DE3306288A1

DE3306288A1 - Synthetisch gebildete farbenpalette

Info

Publication number: DE3306288A1
Application number: DE19833306288
Authority: DE
Inventors: Anthony David Searby; Ian Clive Walker
Original assignee: Quantel Ltd
Current assignee: Quantel Ltd
Priority date: 1982-03-11
Filing date: 1983-02-23
Publication date: 1983-09-15
Also published as: FR2523332B1; GB2116407A; FR2523332A1; GB2116407B; DE3306288C2; US4524421A

Description

Synthetisch gebildete Farbenpalette

Die Erfindung befasst sich mit Bilderzeugungssystemen und betrifft insbesondere die Farbinformationssynthese, die sich zur Verwendung bei derartigen Systemen eignet.

Es gibt eine Anzahl von Standard-Computer-Peripherie-Geräten, die dazu zur Verfügung stehen, vollständig auf elektronischem Wege Computergrafiken zu erzeugen. Diese können die Form von Vektor- oder Rasteranzeigen haben, wobei die Eingabeeinrichtung gewöhnlich in Form eines grafischen Tabletts oder Berührungstabletts vorliegt, auf dem die Bedienungsperson zeichnen kann, wobei sie die Ergebnisse dieser Arbeit an der elektronischen Anzeige in Echtzeit betrachten kann.

Ein typisches bekanntes elektronisches grafisches System ist in Fig. 1 der zugehörigen Zeichnung dargestellt, wobei die Hauptbauteile ein grafisches Tablett 10, einen Computer 12, einen Bildspeicher 13 und eine Anzeige 17 umfassen. Ein Künstler zeichnet mit einem Zeichenstift 11 auf dem grafischen Tablett und der Computer 12 registriert die Koordinaten des Zeichenstiftes, während er die gewählte Farbe vom Wähler 18, mit der der Künstler zu zeichnen gewählt hat, im Gedächtnis behält. Der Computer liefert anschliessend geeignete Adressen dem Bildspeicher 13, in dem der Bildpunkt an dieser Adresse so modifiziert wird, dass er die Kodierung (im typischen Fall 8 Bits) hält, die der gewählten Farbe entspricht, die er als ankommende Daten empfängt. Wenn der Bildspeicher mit der normalen Rundfunkbildgeschwindigkeit unter der Steuerung des Anzeigeadressengenerators 15 ge-

lesen wird, der im typischen Fall mit einem äusseren Synchronbezugssignal synchronisiert ist, falls das zur Verfügung steht, dann werden die Linien und Bilder, die vom Künstler gezeichnet werden, an der Anzeige sichtbar. Der Monitor 17 ist in Fig. 1 so dargestellt, dass er die Bilddaten empfängt,die über einen Digital/Analogwandler 14 in analoge Form umgewandelt wurden. Es hat sich in der Praxis herausgestellt, dass bei der Anordnung der Anzeige in der Nähe des grafischen Tabletts der Künstler seine Hand zwar nicht betrachtet, der Schirm jedoch keine Schwierigkeiten bereitet.

Es ist möglich, den Computer dazu zu benutzen, die Zeichenstiftgrösse über den Wähler 19 so anzugeben, dass der Durchmesser mehrere Bildpunkte beispielsweise beträgt, so dass die Linien des gezeichneten Bildes eine angegebene Breite haben als wären sie mit einem grösseren Zeichenstift gezeichnet. Das wird dadurch erreicht, dass das Einschreiben der Daten in den Bildspeichern so gesteuert wird, dass benachbarte Bildpunkte gleichfalls die ankommenden Daten empfangen.

Obwohl das System einen einzigen Bildspeicher 13 aus Gründen der Einfachheit des Verständnisses zeigt, wird in der Praxis die Farbinformation vom Computer 12 im typischen Fall zu drei getrennten Bildspeichern geleitet, von denen jeder jeweils die Helligkeits- und Farbdifferenzanteile der Farbinformation (Y, I und Q für NTSC) handhabt , wobei ihre Ausgangssignale rekombiniert werden, um die normale Farbinformation zu erzeugen, die unter Verwendung von Standardbildtechniken am Monitor 17 angezeigt wird. Es sind andere Systeme mit einem einzigen Bildspeicher bekannt, bei denen die Teilfarbe in Form der Rot-, Grün- und Blauanteile der Farbinformation gehandhabt wird. Obwohl in der 5 dargestellten Weise die Farbe einfach durch den Wähler

gewählt wird, kann auch die Bedienungsperson dann, wenn sie eine Farbe wählen möchte, eine Gruppe von Zellen auf den Monitorschirm abrufen, die äquivalent einer Anzahl von Farbeimern ist, und durch ein Bewegen des Zeichenstiftes über den Bereich des grafischen Tablettes die entsprechende Lage des Zeichenstiftes auf dem Schirm betrachten (da der Computer im typischen Fall ein Fadenkreuz oder einen anderen Schirmzeiger erzeugt, der die Lage des Zeichenstiftes angibt). Wenn der Zeichenstift sich über dem gewünschten Farbeimer befindet, wird das Tablett tatsächlich berührt, was dann sicherstellt, dass diese Farbe durch den Computer zur Ausgabe auf den Schirm über den Bildspeicher gewählt wird, wenn der Zeichenstift das gewünschte Bild zeichnet.

Insbesondere dann, wenn ein grösserer Realismus und stärkere Farbvariationen gewünscht sind, besteht bei derartigen Systemen ein Problem darin, dass sie so ausgelegt werden müssen, dass sie eine grosse Anzahl derartiger Farbeimer der Bedienungsperson zur Verfügung stellen können. Selbst dann kann die Bedienungsperson die zur Verfügung stehende Auswahl für ihre Bedürfnisse noch unangemessen finden.

Die Erfindung befasst sich mit einer Anordnung, die es der Bedienungsperson erlaubt, eine Farbe aus einer Vielzahl verschiedener Farben zu erzeugen, ohne dass es notwendig ist, eine unhandlich grosse Anzahl von Farbeimern oder anderen Farbwähleinrichtungen zur Verfügung zu haben.

Der im folgenden verwandte Begriff "Farbe" umfasst nicht nur verschiedene Farben , sondern auch verschiedene Farbtöne derselben Farbe sowie die verschiedenen Grauschattierungen im einfarbigen Medium.

Die erfindungsgemässe synthetisch gebildete Farbenpalette umfasst eine Farbquelleneinrichtung zum Bestimmen von wenigstens zwei Farben, eine Wähleinrichtung zum Wählen der Farben von der Farbquelleneinrichtung, eine Verarbeitungseinrichtung zum Mischen der gewählten Farben in den gewünschten Proportionen, eine Steuereinrichtung zum Steuern der gewünschten Proportionen der Farbmischung von Hand aus, eine Monitoreinrichtung zur Sichtüberwachung der Mischung von wenigstens zwei Farben und eine Halteeinrichtung zum Festhalten der gemischten Farbe für eine spätere Verwendung.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben:

Fig. 1 zeigt ein bekanntes grafisches System mit Handsteuerung.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungs-

gemässen synthetisch gebildeten Farbenpalette.

Fig. 3 zeigt die Palettenanzeige mit einem darauf gebildeten Farbengemisch.
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Fig. 4 zeigt die Farbverarbeitung in Form von drei Komponentenwegen, die gleichzeitig arbeiten.

Fig. 5 zeigt eine Farberpalettenanordnung, die sich für den Einbau in das in Fig. 1 dargestellte System

eignet.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen synthetisch gebildeten Farbenpalette ist in Fig. 2 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel arbeitet die Farbenpalette im digitalen Bereich.
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Das Farbenpalettensystem enthält eine Anzahl von Malfarben von Farbquellen 20 - 23. Im typischen Fall kann jede dieser Farbquellen einen digitalen Daumenradschalter umfassen, der ein digitales Ausgangssignal erzeugt, das die zugeordnete Farbe angibt. Jeder Schalter hat im typischen Fall mehr als eine Schaltstellung, so dass er eine Wahl der Farben liefert. Auf eine passende Farbe kann über einen Drehschalter 24 zugegriffen werden und die digitale Zahl wird dem Prozessor 30 zugeführt, der bei dieser Anordnung aus einem Subtrahierglied 32, einem Multiplizierglied 33 und einem Addierglied 34 besteht. Das verarbeitete Ausgangssignal wird einem oder mehreren Plätzen im Palettenspeicher 31 unter der Steuerung des Palettenspeicheradressengenerators 35 zur Verfügung gestellt. Die Adressen werden durch den Zeichenstift 11 bezeichnet, der wie bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung das grafische Tablett 10 berührt, obwohl der Palettenspeicher nicht so gross wie der Bildspeicher sein muss und so die Bildpunktadressierungserfordernisse vermindert werden können.

Das grafische Tablett liefert einen Abtastimpuls immer dann, wenn der Zeichenstift bewegt wird, wobei dieser Impuls dazu benutzt wird, einen Palettenspeicherschreibzyklus auszulösen.

Im typischen Fall kann die Palettengrösse 256 χ 128 Bildpunkt betragen, so dass sich ein Palettenflächenbereich mit der Grosse 1/16 des Schirmes ergibt, wenn er am 35

-/to-

Monitor angezeigt wird. Die Farbmischung, die von der Verarbeitungseinheit 30 an irgendeinem Punkt in der Palette geliefert wird, wie es über den Speicher 31 überwacht wird/ kann für die künftige Verwendung beim tatsächlichen Zeichnen festgehalten werden, indem das digitale Äquivalent über einen Schalter 25 Verriegelungsschaltungen 27, 28 oder 29 zugeführt wird und die relevante Bildpunktstelle dadurch gewählt wird, dass der Zeichenstift 11 an die richtige Stelle auf dem grafischen Tablett 10 gebracht wird, wodurch auf diese Palettenadresse zugegriffen werden kann.

In der Praxis ist der Zeichenstift 11 im typischen Fall so aufgebaut, dass er eine druckempfindliche Einrichtung,

1:; beispielsweise ein federbeaufschlagtes Potentiometer enthält, so dass der anliegende Druck eine Spannung erzeugt, die nach einer Umwandlung im Analog/Digitalwandler 28 dazu benutzt wird, die Verarbeitung in der Verarbeitungseinheit 30 so zu manipulieren, dass genauer der Misch- effekt simuliert wird, der mit- der Farbmischung bei einer normalen Palette verbunden ist, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Mehr als eine Farbe von dem Gemisch kann in den Ersatzverriegelungsgliedern gehalten werden. Die typische Arbeit des Palettensystems beginnt daher z.B. mit dem Wählen der Farbe 1 und mit der Eingabe dieser Farbe in die Farbenpalette, d.h. über die Verarbeitungseinheit 30 in den Speicher 31. Wenn in dieser Phase im Speicher 31 keine andere Farbe vorhanden ist, wird die gespeicherte Farbe nur vom Zeichenstiftdruck alleine abhängen. Beim Wählen der Farbe 2 in Fig. 2 wird diese Farbe mit der gespeicherten Farbe so verarbeitet, dass sie an den Teilen gemischt werden, Hn denen die beiden Farben einander überlappen. Diese Mischung wird gleichfalls vom Zeichenstiftdruck und davon abhängigen, wieviele übereinanderliegende Striche des Zeichenstiftes von der Bedienungs-

- Al ·

person gezogen wurden. Wenn eine bestimmte Farbe oder ein bestimmter Bereich von Farben in zufriedenstellender Weise erzeugt ist ,dann kann jede dieser Farben, beispielsweise die Farben M und N in Fig. 3, in den geeigneten Verriegelungsgliedern für eine spätere Verwendung entweder zum Zeichnen oder zum Mischen mit anderen Farben über den Schalter 24 festgehalten werden. Diese Technik erlaubt eine Regenierung nach Wunsch des gesamten Bereiches von Farben aus wenigen Grundfarben. Obwohl nur drei Verriegelungsglieder aus Gründen der Einfachheit dargestellt sind, kann diese Anzahl erhöht werden. Wenn beispielsweise eine Bedienungsperson an einem Porträt arbeitet, kann beispielsweise ein Bereich von Hauttönen aufgebaut werden und zur Verwendung bei diesem bestimmten Gegenstand festgehalten werden. Was andere Bilder mit Himmelsdarstellungen anbetrifft, so kann ein Bereich von Blautönen benutzt werden.

Obwohl das obige System als ein System beschrieben wurde, das den normalen Farbmischvorgang simuliert, kann es so abgewandelt werden, dass das grafische Tablett eine stetige Kette von Abtastimpulsen erzeugt, so dass der Mischeffekt das Zeitintervall berücksichtigt, für das der Zeichenstift an einer gegebenen Stelle gehalten wird.

Obwohl die Malfarbenverarbeitung in Form einer einzigen Verarbeitungseinheit 30 und des Palettenspeichers 31 aus Gründen der Einfachheit des Verständnisses dargestellt wurde, was vollständig ausreicht für einfarbige Bilder, bei denen die erzeugten Farben alle Schattierungen von grau sind, wird im typischen Fall die Farbinformation auf drei identischen Wegen gehandhabt. Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, wird somit die Malfarbe von den Blöcken 2OA, 2OB, 2OC, die jeweils die Farbanteile beispielsweise Y, I und Q halten,den jeweiligen Verarbeitungseinheiten und Palettenspeichern 3OA - 3OC, 31A - 31C ausgegeben,

- -β -1A-

die über einen gemeinsamen Adressengenerator 35 parallel betrieben werden. Die jeweiligen Ausgangssignale gehen zu einem Kombinierer 43, der die volle Farbe zur überwachung (beispielsweise über einen Digital/Analogwandler, falls das notwendig ist) liefert oder der die volle Farbe zu Halteverriegungsgliedern rückführen kann.

Wenn das erfindungsgemässe Farbenpalettensystem in eine bestehende grafische Anordnung des in Fig. 1 dargestellten Typs eingebaut wird, dann kann das vorliegende System durch die in Fig. 5 dargestellte Anordnung wiedergegeben werden. Eine gewählte Farbe, die über den Computer zur Verfügung gestellt wird, kann mit einer Farbe gemischt werden, die bereits in der Palette vorliegt, wobei nach der Mischung die Farbe, die von Interesse ist, zur Verwendung in einem Bildspeicher im Verriegelungsglied 26 festgehalten werden kann.

Obwohl es nicht dargestellt ist, kann es zweckmässig sein, den Monitorschirm für den Bereich ausserhalb des Palettenbereiches unter Verwendung von Standardtechniken zu löschen oder den Palettenbereich über das gezeichnete Bild zu tasten.

Obwohl sich das erf indungsgemässe Farbenpalettensystem für Grundgrafikerzeugersysteme eignet, ist es durch die Flexibilität und Fähigkeit der Farbenpalette ideal für kompliziertere Systeme, wie sie beispielsweise in der GB-Patentanmeldung Nr. 8136 539 beschrieben sind.

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Claims

Patentanwälte DipL-IKg* H-^juci^Ahn, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H, LiSKA/ Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel

8000 MÜNCHEN 86 2 3. Feb. S POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22

TELEFON (089) 98 03 52

TELEX 522621

TELEGRAMM PATENTWEICKMA NN MÜNCHEN

P/ht.

Quantel Limited, Kenley, Surrey, Grossbritannien

PATENTANSPRÜCHE

Synthetisch gebildete Farbenpalette, gekennzeichnet durch eine Farbquelleneinrichtung (20-23) zum Bestimmen von wenigstens zwei Farben, eine Wählereinrichtung (24) zum Wählen der Farben von der Farbquelleneinrichtung, eine Verarbeitungseinrichtung (30) zum Mischen der gewählten Farben in den gewünschten Proportionen, eine Steuereinrichtung (10, 11) zum Steuern der gewünschten Proportionen der Farbenmischung von Hand aus, eine Monitoreinrichtung (17) zur Sichtüberwachung der Mischung der wenigstens zwei Farben und eine Halteeinrichtung (27-29) zum Festhalten der gemischten Farbe für eine spätere Verwendung .
2. Farbenpalette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Verarbeitungseinrichtung einen Palettenspeicher (31) aufweist, der eine Vielzahl von Speicherplätzen hat, die die Palettenmischflache . bestimmen können.
3. Farbenpalette nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung, die den Palettenspeicher aufweist, eine Vielzahl von Verarbeitungswegen (30A-30C) enthält, die gleichzeitig bestimmte Anteile der Färbinformation handhaben können.
4. Farbenpalette nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,, dass die Steuereinrichtung von Hand aus den Teil der Palettenfläche steuern kann, der beim Farbmischvorgang benutzt wird,und den Zugriff zu der Farbe steuert, die durch die Halteeinrichtung festgehalten ist.
5. Farbenpalette nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Steuereinrichtung einen von Hand bedienbaren Sensor (11) aufweist, um die durch die Verarbeitungseinrichtung bewirkte Mischung zu variieren.
6. Farbenpalette nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet, dass der Sensor die bewirkte Mischung in Abhängigkeit von dem von Hand aus anliegenden Druck variieren kann.
7. Farbenpalette nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

zeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung wenigstens ein Addierglied und ein Multiplizierglied (33, 34) enthält.
8. Farbenpalette nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Steuereinrichtung ein Berührungs-

tablett (10) mit zugehörigem Zeichenstift (11) aufweist, das die Anwendung der gewählten Farben steuern kann.
9. Farbenpalette nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, dass die Halteeinrichtung eine Vielzahl von Datenverriegelungsgliedern (27-29) enthält, die alle eine Information halten, die die gemischte Farbe wiedergibt.
10. Farbenpalette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass die Farbquelleneinrichtung eine Vielzahl von Quellen (20-23) enthält, von denen jede einen Anteil der Farbinformation zur Verwendung in den jeweiligen Verarbeitungswegen bezeichnet.
11. Farbenpalette nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass der Mischungsprozess das Zeitintervall berücksichtigen kann, für das die Steuereinrichtung an einer gegebenen Stelle gehalten wird.
12. Verfahren zum synethischen Bilden einer Farbenpalette, dadurch gekennzeichnet , dass wenigstens zwei Farben angegeben werden, dass eine Farbe von den angegebenen Farben gewählt wird, dass die Farben in den gewünschten Proportionen unter einer Handsteuerung gemischt werden und dass der Mischprozess überwacht und die Mischung festgehalten wird, wenn die gewünschte Farbe erhalten wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , dass die Palettenmisch.f lache auf eine derartige Grosse bestimmt wird, dass Variationen in der Mischung erhalten werden können.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , dass die Farbmischung in Abhängigkeit vom von Hand aus anliegenden Druck variiert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , dass der Mischprozess in eine Vielzahl von Wegen unterteilt wird, um bestimmte Anteile der Farbe gleichzeitig verarbeiten zu können.