DE3780515T2

DE3780515T2 - Videoanzeigesystem mit einem graphischer cursor.

Info

Publication number: DE3780515T2
Application number: DE8787304097T
Authority: DE
Inventors: James Edward Burrows
Original assignee: Fujitsu Services Ltd
Current assignee: Fujitsu Services Ltd
Priority date: 1986-05-28
Filing date: 1987-05-07
Publication date: 1993-01-21
Anticipated expiration: 2007-05-08
Also published as: EP0247751A2; US4768029A; GB8612930D0; EP0247751B1; EP0247751A3; DE3780515D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Videoanzeigesystem mit einem graphischem Cursor. Insbesondere betrifft die Erfindung das Problem der Überlagerung eines graphischen Cursors auf eine rasterabgetastete Videoanzeige, z.B. für eine interaktive Graphik-Arbeitsstation mit hoher Auflösung.
Bei einem typischen Graphik-Anzeigesystem mit hoher Auflösung wird das Anzeigebild in einem Speicher in Form einer bitweise erfolgten Abbildung aufgenommen, d.h., daß jedes Bildelement (pixel) der Anzeige durch den Zustand eines einzelnen Bits im Speicher (im Fall einer monochromen Anzeige), oder durch die Zustände mehrerer Bits (im Fall einer Grauskala oder Farbanzeige) definiert wird. Im Betrieb werden Daten aus dem Speicher synchron mit der Rasterabtastung der Anzeige ausgelesen und in Serienform umgewandelt, um ein Videosignal zum Ansteuern der Anzeige zu erzielen.
Ein derartiges Anzeigesystem hat normalerweise eine Einstellorrichtung in Form einer "Maus" oder eines ähnlichen Wandlers, der auf den Anzeigeschirm zeigt und auf ihm zeichnet. Die physikalischen Bewegungen der Maus werden in x-y Koordinaten umgesetzt, die die Position eines graphischen Cursors innerhalb der Sichtanzeige definieren. Der Cursor besteht normalerweise aus einer rechteckförmigen Fläche innerhalb des angezeigten Bildes, in welchem das gespeicherte Bild nach einem bestimmten Algorithmus mit Hilfe des Inhalts einer Cursor-Biteinstellung, die auch innerhalb des Speichers gespeichert ist, modifiziert wird. Der Cursor kann beispielsweise aus 64 x 64 Bildelementen bestehen.
Bei einem derartigen herkömmlichen System werden die gesamten Cursordaten aus dem Speicher in einen schnellen statischen Speicher während des Bildaustastintervalles der Sichtanzeige gelesen, wenn der Speicher-Videodatenkanal sonst unbesetzt ist. Die Cursordaten werden dann aus dem schnellen Speicher ausgelesen, in Serienform umgewandelt und ausgerichtet und mit den in serielles Format gebrachten Bilddaten in Echtzeit kombiniert, um ein Ausgangs-Videosignal zu erzeugen, das dem Bild entspricht, wobei der Cursor an der gewünschten Position überlagert wird.
Die bei dieser Methode auftretenden Probleme sind folgende:
1. Um die Bild- und Cursordatenströme nach der Serialisierung zu kombinieren, ist eine sorgfältige Zeitsteuerung der serialisierenden Schieberegister erforderlich, wobei die Steuerlogik mit der Bildelement-Taktrate arbeitet. Wenn die Bildelement-Taktraten in den VHF-Bereich (100 -150 MHz ist heutzutage nicht ungewöhnlich) zunehmen, wird es immer schwieriger, diese Logik anzuwenden.
2. Es ist ein relativ großer, schneller Speicher erforderlich, um die gesamten Werte des Cursors zu speichern. Während derartige Speicher bei einer M.S.I.-Lösung kein größeres Hindernis darstellen, bieten sie sich nicht von selbst für Gatterfeldlösungen an, da sie in das Feld nicht eingeschlossen werden können. Dies führt dazu, daß zusätzliche Bauelemente erforderlich sind, und führt ferner zu einer erhöhten 1/0 Komplexität für das Gatterfeld. Es ist zweckmäßig, den gesamten Vorgang in einem Gatterfeld durchführen zu können.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der Erfindung wird ein Videosichtanzeigesystem vorgeschlagen, das aufweist
(a) einen Speicher, der einen ersten, eine Bilddarstellung definierenden ersten Bitplan und einen zweiten, einen der Bilddarstellung zu überlagernden Cursor definierenden Bitplan aufnimmmt, und
(b) eine rasterabgetastete Anzeigevorrichtung, und das gekennzeichnet ist durch
(c) eine Vorrichtung, die während einer Zeilenaustastlücke der Anzeigevorrichtung betätigbar ist, um aus dem Speicher Cursordaten auszulesen, die einen Teil des Cursorbitplans entsprechend der nächsten Rasterzeile der Bilddarstellung darstellen, und um diese Daten in einem schnellen Speicher zu speichern, und
(d) eine Vorrichtung, die während der Abtastung dieser nächsten Rasterzeile betätigbar ist, um aus dem Speicher Bilddaten auszulesen, die einen Teil des Bildbitplans entsprechend dieser Rasterzeile darstellen, und um sie mit dem Inhalt des schnellen Speichers zu kombinieren, damit ein Ausgangs-Videosignal erzeugt wird.
Daraus ergibt sich, daß mit vorliegender Erfindung der Cursor aus dem Speicher ausgelesen und mit den Bilddaten auf einer zeilenweisen Basis kombiniert wird, anstatt jeweils ein gesamtes Bild gleichzeitig. Daraus ergibt sich, daß die Größe des erforderlichen schnellen Speichers wesentlich reduziert wird, da der schnelle Speicher nur in der Lage sein muß, den Teil des Cursors zu speichern, der einer einzelnen Rasterzeile entspricht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Cursordaten während der Zeilenaustastlücke so vorverarbeitet, daß sie in bezug auf die Bilddaten ausgerichtet sind, und die vorverarbeiteten Cursordaten werden dann mit den Bilddaten in Echtzeit während des Abtastens der nächsten Zeile der Sichtanzeige kombiniert.
Vorzugsweise wird das Vorverarbeiten der Cursordaten und das Kombinieren der vorverarbeiteten Cursordaten mit den Bilddaten bitparallel (z.B. jeweils ein Byte gleichzeitig) durchgeführt. Dies ermöglicht, daß die Taktfrequenz wesentlich kleiner sein kann als die, die in einem herkömmlichen Anzeigesystem erforderlich ist, bei dem die Daten serienweise (d.h. jeweils ein Bit gleichzeitig) verarbeitet werden. Ferner ist nur ein einziger Parallel-Serien-Wandler erforderlich, während bei einem herkömmlichen System zwei Wandler benötigt werden, einer für die Bilddaten und einer für die Cursordaten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ein Videosichtanzeigesystem nach der Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des Systems.
Fig. 2 zeigt Bilddaten entsprechend einer Rasterzeile, sowie den entsprechenden Teil der Cursordaten.
Fig. 3 zeigt eine Cursor-Verarbeitungseinheit, die einen Teil des Sichtanzeigesystems darstellt.
Fig. 4 stellt die Art und Weise dar, in der die Cursor-Verarbeitungseinheit den Cursor in bezug auf die Bilddaten ausrichtet.

Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht des Videoanzeigesystems. Das System weist einen Datenspeicher 10 auf, der einen Bitplan gespeichert hält, der ein aus 1024 x 1024 Bildelementen bestehendes Bild darstellt. Das Bild ist monochrom, so daß jedes Bildelement durch ein einziges Bit (0 = weiß, 1 = schwarz) dargestellt wird. Das gesamte Bild nimmt deshalb 131 072 gespeicherte Bytes ein.
Der Speicher 10 nimmt ferner einen Bitplan auf, der einen Cursor darstellt, der dem Bild überlagert werden soll. Der Cursor besteht aus 64 x 64 Bildelementen, jedes Bildelement wird durch zwei Bits A, B dargestellt. Mit anderen Worten heißt dies, daß der Cursor-Bitplan aus 64 x 64 Datenflächen besteht, die zwei Bits A, B für jedes der Bildelemente im Cursor enthalten. Jede dieser Flächen nimmt 512 Bytes zur Speicherung ein.
Die beiden Bits A, B geben die Art und Weise an, in der das entsprechende Bildelement durch den Cursor in folgender Weise modifiziert werden soll: Funktion keine Änderung (angezeigtes Bildelement = Abbildungs-Bildelement) Komplement (angezeigtes Bildelement = inverser Wert des Abbildungs-Bildelementes) schwarz (angezeigtes Bildelement ist schwarz) weiß (angezeigtes Bildelement ist weiß).
Daraus ergibt sich, daß dies der Bildung der ODER-Funktion des Abbildungs-Bildelementes mit Bit A, und der anschließenden Bildung des Exklusiv-ODER-Funktion des Resultats mit Bit B entspricht.
Durch Setzen der Bits des Cursor-Bitplans auf geeignete Werte kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Cursoren unterschiedlicher Formen und Größen erzeugt werden.
Der Speicher hat einen bytebreiten Lese/Schreibkanal 11, der mit einem Datenprozessor 12 verbunden ist, so daß der Prozessor die Bild- und Cursordaten in der erforderlichen Weise lesen und schreiben kann. Der Speicher 10 besitzt ferner einen bytebreiten Nurlese-Kanal 13, der mit einer Cursor-Verarbeitungseinheit 14 verbunden ist. Wie nachstehend im einzelnen beschrieben wird, verbindet die Einheit 14 die Cursor- und Bilddaten, die aus dem Speicher ausgelesen werden, um einen das Bild darstellenden Ausgang zu erzeugen, wobei der Cursor in der gewünschten Position darauf überlagert wird. Der Ausgang der Einheit 14 wird einem 8-Bit-Schieberegister 15 zugeführt, das ihn von Parallel- in Serienform umwandelt. Der Serienausgang des Schieberegisters wird dem Videoeingang einer rasterabgetasteten Videoanzeigeeinheit 16 zugeführt.
Fig. 2 zeigt Bilddaten, die eine Rasterzeile des Bildes darstellen, welche aus einem Strom von 128 Bytes besteht. Ferner zeigt Fig. 2, daß die dieser Rasterzeile entsprechenden Cursordaten aus acht Bytes in jeder der beiden Cursorebenen besteht.
Der Cursor ist nicht notwendigerweise mit Bytebegrenzungen des Bildes ausgerichtet und ist in der Regel um R Bits in bezug auf die Bytebegrenzungen versetzt. Beispielsweise ist in Fig. 2 der Cursor um drei Bits (d.h. R = 3) versetzt. Eine der Funktionen der Cursor-Verarbeitungseinheit 14 besteht, wie beschrieben wird, in der Vorverarbeitung des Cursors, damit die gewünschte Ausrichtung mit den Bilddaten erhalten wird.
Fig. 3 zeigt die Cursor-Verarbeitungseinheit im Detail. Sie weist eine Registerdatei 30 auf, die als schneller Speicher zum Puffern der Cursordaten dient. Die Registerdatei hat 18 Byteplätze mit jeweils achts Bits. Es können zwei beliebige dieser Plätze gleichzeitig adressiert werden, so daß zwei Bytes parallel aus den Ausgangskanälen 31, 32 ausgelesen werden können. Derartige Registerdateien sind in der Technik bekannt und brauchen hier im einzelnen nicht beschrieben werden.
Ein Datenbyte aus dem Ausgangskanal 13 des Datenspeichers 10 wird einer Tonnen-Schiebeschaltung 33 aufgegeben, die eine kreisförmige Verschiebung eines jeden Bytes durchführt, das die Schaltung durchläuft, so daß sie um eine ausgewählte Anzahl von Bitpositionen, von 0 - 7, gedreht wird. Der Ausgang der Tonnen-Schiebeschaltung 33 wird dem Dateneingang der Registerdatei 30 zugeführt und kann damit in eine beliebige Stelle der Registerdatei eingeschrieben werden.
Die Ausgänge der Registerdatei werden mit einer Bildelement-Transformationsschaltung 34 verbunden, die die Cursordaten mit den Bilddaten kombiniert. Die Schaltung 34 besteht aus einem Satz von acht ODER-Gattern 35, die den Ausgang des ersten Kanals 31 mit den Bilddaten aus dem Speicher 10 kombinieren. Die Ausgänge der ODER-Gatter 35 werden mit dem Ausgangsbyte aus dem zweiten Kanal 32 mit Hilfe eines Satzes von acht Exklusiv-ODER-Gattern 36 kombiniert. Die Ausgänge der Gatter 36 werden dem Parallel-Serien-Schieberegister 15 zugeführt, um das Ausgangs-Videosignal für die Sichtanzeige zu erzeugen.
Die Ausgänge der Registerdatei 30 werden ferner einer Maskensetz- und Mischschaltung 37 zugeführt. Diese besteht aus einem Satz von acht UND-Gattern 38, die mit dem ersten Ausgangskanal 31 verbunden sind, und aus einem Satz von acht UND-Gattern 39, die mit dem zweiten Ausgangskanal 32 verbunden sind. Die UND-Gatter 38 werden durch eine Acht-Bit-Maske gesteuert, die in einem Maskenregister 40 gehalten wird, während die Gatter 39 durch den inversen Wert der Maske gesteuert werden. Die Ausgänge der beiden Sätze von UND- Gattern werden in einem Satz von acht ODER-Gattern 41 kombiniert, und das Ergebnis wird in den Eingang der Registerdatei 30 zurückgeführt.
Daraus ergibt sich, daß der Einfluß der Maskensetz- und Mischschaltung 37 darin besteht, eine Gruppe von Bits, die durch die Maske aus dem Ausgangskanal 31 spezifiziert sind, und eine komplementäre Gruppe von Bits aus dem anderen Kanal 32 auszuwählen, und diese zu einem einzelnen Byte zu vermischen.

Betriebsweise

Die Betriebsweise des Systems wird nachstehend in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben.
Während des Zeilenaustastintervalls, das jeder Rasterzeile, in der der Cursor erscheinen soll, vorausgeht, wird die entsprechende Zeile der Cursordaten aus dem Speicher 10 ausgelesen und in die Registerdatei 30 eingeschrieben. Diese Cursordaten bestehen aus acht Bytes von jeder der beiden Cursorebenen (A, B). Fig. 4 gibt die acht Bytes aus einer dieser Ebenen wieder.
Da der Cursor an jeder Bildelementstelle des Bildes starten kann, und nicht notwendigerweise an einer Byte-Grenzstelle beginnen muß, brauchen die Bytes der Cursordaten nicht mit den Bilddatenbytes zusammenpassen, die sie transformieren sollen. Die Cursordaten werden mit den Bilddaten in folgender Weise angepaßt:
Bevor die Bytes in die Registerdatei 30 eingeschrieben werden, wird jedes Byte der Cursordaten um einen Betrag R gedreht, der der Versetzung zwischen den Cursor- und Bildbytes entspricht. Fig. 4b zeigt das Resultat dieser Drehung. Die Cursordaten in der Registerdatei werden dann durch die Maskensetz- und Mischschaltung 37 verarbeitet, damit die ersten R Bits eines jeden Bytes mit den letzten N-R Bits des nächsten Bytes vermischt werden. Im Falle des ersten Byte werden die letzten N-R Bits mit einem Alle-Null-Byte gemischt und in ähnlicher Weise werden im Fall des letzten Byte die ersten R Bits mit einem Alle-Null-Byte gemischt. Das Resultat dieses Maskensetz- und Mischbetriebes wird zurück in die Registerdatei geschrieben.
Die Registerdatei hält nunmehr neun Bytes für jede Ebene des Cursors, wie in Fig. 4c gezeigt. Es läßt sich entnehmen, daß die Cursordaten um R Plätze nach rechts in bezug auf die Byte-Begrenzungen verschoben worden sind, und deshalb nun einwandfrei mit den Bilddaten ausgerichtet sind. Dieser Betrieb wird getrennt für jede der beiden Ebenen (A, B) durchgeführt.
Während der Rasterzeilenabtastung werden die Bilddaten entsprechend dieser Zeile aus dem Speicher 10, jeweils ein Byte gleichzeitig, synchron mit der Abtastung ausgelesen. Nachdem eine bestimmte Anzahl von Bilddatenbytes ausgelesen worden sind, beginnt das Auslesen der Cursordaten aus der Registerdatei. Die Cursordaten werden mit jeweils zwei Bytes gleichzeitig, und zwar jeweils ein Byte aus jeder der beiden Cursorebenen (A, B) über die beiden Registerdatei-Ausgangskanäle ausgelesen. Diese Bytes werden mit den Bilddaten mit Hilfe der Schaltung 34 kombiniert, so daß die Bilddaten in Übereinstimmung mit dem Cursor modifiziert werden.
Obgleich das spezielle Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung, das vorstehend beschrieben wurde, ein monochromes System ist, ist die Erfindung in gleicher Weise auf Systeme zur Darstellung von Grauskala- oder Farbbildern anwendbar.

Claims

1. Videoanzeigesystem mit

a) einem Speicher (10), der einen ersten, eine Bilddarstellung definierenden ersten Bitplan und einen einen Kursor zur Überlagerung auf der Bilddarstellung definierenden zweiten Bitplan aufnimmt, und

b) einer rasterabgetasteten Anzeigevorrichtung (16), gekennzeichnet durch

c) eine Vorrichtung, die während einer Zeilenaustastlücke der Anzeigevorrichtung (16) betätigbar ist, um aus dem Speicher (10) Kursordaten auszulesen, die einen Teil des Kursorbitplans entsprechend der nächsten Rasterzeile der Bilddarstellung darstellen, und um die Daten in einem schnellen Speicher (30) zu speichern, und

d) eine Vorrichtung (34), die während der Abtastung dieser nächsten Rasterzeile betätigbar ist, um aus dem Speicher (10) Bilddaten auszulesen, die einen Teil des Bildbitplans entsprechend dieser Rasterzeile darstellen, und um ihn mit dem Inhalt des schnellen Speichers (30) zu kombinieren, damit ein Ausgangsvideosignal erzeugt wird.

2. Videoanzeigesystem nach Anspruch 1, mit einer Kursorverarbeitungseinheit (14) zum Vorverarbeiten der Kursordaten, bevor diese mit den Bilddaten kombiniert werden, so daß sie in bezug auf die Bilddaten ausgerichtet werden.

3. Videoanzeigesystem nach Anspruch 2, bei dem die Kursorverarbeitungseinheit (14) so betrieben wird, daß die Kursordaten während der Zeilenaustastlücke, in der sie aus dem Speicher (10) ausgelesen werden, vorverarbeitet werden.

4. Videoanzeigesystem nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die Vorverarbeitung der Kursordaten und die Kombination der vorverarbeiteten Kursordaten mit den Bilddaten in bitparalleler Weise durchgeführt wird.

5. Videoanzeigesystem nach Anspruch 4, mit einer Vorrichtung (15), die die kombinierten Kursordaten und Bilddaten von parallel in Serie umformt, um das Ausgangsvideosignal zu erzeugen.

6. Videoanzeigesystem nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die Kursorverarbeitungseinheit (14) eine Verschiebevorrichtung (33) aufweist, die so arbeitet, daß sie jede Gruppe von N parallelen Bits der Kursordaten um R Bitpositionen dreht.

7. Videanzeigesystem nach Anspruch 6, bei dem die Verschiebe- vorrichtung (33) die Kursordaten dreht, bevor die Kursordaten im schnellen Speicher (30) gespeichert werden.

8. Videoanzeigesystem nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die Kursorverarbeitungseinheit (14) ferner eine Masken- und Mischvorrichtung (37) zum Mischen der ersten R Bits einer jeden Gruppe von N Bits der Kursordaten mit den letzten N-R Bits der nächsten Gruppe von N Bits der Kursordaten aufweist.

9. Videoanzeigesystem nach Anspruch 8, bei dem die Masken-und Mischvorrichtung (37) auf die Kursordaten einwirkt, nachdem sie in dem schnellen Speicher (30) gespeichert sind.