Aumayr,G.; Bindewald, K. und Körner, H.) in Siemens-Zeitschrift 47 (1973) S. 546-552; Visual display systems (Bryden, J.E.) in Telecommunications 6 (1972) H. 5, S. 22 - 31; Computer data displays (Davis, S.) Verlag Englewood Cliffs, Prentice Hall 1969; The graphic video generator (Kornei, T.V.) in Computer 4 (1973) S. 35 - 28; Kurvensichtgeräte für Prozeßrechner (Kürner, H.) in Regelungstechn. Praxis 15 (1973) S. 80 - 85; Technology and equipment (Sheer, S.) in SID-Symposium New York 1973, Symp. Digest S. 172 - 173; Datensichtgeräte auf dem deutschen Markt (Zeidler, H.) in Computer Praxis (1972) S. 109 - 113; Optische Anzeigesysteme für Prozeßwarten (Zimmermann, R.; Etschberger K.) in Regelungstechn. Praxis 16 (1974) S. 169 - 175 und S. 203 - 209; Datensichtgeräte: Grundlagen, Aufbau, Anwendungen in NTZ-Report 15, VDE-Verlag Berlin (1973)) sind Datensichtgeräte als universelle Anzeigeeinheiten bekannt, die nicht nur zur Ausgabe von Zahlenworten und alphanumerischen Texten, sondern auch zur Darstellung von Diagrammen, Blockbildern, Kurven und Strichzeichnungen sowie für flächige Bilder verwandt werden. Deshalb können sie die Anzeigefunktionen konventioneller Rechner-Peripheriegeräte (z. B. Blattschreiber, Kurvenschreiber, Ziffernanzeigeröhren, Zeichengeräte) übernehmen und noch bessere Darstellungsformen als diese bieten.
  • Die vom Rechner oder direkt von einer Eingabeeinheit (z. B. Tastatur oder Lichtgriffel) stammenden Daten werden mit eventueller Zwischenpufferung entgegengenommen und zur Erzeugung eines Bildes weiterverarbeitet. Die übertragenen Daten können außer Zeichen- und Vektor-Codes auch Funktionssteuerzeichen oder Bildkoordinaten sein und werden in der Steuereinheit des Sichtgerätes weiterverarbeitet. Um auf einem Bildschirm das erwünschte Bild zu erzielen, müssen die entsprechenden Bildpunkte angesteuert werden und 3n der richtigen Helligkeit aufleuchten.
  • Die einzelnen Ausführungsformen von Datensichtgeräten unterscheiden sich technisch in erster Linie durch die verwendete Anzeigeeinheit, die Art der Ablenkung bzw. Koordinatenadressierung und die Art der Speicherung.
  • Bei den Datensichtgeräten mit Kathodenstrahiröhren und zusätzlichem Bildwiederholspeicher gibt es eine Vielzahl von Ausführungsformen, die sich unter anderem durch die Art der Ablenk- und Helligkeitssteuerung unterscheiden. Hiervon sind am meisten die Datensichtgeräte mit Anzeige nach dem Fernsehprinzip (V3deo-, Fernseh-Raster- und TV-Displays) verbreitet.
  • Als Anzeigeeinheit wird bei diesen Geräten ein handelsüblicher oder modifizierter Fernsehmonitor oder Fernsehempfänger verwendet, dem normaler weise Standardsignale nach CCIR-Norm zugeführt werden. Die Darstellngrmöglichkeiten umfassen nahezu beliebige Farben, Helligkeiten und Blin!<-frequenzen. Auch das Einblenden von Fernsehbildern anderer Quellen (z. B.
  • von Überwochungskomeres) ist möglich.
  • Kennzeichnend für das Fernsehverfahren ist die Ablenkung des Elektronenstrahls in einem festen Zeilen-Raster, Zeile für Zeile nacheinander. Das Bild wird dabei durch entsprechende Modulation der Helligkeit erzeugt.
  • Das zum Monitor übertragene Signal besteht überwiegend aus dieser Helligkeits - (z. B. zusätzlicher Farb-) Information und enthält außerdem Synchronsignale, durch die Bild- und Zeilenanfänge festgelegt werden.
  • Die eigentliche Ablenkung erfolgt im Monitor selbständig aufgrund dieser Synchronsignale. Wegen der festen und niedrigen Bild- und Zeilenfrequenzen ist die Ablenksteuerung relativ einfach aufgebaut, hohe Anforderungen werden dabei an die Bandbreite der Helligkeitssteuerung gestellt (ca.
  • 5MHz bei normaler Auflösung, bei Spezialmonitoren mit höherer Auflösung bis ca. 30MHz).
  • Den Vorteilen des Fernsehverfahrens stehen die oft nicht ausreichende Auflösung und die sichtbare Rasterung des Bildes entgegen, so daß für die Darstellung sehr komplexer Zeichnungen (z. B. bei rechnergestUtzten Entwurfsverfahren) Datensichtgeräte mit freier Elektronenstrahlablenkung besser geeignet sind. Bei diesen X-Y-Displays (Vektor-Displays) ist die Ablenkung bildabhängig. So können Zeichen, Vektoren und gekrümmte Linien durch eine ihrer Form entsprechende Elektronenstrahlablenkung in einem Zug geschrieben werden, also in einer für Fernsehdisplays nicht möglichen Weise. Aufwendige Systeme dieser Art besitzen eine sehr hohe Auflösung; farbige Darstellungen mit bis zu vier Farben (z. B. rot, orange, gelb, grün) sind bei Verwendung von Multiphosphor-Durchdringungsröhren möglich.
  • Die Ablenkung des Elektronenstrahls kann rein analog gesteuert sein, z. B.
  • durch Analog-Integrier-oder Lissajous-Generatoren, oder sie kann durch Zähler, Addierwerke und nachgeschaltete Digital-Analog-Umsetzer erfolgen.
  • Üblicherweise werden bei Video-Displays die Bildschirmpunkte in beliebiger Reihenfolge durchlaufen, entsprechend enthält der Bildwiederholspeicher für die Zeichen und Vektoren deren Codes und Anfangskoordinaten in beliebiger Reihenfolge. Die Bildwiederholrate von ca. 50Hz, die für ein flimmerfreies Bild erforderlich ist, sowie die Bandbreite der Ablenkeinheiten und damit die Schreibzeit je Linie beschränken jedoch die Zahl der darstellbaren Linien. Übliche Maximal-Anzahlen reichen für Strichzeichnungen im allgemeinen aus, nicht aber für umfangreiche Balkendarstellungen und sonstige flächige Bilder.
  • Die in Europa üblichen Fernsehsysteme zerlegen das Fernsehbild in 625 Zeilen. Dieses Bild wird in zwei kammartig gegeneinander versetzten Halbbildern mit je 312,5 Zeilen übertragen. Dieses Verfahren, bei dem in einem Halbbild alle "ungeraden" und im anderen alle "geraden" Zeilen übertragen werden, heißt Zeilensprungverfahren. Infolge der Wiederholungsrate von 50 Halbbildern je Sekunde (25 Bilder je Sekunde) wirkt das erzeugte Bild flimmerfrei, wenn das Verhältnis aus Betrachtungsabstand und Bildschirmgröße so groß ist, daß die einzelnen Zeilen nicht mehr getrennt gesehen werden. Bei der Anwendung als Datensichtgerät ist dies nicht der Fall, so daß das Bild nur flimmerfrei erscheint, wenn die In formation jeder Zeile 50 mal je Sekunde wiederholt wird. Dies wird bei Erzeugung von zwei völlig identischen, nicht gegeneinander versetzten Halbbildern mit z. B. je 312 Zeilen erreicht.
  • Datensichtgeräte ohne Zeilensprungverfahren verwenden also z. B. 312 Zeilen und eine Bildwiederholfrequenz von 50Hz. Die Schreibzeit für ein Bild beträgt 20ms, die Zeit für eine Zeile 64/us.Da die Bandbreite der Helligkeitssteuerung handelsüblicher Fernsehgeräte 4 bis 5MHz beträgt, sind bei einer digitalen Rasterung innerhalb einer Zeile Rasterfrequenzen von 8 bis 10MHz möglich. Für ein rechteckig berandetes Feld auf dem Bildschirm stehen jedoch nicht die volle Zeilenzahl und die volle Zeilenzeit zur Verfügung, sonder infolge der Elektronenstrahl-Rücklaufzeiten und der nicht nutzbaren Randbereiche nur ca. 270 Zeilen und ca. 45/us je Zeile. Ein flimmerfreies, digital gerastertes Bild zur Anzeige auf Fernsehgeräten normaler Bandbreite und Zeilenzahl besitzt daher meist ein Raster aus 256 Zeilen und bis zu 384 Spalten.
  • Zeichen, Vektoren und sonstige Bildelemente werden aus Punkten dieses Rasters aufgebaut. Alphanumerische Zeichen füllen dabei meist ein Feld aus 5 mal 7 Punkten aus, Vektoren bestehen aus einer Aneinanderreihung von Rasterpunkten und wirken daher je nach Schräglage mehr oder weniger gestuft. Bei einem Raster von 256 mal 384 Punkten, einer Zeichengröße von 5 mal 7 Punkten und je einem Punkt Zwischenraum können auf diese Weise 32 Textreihen mit je 64 Zeichenplätzen, also bis zu 2048 Zeichen, wiedergegeben werden.
  • Die vom Rechner oder einer Dateneingabeeinheit stammenden Daten werden vom Sichtgerät entgegengenommen, mit den Informationen von Funktions-, Koordinaten und sonstigen Datenregistern gemeinsam verarbeitet und gelangen nach entsprechender Umsetzung in einen Bildwiederholspeicher. FUr die Wiedergabe wird die gespeicherte Information von dort direkt oder über einen Zwischenspeicher abgerufen und für die Erzeugung der Videosignale weiterverarbeitet. Die bei dieser Verarbeitung entstehenden digitalen Signale werden meist nochmals zwischengespeichert, bevor daraus das analoge Videosignal entsteht.
  • Die einzelnen Video-Datensichtgeräte unterscheiden sich vom Prinzip her durch die Arten der einzelnen Verarbeitungsschritte (z. B. Zuordnung von Speicheradressen oder Zeichenform-Erzeugung) und durch die Inhalte der einzelnen Speicher (z. B. Bildwiederholspeicher für Zeichencods oder für Bildpunkte).
  • Bei alphanumerischen Video-Datensichtgeräten mit zeichenplatzbezogener codierter Speicherung (alphanumerisches Video-Display, halbgrafisches Video-Display) ist die Aufteilung des Bildes in feste Zeichenplätze üblich, z. B. in 32 Textreihen mit je 64 Zeichenplätzen.
  • An jedem dieser Zeichenplätze kann genau ein Zeichen wiedergegeben werden.
  • Wird der Zeichenvorrat auf 64 ASCII-Zeichen beschränkt, so muss der Bildwiederholspeicher 32 mal 64 = 2048 Wörter mit je 6 bit enthalten. Als Speicher kommen solche mit direktem Zugriff (z. B. Kern speicher oder elektronische RAMs) oder zyklische Speicher (z. B. Schieberegister oder Verzögerungsleitungen) in Frage. Da beim üblichen Zeichenaufbau aus 5 mal 7 Punkten jedes Zeichen während sieben aufeinanderfolgenden Zeilen erzeugt wird, muss für jede Textreihe der gespeicherte Code siebenmal zur Verfügung stehen. Bei zyklischem Speichern wird daher die Information einer Textreihe (z. B. 64 Wörter je 6 bit) am Anfang der Reihe in einem ebenfalls zyklischen Zwischenspeicher übernommen, an dessen Ausgang sie dann in jeder der nachfolgenden sieben Zeilen zur Verfügung steht. Zusätzliche Zeichen und Symbole (auch aus mehr als 5 mal 7 Punkten) sowie Unterstreichungen, Tabulierungen und Variationen der Zeichen durch Farbe, Helligkeit und Blinken erfordern zusätzliche Bitstellen je Wort, z. B. 1 bit für die Verdoppelung des Zeichenvorrats auf 128 Zeichen und Symbole, 3 bit für die Vorgabe von sieben Farben, 1 bit für die Invertierung der Darstellung (schwarze Zeichen auf farbigem Grund anstelle von farbigen Zeichen auf schwarzem Grund). Falls Farben, Unterstreichungen oder anderes nur in Leerplätzen und nicht innerhalb eines Textwortes wechseln sollen, ist die Verwendung von Funktionszeichen sinnvoll. Ein solches Funktionszeichen wird an einen sonst leeren Zeichetiplatz geschrieben und hat z. B. die Bedeutung "Beginn der Farbe gelb und gleichzeitig der Unterstreichung".
  • Durch Verwendung dieser Funktionszeichen, die sich auf alle folgenden Plätze auswirken, kann der Speicherbedarf je Zeichenplatz verringert werden.
  • Charakteristisch für Geräte dieser Art ist die feste Zuordnung zwischen Speicherplatz und Zeichenplatz; bei Eingabe eines neuen Zeichens muss daher der Speicher entsprechend der gewünschten räumlichen Lage des Zeichens adressiert werden.
  • Die Zeichen- und Symbolgeneratoren werden mit dem Zeichencode und der Zeilennummer innerhalb der Textreihe angesteuert und geben die fUr dieses Zeichen in der angesteuerten Zeile relevante Bildpunktinformation (z. B.
  • 5 Punkte) aus, die zur Erzeugung des Videosignals verwendet wird. Die Zusatzinformation der Funktionsbit oder Funktionszeichen wird zur Modifizierung des Videosignals (z. B. Farbwahl) verwendet.
  • Werden in den Zeichenvorrat auch aneinander anschließende Symbole aufgenommen, so lassen sich mit diesen Geräten auch einfache Zeichnungen und spezielle Blockbilder, in guter Form wiedergeben. Mit weiteren Symbolen, z. B. ausgefüllte Zeichenplätze oder Teilflächen davon, sind auch Balkendarstellungen und grobgerasterte Kurven möglich; mit Verbindungslinien zwischen den Punkten des linken und rechten Zeichenfeldrandes als zusätzlichen Symbolen bzw. mit zusätzlichen, durch Programmierung veränderbaren Symbolen (z. B. je Symbol ein Schreib-Lese-Speicher mit 6 mal 8 bit) sind sogar die meisten Kurven darstellbar. Beliebige Kurven und Zeichnungen sind bei diesem Verfahren jedoch nicht möglich, besonders dann nicht, wenn sich Linien schneiden. Aber auch geringfügige Lageabweichungen einzelner Zeichen (z. B. fUr Hochzahlen und Indizes) sind ebenso wenig realisierbar wie geringfügige dynamische Verschiebungen, Verlängerungen oder Drehungen von Linien.
  • Kennzeichnend dafür ist die feste Zuordnung zwischen Speicherplatz und Bildschirm-Zeichenplatz, wodurch einerseits je Zeichenplatz nur genau ein Symbol darstellbar ist und wodurch andererseits Speicherplätze auch für die vielen Zeichenplätze benötigt werden, die leer sind. Diese Nachteile werden durch andersartig organisierten Video-Datensichtgeräte mit codierter Speicherung entsprechend der Zeichenplatzfolge (Bildwiederholspeicher) vermieden, bei denen jedoch die feste Aufteilung des Bildschirmes in Zeichenplätze und die damit verbundenen Nachteile erhalten bleiben. Die Information ist ebenfalls genau in der Reihenfolge im Bildwiederholspeicher abgelegt, wie sie für die Darstellung auf Fernsehmonitoren benötigt wird.
  • Die Speicherplätze sind jedoch den Zeichenplätzen nicht fest zugeordnet, sondern jeder Speicherplatz kann entweder einen Symbolcode oder die Zeichenadresse des nächstfolgenden darzustellenden Symbols enthalten. Normalerweise folgen im Bildwiederholspeicher also abwechselnd Adressen und Symbolcodes. Stehen zwei oder mehr Symbolcodes unmittelbar hintereinander, so werden die zugehörigen zwei oder mehr Symbole im gleichen Zeichen feld abgebildet: sich kreuzende Linien sind also darstellbar. Die Anzahl der in einem Feld gleichzeitig abbildbaren Symbole hängt unter anderem von der Geschwindigkeit der Symbolgeneratoren und dem Aufwand für den hierbei benötigten Ausgabe-Bildpunktspeicher ab; die Zahl der Symbole je Zeichenfeldreihe bzw. des Gesamtbildes hängt von der Größe des Zwischen speichers bzw.
  • des Bildwiederholspeichers ab.
  • Dagegen sind für die alleinige Darstellung von Kurven Video-Datensichtgeräte mit zeilenbezogener codierter Speicherung (Video-Kurven-Display) von Vorteil, die bei vertikalem Kurvenverlauf einen Kurvenpunkt je Fernsehzeile speichern. Der Bildwiederholspeicher für eine Kurve benötigt dann je Zeile genau ein Wort. Üblich sind je Kurve 256 Wörter mit je 8 oder 9 bit. In jeder Zeile ist daher genau ein Kurvenpunkt aus 256 oder bis 512 Punkten adressierbar. Die Kurven können sowohl aus Einzelpunkten bestehend als auch mit waagrechten Verbindungslinien dazwischen wiedergegeben werden; außerdem ist es möglich, die Bereiche zwischen den Kurven flächig (farbig) auszufüllen. Der Bildwiederholspeicher enthält z. B. 4 mal 256 Wörter zu je 9 bit und muss bei Einschreiben eines neuen Punktes der Punktlage (Zeile) entsprechend adressiert werden. Bei der Wiedergabe werden in jeder Zeile, also alle 64/us, die neuen Punktkoordinaten ausgelesen. Als Zwischenspeicher kann z. B. ein Rückwärtszähler verwendet werden, der bei jeder Spalte weiterzählt und bei Erreichen des Zählerstandes Null das Bildpunktsignal abgibt. Bei dieser Art von Geräten ist die Darstellung sehr einfacher Zeichnungen möglich, jedoch sehr aufwendig. So muss z. B. ein Kreis aus zwei Kurven (linker und rechter Halbkreis) zusammengesetzt werden und benötigt daher bereits 2 mal 256 Wörter je 9 bit.
  • Bei den Video-Datensichtgeräten mit bildpunktbezogener Speicherung (Video-Grafik-Display) enthält der Bildwiederholspeicher bereits die In formation getrennt für jeden Punkt des Bildrasters. Er besteht bei einem Raster von z. B. 256 Zeilen und 384 Spalten aus fast hunderttausend Wörtern. Mit 1 bit je Wort sind einfarbige Darstellungen möglich, mit 3 bit je Wort z. B.
  • 7 Farben oder 7 Graustufen. Zusätzliche bits sind für Angaben über Blinken und Blinkfrequenzen erforderlich. Der Aufbau eines Bildes erfolgt punktweise ähnlich wie bei einem Speicherröhrendisplay. Im Gegensatz dazu ist jedoch auch punktweises Löschen möglich. Bei manchen Geräten muss das darzustellende Bild Punkt für Punkt vom Rechner berechnet und übertragen werden. Die meisten Geräte besitzen jedoch eigene Zeichen- und Vektorgeneratoren, so daß sich der Datentransfer auf Anfangsadressen und Zeichencodes bzw. Endpunktadressen beschränkt. Wegen der großen Zahl von zu speichernden Worten werden als Bildwiederholspeicher außer Schieberegistern häufig auch digitale Plattenspeicher verwendet. Geräte dieser Art erlauben innerhalb des gegebenen Punktrasters die Darstellung von Strichzeichnungen und von flächigen Bildern. Wegen der üblichen zyklischen Speicherung (Schieberegister oder digitale Plattenspeicher als Bildwiederholspeicher) benötigt man bei den meisten Geräten für das Schreiben aller Punkte eines Vektors einen Speicherumlauf. Die Schreibrate ist dann mit 50 Vektoren oder 50 Zeichen je Sekunde so niedrig, daß dynamische Darstellungen nicht oder kaum realisierbar sind. Ein weiterer Nachteil bei diesen Geräten besteht darin, daß z. B. beim Löschen einer Linie, die eine andere Linie oder Symbole kreuzt, auch alle Kreuzpunkte gelöscht werden. Da flächige Darstellungen durch Vorgabe und Speicherung aller Punkte der darzustellenden Fläche erzeugt werden, müssen alle Einzelpunkte, zahlreiche parallel verlaufende Einzel linien oder zahlreiche kleine Teilflächen vorgegeben werden. Diese Verfahren sind daher sehr organisotions- und softwareaufwendig und für dynamische Darstellungen nur bedingt geeignet.
  • Allen bisher bekannten Video-Datensichtgeräten ist gemeinsam, daß der Bildwiederholspeicher bildschirmorientiert aufgebaut ist, jedem Platz des Bildwiederholspeichers entspricht in vorgegebener Reihenfolge ein Zeichenplatz, eine Zeile oder ein Rasterpunkt auf dem Bildschirm. Die im Bildwiederholspeicher abgelegten Worte enthalten codierte Informationen über die Darstellung für die Zeichenplätze, jede Zeile bzw. jeden Rasterpunkt. Ferner werden für die meisten Displayanwendungen nur ein Teil der Zeichenplätze bzw. nur ein sehr geringer Bruchteil der ansteuerbaren Rasterpunkte für die Darstellung benötigt. Die bekannten und z. Zt. auf dem Markt befindlichen Geräte decken die Menge der technischen Forderungen nur unzureichend ab. Insbesondere wird die Bilddarstellung mit relativ großer Dynamik bei der Forderung des Mischens von Fernsehbild und Grafik besonders auch bei farbigen Darstellungen nicht erreicht.
  • Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, mit der nur die für das darzustellende Bild relevante Information in codierter Form gespeichert wird, und zwar so, daß die Größe des Bildwiederholspeichers der Anzahl der tatsächlich darzustellenden Bildelemente entspricht. Dabei sollte jedes Bildelement (Zeichen, Symbol, kompletter Balken, Vektor, Vektorsegment u.a.) unabhängig von seiner Lage auf dem Bildschirm in einem Wort gespeichert werden, das außer dem Zeichencode, der Balkenlänge und so weiter, auch die genauen Anfangskoordinaten und weitere Angaben zur Farbe und Darstellungsart des Bildelements enthält und dadurch relativ lang ist. Die grafische Darstellung soll digital erzeugt, gespeichert und auf Fernsehmonitoren wiedergegeben werden können. Zudem sollten Eigenschaften bzw. Parameter enthalten bzw. erfüllt sein, wie Bilderzeugung unter Erfüllung der Fernsehnorm, komplette Bildspeicherung in einem eigenen Speicher, geringer Speicheraufwand auch bei beliebigen grafischen Darstellungen mit voller Ausnutzung der möglichen Bildauflösung, d. h.
  • keine Speicherung von Einzelpunkten, Erweiterungen auf beliebig viele Farben, Graustufen, Blinkfrequenzen und anderem mit jeweils nur geringer Speichererweiterung, Erweiterungen zu flächigen Darstellungen (farbig ausgefüllt) ohne Vergrößerung des Speicheraufwandes, Aufbau oder Modifikationen des Gesamtbildes in wesentlich kürzerer Zeit als die fernsehbedingte Ausgabezeit für ein Halbbild (20ms), Bewegungen und Löschen von beliebigen Bildteilen ohne gegenseitige störende Beeinflussung (z. B.
  • kein "Mitlöschen"). Außerdem sollten die einzelnen Flächen, für die bei bestimmten Arten von Displaybildern (z. B. Simulation neuartiger intevierter Anzeigegeräte, synthetische Sicht u.a.) flächige Darstellungen benötigt werden, unterschiedliche Farben und bzw. oder Helligkeiten besitzen. Ferner sollten damit Linien beliebiger Länge und Richtung auf Fernsehrasterdisplay digital erzeugt und dargestellt werden, wenn die darzustellenden Punkte erst während der Wiedergabe ermittelt werden sollen bzw. können und die dann zur Verfügung stehende Zeit für die Berechnung einzelner Punkte zu kurz ist. Schließlich sollte mit der Einrichtung die Manipulation von Daten in Bildwiederholspeichern (z. B. Löschen, Verschieben oder Andern der Farbe für eine beliebig zusammengesetzte Gruppe von Bildelementen) möglich sein. Geringer Software- und Datenübertrogungsaufwand für den Bildaufbau, Bewegungen und andere Veränderungen von zuvor als zusammengehörig definierten Bildteilen waren zu berücksichtigen.
  • Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Darstellung aus einzelnen Bildelementen (z. B. Zeichen Symbole, Vektoren, Balken u. a.) aufgebaut ist und daß dabei alle zu einem Bildelement gehörenden Informationen (z. B. einschließlich Koordinaten) in genau einem Wort eines Speichers (z. B. Bildwiederholspeicher) mit schneller Ztjgriffszeit gespeichert werden, wobei die Reihenfolge der Wörter in dem Speicher bedeutungslos ist und daß bei oder unmittelbar or der Wiedergobe eines Bildpunktes oder einer Gruppe von Bildpunkten jedes Wort des Speichert ausgelesen und mit Hilfe von Symbolgeneratoren geprüft wird, ob und in welcher Art dieses Wort Einfluß auf die Darstellung des oder der entsprechenden Bildpunkte hat und daß für die Darstellung einer Fläche nur die Darstellungsart der Fläche (z. B. ihre Farbe) und der Verlauf ihres linken Randes spezifiziert und gespeichert wird und daß eine darzustellende Linie größerer Länge vor ihrer Speicherung in einzelne Segmente bestimmter Maximallängen zerlegt wird und daß bestimmte oder zusätzliche SpeichersteLlen jedes gespeicherten Datenwortes nur zur Kennzeichnung der Zugehörigkeit.
  • diese Wortes zu einer bestimmten Gruppe von Daten als Kenngruppe gehört.
  • In der weiteren Ausbildung sieht die Erfindung vor, daß aus Flächenränder, Einzelpunkten, aus Liniensegmenten beliebiger Länge oder aus Liniensegmenten bestimmter Maximallänge bestehen Linien und Flächenränder in Linien segmenten bestimmter Maximallänge zerlegt werden und daß die Zerlegung durch einen sehr einfachen Algorithmus geschieht. Ferner ist vorgesehen, daß die Form aller Liniensegmente mit einer Länge kleiner oder gleich der Maximallänge digital gespeichert wird und die Form der Segmente derart gewählt wird, daß die durch ihre Aneinanderreihung entstehenden langen Rasterpunktlinien die geringste Abweichung von einer gedachten Geraden besitzen.
  • Schließlich werden nach Vorgabe der Manipulationsart (z. B. Verschieben, Farbänderungen usw.) und nach Vorgabe einer Kenngruppe bei einem automatisch ablaufenden Speicherdurchlauf alle gespeicherten Bildelemente d.eser. Kenngruppe entsprechend verändert. Zusammengehörige gespeicherte Dnten werden durch zusätzliche Informationseinheiten gekennzeichnet und sind nach Vorgabe der Manipulationsart und der Kennzeichnung beim aiitomaischen Speicherdurchlauf entsprechend veränderbar.
  • Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit einer derartigen Einrichtung eine lageunabhängige Speicherung der Bildinformation möglich ist. Abgesehen von den hierbei benötigten sehr hohen internen Datengeschwindigkeiten, erlaubt die Einrichtung beliebige farbige Darstellungen aller Art mit hierfür geringem Speicheraufwand und im Verhältnis zur Leistung geringen Kosten und geringem Bauvolumen. Dabei sind insbesondere hervorzuheben, farbige grafische Darstellungen mit geringem Speicheraufwand bei freier Positionierung aller Bildelemente innerhalb des Bildschirmrasters, die Erweiterung auf beliebig viele Farben und Graustufen mit jeweils nur geringer Speichererweiterung, der schnelle Datentransfer, da jeder Platz des Bildwiederholspeichers alle 64/us zur Verfügung steht und die Reihenfolge der Daten im Bildwiederholspeicher bedeutungslos ist (Eignung zur Ausgabe von schnellbewegten Bildern). Ferner der einfache Bildaufbau, z. B. Vorgabe eines Balkens durch nur ein Wort und nicht aus einzelnen flächigen Teilsymbolen zusammengesetzt, die auf einfache Weise mögliche gemeinsame Bildmanipulation (z. B. Löschen, Verschieben, Farbänderung, vorübergehendes "Unsichtbarmachen") von mehreren durch zusätzliche Kennzeichnung als zusammengehörig definierten Bildelementen. Auch ist beim Löschen und Verschieben von einzelnen Bildelementen kein Mitlöschen geschnittener Punkte anderer Bildelemente möglich. Schließlich sind Erweiterungen zu trickfilmähnlichen flächigen Darstellungen auf einfache Art möglich, in dem z. B.
  • Liniensegmente als linke bzw. rechte Ränder einer Fläche bezeichnet und weiterverarbeitet werden.
  • Mit einer Ausführungsform dieser Einrichtung können Bilder aus bis zu 512 Bildelementen (Zeichen, Symbole, Liniensegmente und Säulen in vier Breiten) in sehr kurzer Zeit aufgebaut und dargestellt werden. Den Grund-Zeichenvorrat bilden dabei 64 alphanumerische ASCII-Zeichen im Raster 5 mal 7. Weitere fest programmierte (austauschbare ROM oder PROM) oder ftk den jeweiligen Anwendungszweck vom Rechner programmierbare (RAM) Generatoren für bis zu 3 mal 64 zusätzliche Zeichen und Symbole im Raster 8 maL 8 sind anschließbar.
  • Der Bildwiederholspeicher hat eine Größe von 512 Wörtern und kann bis zu 512 Bildelemente speichern. Der Inhalt dieses Speichers wird während einer Fernsehzeile (64/us) komplett bearbeitet und die dabei gewonnenen Bildpunktinformationen der jeweils nächsten Fernsehzeile wird zwischengespeichert. Der Zwischenspeicher besteht z. B. aus 384 Werten mit je 3 bit für sieben darstellbare Farben. Von diesen Speichern werden zwei benötigt, die als Wechselpuffer abwechselnd durch wahlfreie Adressierung von den Zeichen- und Vektorgeneratoren gefüllt (folgende Zeile) bzw. mit fortlaufender Adressierung zur Bilderzeugung ausgelesen werden (aktuelle Zeile). Für die Bearbeitung jedes Wortes des Bildwiederholspeichers stehen bei 512 Wörtern und 64/us Gesamtzeit nur ca. 100 ns zur Verfügung; die Bearbeitung kann jedoch auch in mehreren Taktschritten von jeweils ungefähr 100 ns Dauer erfolgen. Mit geringem Aufwand sind in einer so kurzen Zeit nur einfache Operationen möglich, wie Prüfung, ob Teile des Bildelementes in die nächste Zeile fallen, Adressierung des Zuischenspeirhers aufgrund der gespeicherten X-Koordinaten, Zeilenadressierung der Zeichengeneratoren aufgrund der gespeicherten Y-Koordinaten und der Y-Koordinate der zwischenzuspeichernden Zeile sowie Lesen der Zeichengeneratoren und Bildpunkttransfer in den Zwischenspeicher. Diese Operationen sind in der gegebenen Zeit durchführbar. Wesentlich aufwendiger wäre eine Berechnung der Punkte einer Linie aus ihrem Anfangs- und Endpunkt. Da beliebig gerichtete Linien größerer Länge relativ selten vorkommen (mit Ausnahme der häufig benötigten senkrechten und waagrechten Linien), ist es nicht störend, solche Linien aus kurzen Segmenten zusammenzusetzen, deren Form einem speziellen Symbolgenerator für ein Feld von z. B. 8 mal 8 Punkten entnommen wird. Ein solches Liniensegment besteht dabei aus höchstens acht Punkten und wird durch seinen Anfang und den relativen Endpunkt ( - 7 bis + 7 Punkte in X- und Y-Richtung) beschrieben.
  • Waagrechte und senkrechte dünne Linien oder Balken können dagegen eine beliebige Länge besitzen; ihre Erzeugung erfolgt nach einem anderen Prinzip.
  • Jedes Bild kann auf die gleiche Weise, wie es geschrieben wurde, auch wieder gelöscht werden. Da hierbei der gesamte Bildwiederholspeicher nach dem zu löschenden Element durchsucht werden muss, dauert ein solcher Löschvorgang bis zu 64/us. Häufig soll vom Anwenderprogramm eine größere Zahl von Bildelementen gleichzeitig aufgefrischt werden, z. B.
  • neue Meßwerte in einem Blockschultbild. Hier ist es möglich, diese Elemente mit einem gemeinsamen Kennzeichen (31 verschiedene Kenngruppen-Nummern) zu versehen und bei Bedarf gemeinsam (in 64 /us) zu löschen und schnell hintereinander neu zu schreiben oder auch (durch nur einen Befehl) als zusammenhängenden Bildteil gemeinsam zu verschieben, die Farbe zu verändern, vorübergehend nicht darzustellen u. a..
  • Generell werden für die Zuordnung der Farbe 4 bit verwendet. Damit können 10 (fUr Flächen 14) verschiedene Farben oder Graustufen dargestellt werden, deren Farbton und Helligkeit durch Vorgabe von je 15 bit von der Rechnernahtstelle aus beliebig definierbar und jederzeit veränderbar ist.
  • Blinken in mehreren Tastverhältnissen und vorübergehendes ,Unsichtbarmachen" wird dadurch erreicht, daß nur zu bestimmten Zeitabschnitten für die entsprechenden Bildelemente der Bildpunkt-Zeilenspeicher gefüllt wird.
  • Für ale Wiedergabe auf Farbmonitoren werden die Signale R, G und B (rot, grün und blau) und das Synchronsignal S getrennt herausgeführt. Hierdurch ist es auch möglich, z. B. drei monochrome Bildschirme vom gleichen Display-Controller mit unterschiedlichen Bildern zu versorgen oder bei der Wiedergabe eine andere Quelle (z. B. mit S fremsynchronisierte Fernsehkamera) anstelle eines der Farbausgänge des Display-Controllers anzuschließen und damit eine einfache Art der Bildmischung zu erreichen.
  • Eine Zusatzschaltung erlaubt die Mischung eines beliebig farbigen digital erzeugten Bildes mit einem ebenso beliebigen Bild einer anderen Quelle.
  • Die Lesbarkeit der Zeichen, Symbole und Linien wird dadurch sichergestellt, daß diese unabhängig vom jeweiligen Untergrund in der richtigen Farbe und wahlweise mit dünnen schwarzen seitlichen Rändern dargestellt werden.
  • Eine weitere hiervon unabhängige Zusatzschaltung dient der Erzeugung beliebig umrandeter farbiger Flächen durch Vorgabe der Farbe und des Verlaufs der linken Ränder dieser Flächen.
  • Folgend sind Ausführungsbeispiele beschrieben und durch Skizzen erläutert: Fig. 1 zeigt ein Display-Blockschaltbild in genereller Parameteranordnung, Fig. 2 zeigt das Display-Blockschaltbild gemäß Figur 1 in der detaillierten Darstellung, Fig. 3 zeigt ein Display-Blockschaltbild mit Randgenerator, Fig. 4 zeigt den prinzipiellen Segmentierungsalgorithmus, Fig. 4a zeigt ein Beispiel eines Vektorsegmentcodes.
  • Aus Figur 1 ist eine generelle Anordnung einzelner für die auf einem Display darzustellenden Bildelementewichtigen Parameter ersichtlich. Alle Daten der Bildelemente werden in einem Bildwiederholspeicher 1 gespeichert.
  • Die Informationen eines Bildelements entsprechen dabei genau einem Wort, der Bildwiederholspeicher muss eine schnelle Zugriffszeit haben. Die Reihenfoige dieser darin abgespeicherten Wörter ist ohne Bedeutung. Nach Fernsehnorm müssen bei der Wiedergabe eines Bildes die Farb- und bzw.
  • oder Helligkeitssignale für ein jeweils darzustellendes Bild in fest vorgegebener zeitlicher Folge vorliegen. Deshalb wird bei oder unmittelbar vor der Wiedergabe eines Bildpunktes oder einer Bildpunktgruppe jedes im Bildwiederholspeicher 1 vorgegebene Wort ausgelesen. Mit Hilfe von Symbolgeneratoren 2 (bestehend aus z. B. Zeichen ZG-, Symbol SG-, Balken BG-, Vektor VG- u. a. -Generatoren) wird jedes dieser ausgelesenen Wörter geprüft, ob und in welcher Art es Einfluß auf die Darstellung des oder der entsprechenden Bildpunkte hat. Die Anzahl der im Bildwiederholspeicher 1 -vorgegebenen Wörter beträgt z. B. n = 512, die Wortlänge z. B. m = 43 bit und die für die Prüfung des gesamten Bildwiederholspeichers 1 erforderliche Zykluszeit z. B. 64/us, was ca. 120 ns je Wort entspricht. Diese Zykluszeit entspricht der Wiedergabezeit für eine Fernsehzeile. Während des Ablaufs einer Fernsehzeile werden daher aus dem Inhalt des Bildwiederholspeichers 1 (bis zu 512 darin enthaltene Wörter) mit Hilfe der Symbol-bzw. Zeichen- und anderen -Generatoren 2, die für die nächstfolgende Fernsehzeile (k Bildpunkte) relevanten Farben und Helligkeiten ermittelt und in dem Wechselpufferspeicher 3 abgespeichert. Die Mindestanzahl " k " von Bildpunkten, deren zugehörige Helligkeits- und Farbinformation " l " zwischenzuspeichern ist, hängt von der geforderten Auflösung des Bildes, der Größe des Bildwiederholspeichers 1 und von dessen Zugriffszeit ab und beträgt z. B. 384. Die Anzahl " 1 " der bit je Bildelement hängt von der Anzahl der geforderten Farb- und Helligkeitsstufen ab. Mit 4 bit sind bis zu 16 Farben und Helligkeitsstufen darstellbar. Der Wechselpufferspeicher 3 besteht aus zwei gleichartigen Speichern, von denen wechselweise der eine gefüllt, der andere ausgelesen wird. Die Gesamtgröße ist daher z k 1 bit.
  • Im Vergleich zu anderen Einrichtungen, grafische Darstellungen zur Wiedergabe auf Fernsehmonitoren digital zu erzeugen und zu speichern ergeben sich eine Reihe von Vorteilen. Zum Beispiel beträgt die gesamte Speicherkapazität statt ca. 400.000 bit (herkömmlich) nur ca. 25.000 bit bei einer Auflösung von 256 mal 384 Punkten, wobei je Punkt 4 bit für Farbe und Helligkeit vorgesehen sind. Die Zugriffszeit auf alle gespeicherten Informationen beträgt statt der generellen 20 ms nur 64/us. Die bisher für ein Bildelement benötigte Eingabezeit von bis zu 20 ms wird auf Zeiten zwischen ca. 100 ns und 64/uns reduziert. Ferner wird statt einem ungewollten Löschen bei vorübergehender Uberschneidung von Bildelementen eine völlige Unabhängigkeit der gespeicherten Bildelemente untereinander erreicht.
  • Statt dem meist punktweisen Löschen und Wiedereinschreiben vieler Einzelelemente werden Bewegungen, Farbänderungen u. a. von einzelnen Bildelementen oder Gruppen von Bildelementen durch einzelne Befehle ausgelöst.
  • Aus Figur 2 ist die Anordnung gemäß Figur 1 in einem detailliertem Blockschaltbild ersichtlich. Mit Hilfe der Eingabe-Register 4 (Koordinaten-, Farbe-, Status- u. a. -Register) wird aus dem an der Schnittstelle 5 (fUr Rechner bzw. CAMAC) anliegenden Transferwort (z. B. Statuswort für Farbe, Blinken, Löschgruppe, Löschen, alphanumerischen Schreibabstand, Zeichenwort für Zeichen- oder Symbole einschließlich Schreiben und Löschen, Symbolgeneratorwort, Vektorsegmentwort fUr Quadrant, relativer Endpunkt, schreiben oder Löschen bzw. Adressen des Bildelementes für X- und Y-Richtung (9 bis 8 bit) und andere Worttypen) das interne Speicherwort zusammengestellt. Beim Schreibvorgang wird über ein Steuerwerk 6 dieses Wort an einen beliebigen freien Platz des Bildwiederholspeichers 1 (Schieberegister mit 512 Wörtern) geschrieben bzw. gespeichert. Die Schreibzeit kann dabei je nach Füllung dieses Speichers zwischen ca.
  • 100 ns und 64/us liegen. Beim Löschvorgang wird das zusammengesetzte Wort mit allen Wörtern des Bildwiederholspeichers 1 verglichen und bei Ubereinstimmung das gefundene Wort gelöscht.
  • Der Bildwiederholspeicher 1 wird in 64/us einmal zyklisch gelesen. Dabei wird jedes Wort geprüft, ob es ein Bildelement mit einem oder mehreren Punkten in der nächsten Fernsehzeile enthält. Ist dies der Fall, so wird einer der Symbol- bzw. Zeichengeneratoren 2 angesteuert (Codewort und Symbolzeile), der einen der Wechselpufferspeicher 3 (z. B. RAM 1) spaltenmäßig adressiert. Die aus dem Generator 2 gelesenen Bildpunktdaten werden dann dem Farbstatus entsprechend in den Wechselpufferspeicher 3 gelesen bzw.
  • gespeichert. Während der Fernsehzeile, in der z. B. der Speicher 3.1 mit wahlfreiem Zugriff die Bildpunktinformation für die nächste Zeile erhält, wird der andere Speicher 3.2 sequentiell ausgelesen. Aus den hieraus erzeugten Bildsignalen 7 und den von der Zeitsteuerung 8 (Zähler zur fernsehgerechten Rasterung des Bildes) abgeleiteten Synchronsignalen 9 entstehen die Videosignale nach CCIR-Norm 10, wobei eine zusätzliche Mischschaltung 11 das Einblenden von Videosignalen anderer Quellen 12 (z. B.
  • von Kamerasignalen) erlaubt. Am Ende jeder Fernsehzeile wird zwischen den beiden Speichern 3 (3.1 und 3.2) umgeschaltet d. h., der zuvor gefüllte Speicher wird ausgelesen und der zuvor ausgelesene und gelöschte Speicher wird (im Wechselpufferbetrieb WB) neu gefüllt. Von den Speichern 3 gelangen dann die Bildsignale 7 in die Video- und Digitalausgänge und in die Mischschaltung 11.
  • Die Lesbarkeit der dargestellten Zeichen und Symbole kann sich wesentlich verschlechtern, wenn sie sich gegenseitig überschneiden oder mit eingeblendeten Kamerabildern gleicher Helligkeit oder Farbe überdecken. Bei bisher Ublichen Schaltungen führt z. B. die Kreuzung zwischen einer roten und einer grUnen Linie zu einem gelben Punkt, die Kreuzung zwischen zwei grauen Linien zu einem weißen Punkt. Ist dies nicht erwünscht, so wird jedem einzelnen Bildelement für seine farb- oder helligkeitsrichtige Darstellung eine Priorität zugeordnet, was jedoch sehr aufwendig ist. Einfacher zu realisieren ist eine feste Prioritätsfolge zwischen den (z. B.
  • acht verschiedenen) Farben oder Helligkeitsstufen nach ihrer Wichtigkeit fUr die Darstellung. Zweckmäßigerweise erhält bei Graustufen Weiß die höchste Priorität usw., so daß die Uberschneidung zwischen einer hellgrauen und einer dunkelgrauen Linie hellgrau ist. Für Farben sind ebenfalls Prioritäten bzw. erwünschte Mischfarben festlegbar. Ebenso ist es notwendig, bei Einblendung von Symbolen in Kamerabilder das unterlegte Bild an den Symbolpunkten zu unterdrUcken. Anderenfalls würde z. B. ein roter Punkt auf hellgrauem Kamerabild blaßrosa dargestellt werden. Wird bei der Einblendung das unterlegte Bild etwas länger ausgetastet als es fUr die Wiedergabe der Symbolbildpunkte erforderlich ist, so entstehen gut lesbare Zeichen mit dünnen ein- oder beidseitigen schwarzen Rändern.
  • In Figur 3 ist die Erweiterung des Display-Blockschaltbildes um einen Flächenrandgenerator dargestellt. Bei der Erzeugung eines Bildes nach Fernsehnorm wird die gespeicherte Information aller Ränder zyklisch z. B.
  • in 64 uns durchlaufen. Mit Hilfe eines Randgenerators 13 wird für jeden vorkommenden Rand genau ein linker Einsatzpunkt für z. B. die nächste Fernsehzeile ermittelt und die zugehörige Farb-Helligkeits-Information für dessen Punkt wird in einem zusätzlichen Wechselpuffer-Zwischenspeicher 14 abgelegt bzw. gespeichert. Am Ende eines zyklischen Durchlaufs im Bildwiederholspeicher 1 enthält ein Teil des Wechselpuffer-Zwischenspeichers 14 dann alle Informationen bezüglich der linken Ränder von Flächen mit Darstellung in der nächsten Fernsehzeile. In der darauffolgenden Fernsehzeile wird der Wechselpuffer-Zwischenspeicher 14 entsprechend dem Verlauf des Fernsehsignals von links nach rechts ausgelesen und bei Auftreten eines mit einem Randpunkt besetzten Speicherplatzes wird dessen Information in ein Bildpunktregister 15 übernommenl an dessen Ausgang A dadurch die Bildpunktinformation für die Fläche vorliegt und ebenfalls zur Bildsignalerzeugung (7 in Fig. 2) verwendet wird. Dabei werden rechte Ränder von Flächen stets als linke Ränder der angrenzenden Fläche definiert. Grenzt rechts keine Fläche an, so wird der fehlende rechte Rand als linker Rand eine "unsichtbaren" Pseudofläche definiert. Wird auch dies unterlassen, so endet die letzte Fläche mit dem rechten Bildrand.
  • Aus Figur 4 ist der prinzipielle Algorithmus zur Zerlegung langer Linien (Vektoren) in Vektorsegmente bestimmter Maximallänge (hier 8) in einem Flußdiagramm dargestellt. Die Vektorsegmente bestehen aus Punkten im Raster 8 mal 8. Zum Beispiel ist das Segment 00 ein einzelner Punkt mit den Koordinaten (0,0), das Segment 77 eine Diagonale aus acht Punkten mit den Koordinaten (0,0) bis (7,7); siehe auch Figur 4a. Gleichzeitig mit dem Speichern des Vektorsegment-Codes im Bildwiederholspeicher 1 (Fig. 1 bis 3) wird das Eingabekoordinaten-Register (X-Koordinaten, Y-Koordinaten) 4 (siehe Fig. 2) so inkrementiert, daß es die Koordinaten des letzten Segmentpunktes enthält d. h., um 0 bis 7 Schritte je Achsrichtung. Zur Darstellung von Vektoren mit einer'Länge von mehr als acht Punkten,ist deren Zerlegung in einzelne Segmente erforderlich. Hierzu müssen Stützpunkte und die Codes der einzelnen Segmente ermittelt werden. Für die Wahl der Stützpunkte sind bei einer Maximallänge von acht Punkten je Segment und einer Maximalschrittweite von sieben Punkten zwei Möglichkeiten sinnvoll.
  • Dabei ist die Form der einzelnen Segmente so festgelegt, daß sich beide Male gute Anschlüsse ergeben. Beim Stützpunktabstand 7 ist der Stützpunktabstand gleich der maximalen Schrittweite, wobei erster und letzter Punkt jedes Segments auf Stützpunkten liegen, d. h. die Stützpunkte sind von Punkten beider angrenzender Segmente belegt. Das hat den Vorteil der optimalen Ausnutzung der automatischen Inkrementierung; es brauchen nur die Segmentcodes aufeinanderfolgend übertragen werden. Beim Stützpunktabstond 8 dagegen Uberdecken sich die Segmente nicht in einem Punkt, sondern schließen aneinander an, wobei der erste Punkt eines jeden Segments auf einem Stützpunkt und der letzte Punkt jeweils unmittelbar vor dem nächsten Stützpunkt liegt. Hier besteht der Vorteil in der optimalen Ausnutzung der Speicherkapazität des Bildwiederholspeichers und in einem sehr einfachen Segmentierungsalgorithmus.
  • Die Segmentierung nach der zweiten Art erfolgt derart, daß stets die maximale Segmentlänge von acht Punkten ausgenutzt wird. Dabei werden flache Vektoren in X-Richtung segmentiert, steile Vektoren in Y-Richtung.
  • Mit dem in Figur 4 dargestellten Flußdiagramm ist als Beispiel die Segmentierung eines flachen Vektors im ersten Quadranten mit dem Stützpunktabstand 8 beschrieben. Für andere Quadranten sind die Vorzeichen zu ändern und für steile Vektoren X und Y zu vertauschen. Der beschriebene Algorithmus verwendet nur Multiplikationen, die durch eine Schiebeoperation realisiert werden können. Sind z. B. die Bezeichnungen SX Segment, X-Komponente (für flache Vektoren SX = 7) SY Segment, Y-Komponente (wird berechnet) VX Vektorlänge, X-Komponente VY Vektorlänge, Y-Komponente CX Segmentfußpunkt, X-Komponente (bezogen auf den Vektorunfang) CY Segmentfußpunkt, Y-Komponente (bezogen auf den Vektoranfong) 8 VY so werden im Prinzip die jeweiligen SY durch die Rechnung VX erhalten, wobei der Divisionsrest zur Berechnung des nächstfolgenden SY berücksichtigt werden muss. Dabei wird die Ausgabeoperation 1 (Fig. 4 links) zum Schreiben des letzten Segments durchlaufen, die Ausgabeoperation 2 (Fig. 4 Mitte rechts) bei ständigem oder zeitweiligem 450-Anstieg und in allen anderen Fällen die Ausgabeoperation 3 (Fig. 4 rechts).
  • Für eine Maximallänge von acht Punkten für ein Vektorsegment ergeben sich für einen Richtungsquadranten 64 verschiedene Vektorsegmente, wobei für jede der Komponenten acht verschiedene Längen möglich sind (siehe Fig.
  • 4a). Beim heutigen Stand der Technik sind diese Segmente gemeinsam in einem integrierten Schaltkreis mit Lesezeiten unter 100 ns speicherbar.
  • L e e r s e i t e

Claims (7)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e : 0 Einrichtung zur digitalen Speicherung und Erzeugung von schnell veränderbaren vollgrafischen, vektoriellen oder flächigen schwarzweißen oder farbigen Darstellungen auf Geräten der Fernsehtechnik (z. B. Fernsehmonitoren) und bzw. oder auf anderen Anzeigegeräten mit Rasterstruktur und Rasterablenkung und bzw. oder zur vereinfachten Erzeugung von Flächen durch Vorgabe ihres Randes oder eines Teiles ihres Randes und bzw. oder zur vereinfachten Erzeugung vot Linien beliebiger Länge und Richtung (Vektoren) und bzw. oder zur gemeinsamen Manipulation gespeicherter Darstellungen oder Teilen davon bei automatischen Speicherdurchläufe in Bildwiederholspeichern von Datensichtgeräten und bzw. oder zur gemeinsamen Manipulation beliebiger gespeicherter Informationseinheiten bei automatischen Speicherdurchläufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellung aus einzelnen Bildelementen (z.B. Zeichen, Symbole, Vektoren, Balken u. a.) aufgebaut ist und daß dabei alle zu einem Bildelement gehörenden Informationen (I) (z.B. einschließlich Koordinaten) in genau einem Wort eines Speichers (z.B. Bildwiederholspeicher) (1) mit schneller Zugriffszeit gespeichert werden, wobei die Reihenfolge der Wörter in dem Speicher (1) bedeutungslos ist und daß bei oder unmittelbar vor der Wiedergabe eines Bildpunktes oder einer Gruppe von Bildpunkten jedes Wort des Speichers (1) ausgelesen und mit Hilfe von Symbolgeneratoren (z. B. 2, 3 bzw. ZG, SG, VG usw.) geprüft wird, ob und in welcher Art dieses Wort Einfluß auf die Darstellung des oder der entsprechenden Bildpunkte hat und daß für die Darstellung einer Fläche nur die Darstellungsart der Fläche (z. B. ihre Farbe) und der Verlauf ihres linken Randes spezifiziert und gespeichert wird und daß eine darzustellende Linie größerer Länge vor ihrer Speicherung in einzelne Segmente bestimmter Maximallängenzerlegt wird und daß bestimmte oder zusätzliche Speicherstellen jedes gespeicherten Datenworte nur zur Kennzeichnung der Zugehörigkeit dieses Wortes zu einer bestimmten Gruppe von Daten als Kenngruppe gehört.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Flächenränder aus Einzelpunkten, aus Liniensegmenten beliebiger Länge oder aus Liniensegmenten bestimmter Maximallänge bestehen.
  3. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Linien und Flächenränder in Liniensegmente bestimmter Maximallänge zerlegt werden und daß die Zerlegung durch einen sehr einfachen Algorithmus geschieht.
  4. 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Form aller Liniensegmente mit einer Länge kleiner oder gleich der Maximallänge digital gespeichert wird.
  5. 5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Segmente derart gewählt wird, daß die durch ihre Aneinanderreihung entstehenden langen Rasterpunktlinien die geringste Abweichung von einer gedachten Geraden besitzen.
  6. 6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach Vorgabe der Manipulationsart (z. B. Verschieben, Farbänderungen usw.) und nach Vorgabe einer Kenngruppe bei einem automatisch ablaufenden Speicherdurchlauf alle gespeicherten Bildelemente dieser Kenngruppe entsprechend verändert werden.
  7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusammengehörige gespeicherte Daten durch zusätzliche Informationseinheiten gekennzeichnet werden und daß diese Daten nach Vorgabe der Manipulationsart und der Kennzeichnung beim automatischen Speicherdurchlauf entsprechend veränderbar sind.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2943390A1 (de) * 1979-10-26 1981-05-27 Institut für Rundfunktechnik GmbH, 8000 München Verfahren zum uebernehmen serieller, in gleichlange bitgruppen gegliederter zeitcodedaten von einem rechner
DE3444400A1 (de) * 1983-12-05 1985-06-13 Rca Corp., New York, N.Y. Anordnung zur bildlichen wiedergabe von informationen mittels bit-abbildung

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DE2943390A1 (de) * 1979-10-26 1981-05-27 Institut für Rundfunktechnik GmbH, 8000 München Verfahren zum uebernehmen serieller, in gleichlange bitgruppen gegliederter zeitcodedaten von einem rechner
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