DE3782830T2

DE3782830T2 - Anzeigesysteme fuer graphische darstellungen.

Info

Publication number: DE3782830T2
Application number: DE8787300124T
Authority: DE
Inventors: Matthew Elsner; Yoshio Iida; Edward Yuman Kwong; Omar Mahmoud Rahim
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1986-01-21
Filing date: 1987-01-08
Publication date: 1993-06-09
Anticipated expiration: 2007-01-09
Also published as: JPS62172388A; EP0231061A3; DE3782830D1; EP0231061A2; EP0231061B1; US4839828A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen an oder in Verbindung mit graphischen Anzeigesystemen.
In einem herkömmlichen, zur Anzeige von durch einen Computer verarbeiteten Daten geeigneten graphischen Anzeigesystem werden Anweisungen, die anzuzeigende Bildstellen darstellen, einem Anzeigeprozessor zugeführt, der Daten für die Speicherung in einem Pufferspeicher erzeugt, der dieselbe Anzahl Zellen oder Zellengruppen, (im weiteren "Speicherstellen") besitzt, wie es Bildpunkte (Pixel) in der Anzeigeeinheit gibt. In den Speicherstellen werden "Merkmalswerte" gespeichert, Adressen in einer Farbtabelle, die den an der entsprechenden Monitor-Bildschirmstelle anzuzeigenden Farbwerten entsprechen. Ein solcher Pufferspeicher wird häufig als Bildspeicher bezeichnet. Beim Auslesen wird der Bildspeicher mit der Abtastrate des Anzeigegerätes abgetastet. Das Ausgangssignal wird der Farbtabelle zugeführt und deren Ausgangssignal wird einem Digital- Analogwandler zugeführt, mit dessen Ausgangssignal wiederum das Anzeigegerät selbst angesteuert wird.
Ohne zusätzliche Maßnahmen haben neue Anweisungen an den Anzeigeprozessor, die für Bildstellen stehen, die an Bildschirmstellen angezeigt werden sollen, an denen Bildstellen gegenwärtig angezeigt werden, das Verdrängen von Bildspeicherdaten an den der neuen Stelle entsprechenden Zellenspeicherplätzen zur Folge. Mit anderen Worten, alle vorhergehenden Bildstellen werden durch die neue Bildstelle übermalt. Dies kann sogar für die Bild folge, die verarbeitet wird, angemessen sein. In manchen Fällen ist es jedoch wünschenswert, daß es erscheint, als wenn die neue Bildstelle unter vorher bestehenden Bildstellen durchläuft. Als Alternative kann es dort, wo eine neue Bildstelle eine vorhergehende Bildstelle überlappt, wünschenswert sein, daß dieser Überlappungsbereich durch eine dritte Farbe dargestellt wird, die sich von beiden Farben der zwei sich überschneidenden Bildstellen unterscheidet. Im Fachjargon bezeichnet man diese Situationen häufig als "Untermalen" beziehungsweise "Linie-auf-Linie".
Bei langsamen Geschwindigkeiten der Bildaktualisierung sind Linie-auf-Linie und Untermalen vorgesehen. In gegenwärtigen Realisierungen findet Softwarebearbeitung der Bildstellendaten zur Bestimmung des Vorliegens dieser Zustände statt, und danach die Erzeugung von entsprechenden Anzeigeanweisungen. In der Praxis gelang es bis jetzt jedoch noch nicht, ein System bereitzustellen, das dazu mit so hoher Geschwindigkeit in der Lage ist, daß es zu Großbildschirmen mit schneller Abtastrate kompatibel ist.
Bei gegenwärtigen Anordnungen für das Untermalen ist beispielsweise erforderlich, daß alle Bildstellen vom Anzeigeprozessor logisch räumlich von der entferntesten zur nächstgelegenen sortiert und danach die Bildstellenanweisungen zum Steuersystem übermittelt werden, um entsprechend dieser Sortierung Pixelinformationen in den Bildspeicher einzuschreiben. Mit anderen Worten Untermalen ist in Wirklichkeit ein über Softwarebearbeitung bewirktes umgekehrtes Übermalen. Im Vergleich zur Abtastrate für die Anzeigevorrichtung sind solche Anordnungen typisch langsam und ergeben eine merkliche Verschlechterung der Glätte und Schnelligkeit der Veränderung der Bildstellen auf dem Anzeigegerät.
Es ist dementsprechend wünschenswert, eine graphische Farbanzeige bereitzustellen, bei der die Farbänderungen von Teilen der Anzeige, an denen sich Bildstellen überschneiden, schnell auf eine solche Weise gesteuert werden können, daß die Verschlechterung des dargestellten Bildes während des Änderungsvorganges vermieden wird.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, das in einem Computer-Anzeigesystem mit einem Bildspeicher benutzt wird, in dem Pixeldaten für Anzeigepixel an entsprechenden Speicherstellen für jedes Pixel gespeichert werden und mit der Fähigkeit, inhärent oder bei entsprechender Freigabe, neue Daten in eine bestehende Anzeige in einer unter mehreren Betriebsarten ausgewählten, zum Beispiel Überschreiben und Unterschreiben oder Linie-auf-Linie, aufzunehmen, wobei die Aktualisierungsverarbeitung örtlich am Bildspeicher als Reaktion auf neue Pixeldaten für eine bestimmte Speicherstelle desselben durchgeführt wird, indem:
der Inhalt einer Bildspeicher-Speicherstelle gelesen wird, für die neue Pixeldaten bereitgestellt werden,
das Ergebnis des Leseschrittes mit ein Anzeige-Hintergrundkennzeichen darstellenden Daten verglichen wird, und
bei positivem Ergebnis des Schrittes des Vergleichens die neuen Pixeldaten an der Bildspeicher- Speicherstelle eingespeichert werden; JEDOCH
bei negativem Ergebnis des Schrittes des Vergleichens und Auswahl einer Betriebsart, ein ausgewählter Datenwert, der sich auf eine von der ausgewählten Betriebsart bestimmte Weise von den neuen Pixeldaten unterscheidet, an der Bildspeicher- Speicherstelle eingespeichert wird.
Darüber hinaus wird mit der vorliegenden Erfindung auch ein Computer-Anzeigesystem mit einem Bildspeicher bereitgestellt, in dem Pixeldaten für Anzeigepixel an den entsprechenden Speicherstellen für jedes Pixel eingespeichert werden, mit der Fähigkeit zur Änderung des Bildspeichers in einer auswählbaren Betriebsart als Reaktion auf neue Pixeldaten für diese Speicherstellen, mit:
Mitteln zum Lesen des Inhaltes einer Bildspeicher- Speicherstelle, für die neue Pixeldaten bereitgestellt werden;
Mitteln zum Vergleichen der Ergebnisse des Leseschrittes mit ein Anzeige-Hintergrundkennzeichen darstellenden Daten;
auf die Mittel zum Vergleichen reagierenden Mitteln zum Einspeichern der neuen Pixeldaten an der Bild- Speicher-Speicherstelle bei positivem Ergebnis eines Vergleichs; und
auf die Mittel zum Vergleichen reagierenden Mitteln zum Einspeichern eines sich von den neuen Pixeldaten unterscheidenden ausgewählten Datenwertes an der Bildspeicher-Speicherstelle bei negativem Ergebnis eines Vergleichs.
In einem Computer-Anzeigesystem mit einem Bildspeicher, in dem Pixeldaten für Anzeigepixel an entsprechenden Speicherstellen für jedes Pixel gespeichert werden, wird im folgenden ein Verfahren zur Änderung des Bildspeichers als Reaktion auf neue Pixeldaten für diese Speicherstellen in einer auswählbaren Betriebsart offenbart. Der Inhalt einer Bildspeicher-Speicherstelle, für die neuen Pixeldaten bereitgestellt werden, wird gelesen und das Ergebnis des Leseschrittes wird mit ein Anzeige-Hintergrundkennzeichen darstellenden Daten verglichen. Bei positivem Ergebnis des Schrittes des Vergleichens werden die neuen Pixeldaten an der Bildspeicher-Speicher stelle eingespeichert, für die die neuen Pixeldaten bereitgestellt werden. Bei negativem Ergebnis des Schrittes des Vergleichens wird jedoch ein sich von den neuen Pixeldaten unterscheidender ausgewählter Datenwert an der Bildspeicher-Speicherstelle eingespeichert. Die obigen Schritte sind gegebenenfalls wiederholt durchführbar, um an einigen oder allen Speicherstellen im Bildspeicher zu wirken. Die Schritte sind durch eine Steuerschaltung mit im Vergleich zu Anordnungen für die Bereitstellung von Linie-auf-Linie und Untermalen nach dem Stand der Technik äußerst schneller Geschwindigkeit durchführbar. Als Ergebnis können Linie-auf-Linie und Untermalen für Großbildschirme mit schneller Abtastrate in Computer- Grafikanzeigen bereitgestellt werden.
Die vorliegende Erfindung wird weiter beispielhaft an Hand einer Ausführungsform derselben nach den beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Anzeigesystems,
Fig. 2 ein detaillierteres Diagramm eines Teil eines solchen in Fig. 1 dargestellten Systems,
Fig. 3 ein Flußdiagramm mit der Funktionsweise der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und
Fig. 4 ein Schaltbild der Lese-/Änderungs/Schreib- Logikeinheit und Vergleicher-Logikeinheit nach Fig. 2 darstellt.
In den Zeichnungen werden gleichartige Elemente mit gleichartigen Bezugsnummern bezeichnet und identische Elemente in unterschiedlichen spezifischen Ausführungsformen werden mit identischen Bezugsnummern bezeichnet.
In Fig. 1 wird ein Blockschaltbild eines Farbanzeigesystems dargestellt, das zur Anzeige von Daten nach von einem (nicht gezeigten) Computer erzeugten Anweisungen geeignet ist. Der Computer erzeugt in Verbindung mit der Erzeugung von graphischen Bildstellen eine Menge von Anweisungen, die er in einem Speicher 10 einspeichert. Diese Anweisungen werden in entsprechender Abfolge auf Leitung 11 einem Anzeigeprozessor 12 zugeführt, von dem die Anweisungen ausgewertet und Merkmalsdaten in der Form von Farbtabellenadressen und Pixel-Speicherstellenadreßdaten auf Leitung 13 zu einem Steuersystem 14 zugeführt werden. Das Steuersystem 14 steuert das Einschreiben der Merkmalsdaten an den angegebenen Pixelspeicherstellen in einem Doppel-Bildspeicher 16A, 16B und das Auslesen dieser Daten über Leitungen 15A und 15B. Jeder Bildspeicher (16A, 16B) ist mit acht Bitebenen ausgestattet, so daß an jeder Speicherstelle ein acht-Bit- Byte eingespeichert werden kann. Beim Auslesen zum Monitor werden die Merkmalsdaten aus den Adreßstellen des Bildspeichers 16A (oder 16B) in Raster-Abtastweise ausgelesen und auf der Leitung 17 einer Farbtabelle 18 zugeführt. Sowohl das Einschreiben in die als auch das Auslesen aus den zwei Teilen (16A, 16B) des Bildspeichers werden in einem Ping-Pong-Verfahren durchgeführt. Die Merkmalsdaten auf der Leitung 17 werden als Adressen für Stellen in der Farbtabelle 18 benutzt. Aus diesen Stellen werden die rohen digitalen Videodaten ausgelesen und auf der Leitung 19 einem Digital-Analogwandler 20 zugeführt. Das analoge Videosignal wird auf der Leitung 21 einem Monitor 22 zugeführt. Diese Elemente eines Farb- Grafikanzeigesystems sind allgemein bekannt. Das IBM-Modell 5080 Modell 1 ist ein Beispiel eines solchen Farb-Grafikanzeigesystems. Eine mehr ins einzelne gehende Beschreibung dieses Systems ist aus folgenden Veröffentlichungen ersichtlich: (1) "IBM 5080 Graphics System Operations Manual" (Betriebshandbuch Grafiksystem IBM 5080) Dokument-Nr. GA23-2005-0; (2) "IBM 5080 Graphics System Principles of Operation" (Funktionsgrundlagen Grafiksystem IBM 5080) Dokument-Nr. CA23-0134-0, die beide von der IBM Corporation erhältlich sind.
Die Fig. 2 ist ein Diagramm eines Untersystems 14A des Steuersystems 14 (Fig. 1) als bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Untersystem 14A arbeitet in Verbindung mit Teil 16A des Bildspeichers 16. Ein im wesentlichen mit dem Untersystem 14A identisches weiteres (nicht gezeigtes) Steuerungsuntersystem ist für die Zusammenarbeit mit Teil 16B des Bildspeichers 16 vorgesehen. Bei weiterer Unterteilung der Bildspeicherteile 16A und 16B, beispielsweise zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit beim Lesen und Schreiben von Daten kann es wünschenswert sein, für eine jede solche Unterteilung ein Steuerungsuntersystem wie 14A zu besitzen. Alle diese Untersysteme zusammen bilden das Steuersystem 14 (Fig. 1).
Das Untersystem 14A umfaßt eine Schreib-/Lese-Steuereinheit 30, einen Satz 32 von acht-Bit-breiten Registern, eine Vergleicher-Logikeinheit 34, eine Lese-/Änderungs/Schreib-Logikeinheit 36, eine E/A-Steuereinheit 38 und eine Video-Steuereinheit 40, alle wie dargestellt. Die Register im Satz 32 sind das Maskenregister 42, das Farbregister 44, das Linie-auf-Linie-Register 46, das Befehlsregister 48 und das Hintergrundregister 50. Im Farbregister 44 werden Farbmerkmalsdaten eingespeichert; im Hintergrundregister 50 werden Hintergrund-Farbmerkmalsdaten eingespeichert und im Linie-auf-Linie-Register 46 werden Linie-auf-Linie-Farbmerkmalsdaten eingespeichert.
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist im Untersystem 14A durch eine Lese-/Änderungs/Schreib- Realisierung erreicht. In großen Zügen ist die Lese/Änderungs-/Schreib-Funktion wie folgt realisiert. Vom Anzeigeprozessor 12 (Fig. 1) werden dem Untersystem 14A Daten für die Erzeugung einer grafischen Bildstelle, beispielweise einer Linie, zugeführt. Diese Daten umfassen Farbdaten für die Linie, Hintergrund-Farbdaten für den Bereich des Monitor-Bildschirms, in dem die Linie erscheinen soll und aufeinanderfolgend die der neuen Bildstelle entsprechenden Pixelspeicherstellenadressen. Die Farbdaten werden im Farbregister 44 eingespeichert und die Hintergrund-Farbdaten werden im Hintergrundregister 50 eingespeichert.
Darüber hinaus werden anfänglich Linie-auf-Linie-Farbdaten unter Bedienersteuerung im Linie-auf-Linie-Register 46 für Bereiche eingespeichert, an denen ein Linie-auf- Linie-Zustand festgestellt wird. Beispielsweise kann der Bediener die Entscheidung treffen, daß dort, wo ein Linie-auf-Linie-Zustand besteht, es wünschenswert ist, daß dieser Bereich durch Zuweisung der Farbe Gelb zu diesem Bereich hervorgehoben wird. Der Bediener würde dann die der Farbe Gelb entsprechenden Merkmalsdaten im Register 46 einspeichern. Wenn die überlappenden Grafikfiguren rot und blau sind, würde die Farbe Gelb sofort hervorstehen und dem Betrachter die gewünschte Benachrichtigung des Zustandes Linie-auf-Linie auf der Computeranzeige bieten.
Sowie die Pixelspeicherstellenadreßdaten dem Untersystem 14A zugeführt werden, wird der Inhalt dieser Speicherstelle entweder im Bildspeicher 16A oder 16B (Fig. 1) je nachdem, welches das nächste darzustellende Bild ist, aus dem Bildspeicher 16 ausgelesen und in einer Speicherstelle im Untersystem 14A eingeschrieben. Dort werden sie mit dem Inhalt des Hintergrundregisters 50 verglichen.
Bei positivem Ergebnis des Vergleiches (es tritt eine Übereinstimmung ein) wird der Inhalt des Farbregisters 44 in die Speicherstelle eingeschrieben, aus der die Pixeldaten eben ausgelesen worden sind. Dies entspricht der Situation, in der die neue Grafikstelle keine vorhergehende Stelle überlappt, das heißt, daß auf dem vorhergehenden Bildschirm nur Hintergrund an Stelle eines Teiles einer zuvor angezeigten Grafikfigur vorhanden ist. In diesem Fall liegt eindeutig keine Linie-auf-Linie- oder Untermalsituation vor und die entsprechende Handlung ist daher das Einschreiben der neuen Farbinformationen in diese Speicherstelle.
Ist andererseits das Ergebnis des Vergleichs negativ (keine Übereinstimmung), dann wird eine der folgenden Handlungen durchgeführt, in Abhängigkeit davon, ob eine Linie-auf-Linie-Operation oder eine Untermaloperation gewählt worden ist.
1. (Linie-auf-Linie) Der Inhalt des Linie-auf-Linie- Registers 46 wird in die Speicherstelle eingeschrieben.
2. (Untermalen) Der vorher aus der Speicherstelle ausgelesene und für den Vergleich benutzte Speicherstelleninhalt wird wieder in die Speicherstelle eingelesen (die Speicherstelle bleibt unverändert).
So wird in der Linie-auf-Linie-Situation der Überlappungsbereich mit der den im Linie-auf-Linie-Register 46 eingespeicherten Merkmalsdaten entsprechenden Farbe hervorgehoben, während die Speicherstelle in der Untermal Situation unverändert bleibt, was dem Überdecken der neuen Grafikstelle durch eine Grafikstelle entspricht, die vorher bestand.
Mehr ins einzelne gehend funktioniert das Untersystem 14A wie folgt. Auf der Leitung 13 wird vom Anzeigeprozessor 12 (Fig. 1) ein Steuerwort bereitgestellt, das von der Schreib-/Lese-Steuereinheit 30 aufgenommen wird. Mit diesem Steuerwort wird die Einheit 30 über die bevorstehende Übertragung von Datenworten informiert, die in jedem der Register im Satz 32 einzuspeichern sind. Danach werden die Datenworte auf der Leitung 13 bereitgestellt und unter Steuerung durch Einheit 30 den Registern 42-50 zugeführt. Das Befehlsregister 48 benutzt sechs seiner acht Bit für die Auswahl von einer oder mehreren der folgenden Funktionen: UND, ODER, EXKLUSIV-ODER, INVER- TIEREN, Linie-auf-Linie und Untermalen. (Die übrigen beiden Bit werden nicht benutzt.) Die ersten vier Funktionen stellen gewöhnliche boolesche Verknüpfungen dar. Dort wo eine solche boolesche Verknüpfung zwei Eingaben erfordert, sind die Eingaben das Byte von aus dem Bildspeicher ausgelesenen Daten (das "Pixelbyte") und der Inhalt des Farbregisters 44 (das "Farbbyte"). Ansonsten (INVERTIEREN oder der Vorgabewert KEINE VERÄNDERUNG) wird die Verknüpfung nur an dem Pixelbyte durchgeführt. Die Bitwerte des Befehlsregisters 48 werden auf einer sechs- Bit-breiten Leitung 49 der Lese/Änderungs/Schreib- Logikeinheit 36 zugeführt.
Wie oben erwähnt, wird im Farbregister 44 das Farbbyte eingespeichert, ein Byte, das das Farbmerkmal einer in den Bildspeicher einzuschreibenden Grafikstelle darstellt. Es wird daran erinnert, daß ein Merkmalswert eigentlich eine Adresse für eine Stelle in der Farbtabelle 18 (Fig. 1) ist, die den bestimmten Farbwert enthält. Im Hintergrundregister 50 wird das Hintergrundbyte gespeichert, ein Merkmalsbyte, das die Hintergrundfarbe im Bereich der vorerwähnten Grafikbildstelle darstellt.
Das Maskenregister 42 ist ein Register, in dem jeder der acht Bitebenen im Bildspeicher eine Bitstelle zugewiesen ist. Wenn der Bitwert für eine gegebenen Ebene im Maskenregister 42 "0" ist, wird diese Bitstelle freigelassen, um wie durch ursprüngliche gegenüber neuen Datenwerten und ausgewählte Betriebsartdefinitionen bestimmt verarbeitet zu werden, das heißt, für diese Ebene ist keine Maske angedeutet. Wenn es umgekehrt eine "1" ist, ist diese Bitebene maskiert und wird nicht verarbeitet, wobei die Ursprungsdaten ungeachtet der Betriebsart und der relativen Datenzustände erhalten bleiben. Diese Information wird der Lese-/Änderungs-/Schreib- Logikeinheit 36 der acht-Bit-breiten Leitung 43 zugeführt. Das Linie-auf-Linie-Register 46 speichert das Linie-auf-Linie-Byte, ein Merkmalsbyte für Linie-auf- Linie-Situationen.
Die Video-Steuereinheit 40 arbeitet als Serienbildner zur Bereitstellung von Pixelbytes für die Farbtabelle 18 (Fig. 1), seriell geordnet und korrekt getaktet für die Rasterabtastung des Monitors 22 (Fig. 1). Die E/A- Steuereinheit 38 steuert das Schreiben und Lesen von in den und aus dem Bildspeicher 16A (Fig. 1) eingeschriebenen bzw. ausgelesenen Daten über die Leitung 15A und die Übertragung von Daten vom Bildspeicher 16A zur Vergleicher-Logikeinheit 34, Lese-/Änderungs-/Schreib- Logikeinheit 36 und Video-Steuereinheit 40.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 (in Verbindung mit Fig. 1 und 2) ist der erste Schritt 100 in der Lese-/Änderungs-/Schreib-Operation das Lesen des acht-Bit-Pixelbytes vom Bildspeicher 16A (Fig. 1). Dieses Lesen wird unter Steuerung der E/A-Steuereinheit 38 (Fig. 2) durchgeführt und hat zur Folge, daß das Pixelbyte vorübergehend in acht Haltespeichern innerhalb der Einheit 38 gespeichert wird. Dort steht es auf der Leitung 52 zur Verfügung, die die Daten den Einheiten 34 und 36 zuliefert.
Im nächsten Schritt 102 wird das Pixelbyte auf Leitung 52 mit dem Hintergrundbyte auf Leitung 51 verglichen. Dies geschieht in der Vergleicher-Logikeinheit 34 (Fig. 2). Nach dem Linkssprung des Schrittes 102 bei positivem Ergebnis der Vergleichsoperation im Schritt 102 (die Bytes sind identisch) erscheint eine logische "1" auf der Leitung 54 (Fig. 2) und es wird der nächste Schritt 104 durchgeführt.
Es ist darauf hinzuweisen, daß der Schritt 104 und die nachfolgenden Schritte in diesem Zweig des Flußdiagramms Operationen an jeweils einem BIT darstellt, während die Schritte 100 und 102 Operationen an einem oder mehreren BYTE bedeuten. Alle Operationen im Flußdiagramm außer den Schritten 100 und 102 stellen Operationen an Einzelbit innerhalb von Bytes dar. Diese Einzelbitoperationen werden parallel für jedes der acht Bit im Pixelbyte durchgeführt.
Um noch einmal zu Schritt 104 zurückzukehren, wird für das bestimmte Bit im Pixelbyte, das bearbeitet wird, bestimmt, ob das Maskenbit für die durch diese Bitstelle dargestellte Bitebene gesetzt ist. Wenn dies der Fall ist, dann wird Schritt 106 durchgeführt, indem die entsprechende Bitebene schreibgeschützt wird. Im Schritt 108 wird dann das auf Leitung 52 (Fig. 2) für diese Bitebene erscheinende gespeicherte Datenbit (des Pixelbytes) wieder in den Bildspeicher 16A (Fig. 1) eingeschrieben, um den ursprünglichen Inhalt der Speicherstelle wiederherzustellen. Auf diese Weise wird für diese Bitebene die Maskierung effektiv bei der Verarbeitung des Pixelbytes realisiert.
Um noch einmal zu Schritt 104 zurückzukehren, wird, wenn das Maskenbit als nicht gesetzt bestimmt wird, der Schritt 110 durchgeführt, indem boolesche Verknüpfungen zwischen jedem der entsprechenden Bit des Pixelbytes und dem Farbbyte, wie durch Bitwerte im Befehlregister 26 (Fig. 2), wie oben erwähnt, angegeben, durchgeführt werden. Im Schritt 112 werden dann die neuen Daten (das Farbbyte) an der Speicherstelle, die bearbeitet wird, in den Bildspeicher 16A (Fig. 2) eingeschrieben.
Sollte im Schritt 102 die Vergleichsoperation eine negative Bestimmung ergeben (das Pixelbyte und das Hintergrundbyte sind nicht gleich), erscheint eine logische "0" auf Leitung 54 (Fig. 2) und es wird der Schritt 114 durchgeführt. Im Schritt 114 wird wieder bestimmt, ob das Maskenbit für diese Bitebene gesetzt ist. Wenn dies der Fall ist, werden Schritte 116 und 118 durchgeführt, die mit den oben beschriebenen Schritten 106 bzw. 108 identisch sind.
Bei negativem Ergebnis der in Schritt 114 durchgeführten Operation (Maskenbit nicht gesetzt) wird der Schritt 120 durchgeführt. Im Schritt 120 wird bestimmt, ob das Linieauf-Linie-Bit im Befehlsregister 48 (Fig. 2) gesetzt ist. Wenn dies der Fall ist, wird Schritt 122 durchgeführt, in dem das Bit des im Linie-auf-Linie-Register 48 (Fig. 2) gespeicherten Bytes in den Bildspeicher 16A (Fig. 1) eingeschrieben wird.
Sollte im Schritt 120 bestimmt werden, daß das Linie-auf- Linie-Bit im Befehlsregister 48 (Fig. 2) nicht gesetzt ist, dann wird der Schritt 124 durchgeführt. Im Schritt 124 wird bestimmt, ob das Bit Untermalen im Befehlsregister 48 (Fig. 2) gesetzt ist. Wenn dies nicht der Fall ist, werden die Schritte 110 und 112 wie oben beschrieben durchgeführt und das Bit neuer Daten (vom Farbbyte), an dem alle jeweils angegebenen booleschen Verknüpfungen durchgeführt worden sind, wird in die Pixel-Speicherzellenstelle eingeschrieben.
Bei positivem Ergebnis des Schrittes 124, das heißt das Bit Untermalen ist gesetzt, wird der Schritt 126 durchgeführt. Im Schritt 126 wird das ursprüngliche, auf Leitung 52 (Fig. 2) festgehaltene Datenbit (des Pixelbytes) wieder in die Pixel-Speicherstelle im Bildspeicher 16A (Fig. 1) eingeschrieben, aus der es ausgelesen worden ist.
Fig. 4 ist ein logisches Schaltbild der Lese-/Änderungs/Schreib-Logikeinheit 36 und Vergleicher- Logikeinheit 34 nach der Fig. 2. In der Fig. 4 wird auf Bitleitungen, die Einzelbitleitungen innerhalb von acht- Bit-Byte -Leitungen sind, mit einem Zeichen mit Bindestrich Bezug genommen. Die erste Nummer im Zeichen mit Bindestrich ist die Bezugsnummer für die acht-Bit- Byte-Leitung. Die zweite nach dem Bindestrich erscheinende Nummer (bzw. der zweite Buchstabe) stellt entweder die Stelle des Bits im Byte oder die funktionelle Bedeutung der Byteleitung dar. Beispielsweise erscheinen Leitungen 51 und 52 ganz links in Fig. 4. So werden Bitstellen 0 bis 7 für jede Byteleitung (51-0 bis 51-7 und 52-0 bis 52-7) gezeigt, die alle acht Bitstellen für jedes Byte darstellen. Die Leitung 49 ist jedoch die acht-Bit-Leitung, die den Bitinhalt des Befehlsregisters 48 (Fig. 2) bereitstellt, und in Fig. 4 ist eine Buchstabenbezeichnung nach dem Bindestrich vorgesehen, die anstatt ihrer Stelle in der Reihenfolge im Befehlsregister 48 ihre funktionelle Bedeutung andeutet. So ist 49-L die Linie-auf-Linie- Bitleitung, 49-U ist die Befehlsbitleitung Untermalen, 49-A ist die boolesche UND-Bitleitung, 49-0 ist die boolesche ODER-Bitleitung, 49-I ist die Bitleitung für das boolesche INVERTIEREN und 49-X ist die Bitleitung für das boolesche EXKLUSIV-ODER.
Die Bitleitung 60 ist eine Leitung, auf der eine logische "1" steht, wenn keine Befehle ausgewählt worden sind, das heißt, alle Bitstellen im Befehlsregister 48 (Fig. 2) sind "0".
Für alle Bezugszeichen in der Fig. 4 deutet ein strichindiziertes Bezugszeichen ein logisches NICHT in Bezug auf die strichindizierte Bezugsnummer an. So ist die Leitung 49-L' die logische Invertierung oder Komplementierung des Befehlsbitwertes Linie-auf-Linie.
Ein Buchstabe "n" nach dem Bindestrich schließlich deutet eine allgemeine Bitstelle der Byteleitung an, auf die Bezug genommen wird. So deutet der Verweis 52-n das nte Bit des Bytes auf Leitung 52 an. Die Schaltung für die in Fig. 4 dargestellte Logikeinheitschaltung 36 ist achtmal für gleichzeitige parallele Operationen an jeder der acht Bitstellen wiederholt, damit ein vollständiges Datenbyte auf einmal verarbeitet werden kann. Das "n" verweist daher auf die allgemeine Bitstelle für diesen Schaltkreis.
Die Funktionsweise des in Fig. 4 dargestellten Schaltkreises ist wie folgt. Die Leitungen 51 und 52 werden im Netzwerk 70 EXCLUSIVE-NOR-verknüpft und die Ausgangssignale des Netzwerkes 70 werden dem Eingang des NAND-Gliedes 52 zugeführt. Die Ausgabe des NAND-Gliedes 72 wird zusammen mit der Ausgabe des ODER-Gliedes 74 den Eingängen eines weiteren NAND-Gliedes 76 zugeführt. Die Ausgangsleitung 54' des NAND-Gliedes 76 führt die Invertierte des Ergebnisses der Vergleicheroperation. Die Leitung 54' ist an den Inverter 78 angelegt, dessen Ausgang 54 das Ergebnis der Vergleicheroperation führt.
Die an das ODER-Glied 74 angelegten Leitungen 49-L und 49-U sind die Bitstellen Linie-auf-Linie bzw. Untermalbefehl. So wird bei Auswahl von entweder Linie-auf-Linie oder Untermalen die Ausgabe des Vergleichers 34 zur Verfügung gestellt. In anderen Fällen wird sie unterdrückt.
Das Maskenbit 43-N und sein Komplement 43-N' beeinflussen die Funktionsweise wie folgt. Auf der Leitung 43-N wird ein Maskenbitwert "1" an das ODER-Glied 100 angelegt und zwingt damit seinen Ausgang auf einen logischen Wert "1". Damit wird dem NAND-Glied 102 ermöglicht, den Pixelbyte Bitwert der Leitung 52-N invertiert über das NAND-Glied 102 zum Eingang des NAND-Gliedes 94 weiterzugeben. Die Leitung 43-N', die auf logischer "0" liegt, zwingt die Ausgabe des NAND-Gliedes 104 zu einer logischen "1" und gibt damit das NAND-Glied 94 frei. So wird der doppelt invertierte Pixelbyte-Bitwert einem Eingang des NAND- Gliedes 80 zugeführt. Vorausgesetzt, daß am anderen Eingang des NAND-Gliedes 80, der Leitung 54, eine logische "1" liegt, wird die Ausgabe im Eingang des NAND- Gliedes 84 zugeführt.
Zusätzlich wird auf der Leitung 33-N ein Maskenbitwert "1" an das NAND-Glied 98 angelegt, womit es den Pixelbyte-Bitwert der Leitung 52-N an einen Eingang des NAND- Gliedes 96 weitergeben kann. Auf der Leitung 43-N' wird das Maskenbitwertkomplement "0" an die NAND-Glieder 86, 88, 90 und 92 angelegt, wodurch jeweils die Ausgänge dieser NAND-Glieder auf eine logische "1" gezwungen werden, und wodurch der am Ausgang des NAND-Gliedes 98 erscheinende Bitwert das NAND-Glied 96 durchlaufen kann. Die Ausgabe des NAND-Gliedes 96 wird an den Eingang des NAND-Gliedes 82 angelegt, wo es zum Eingang des NAND- Gliedes 84 weitergegeben wird, wenn der Wert der Leitung 54' eine "1" ist. Weil die Leitungen 54 und 54' logisch zueinander invertiert sind, ist ersichtlich, daß, wenn der Maskenbitwert "1" ist, der Pixelbyte-Bitwert zum Ausgang des NAND-Gliedes 84 zur Leitung 56-N weitergegeben wird, entweder über NAND-Glied 80 oder NAND-Glied 82, je nach dem Zustand am Eingang des NAND- Gliedes 76. In beiden Fällen wird als Ausgabe der Lese-/Änderungs-/Schreib-Logikeinheit 36 das ursprüngliche Pixelbytebit zum Wiedereinschreiben in den Bildspeicher bereitgestellt.
Sollte das Maskenbit nicht auf eine logische "1" gesetzt sein und auf der Leitung 54 eine logische 1 liegen, was andeutet, daß eine oder beide der Funktionen Linie-auf- Linie und Untermalen ausgewählt wurden und daß zwischen dem Hintergrundbyte und dem Pixelbyte keine logische Übereinstimmung besteht, funktioniert der Schaltkreis wie folgt. Bei Auswahl von Untermalen und Nichtauswahl von Linie-auf-Linie, was das Zurückschreiben desselben Pixelbyte-Bitwertes in den Bildspeicher 16A (Fig. 1) erfordert, wird am Ausgang des UND-Gliedes 106 eine "1" erzwungen. Die Ausgabe des ODER-Gliedes 100 ist daher "1", womit das NAND-Glied 102 das Bit des Pixelbytes an einen Eingang des NAND-Gliedes 94 weitergeben kann. Da angegeben wurde, daß Linie-auf-Linie nicht ausgewählt ist, liegt auf der Leitung 49-L ein logischer Wert "0" und die Ausgabe des NAND-Gliedes 104 ist daher eine logische "1", womit das NAND-Glied 94 freigegeben ist. Da zwischen dem Hintergrundbyte und dem Pixelbyte keine logische Übereinstimmung eintritt, wird am Ausgang des NAND-Gliedes 72 ein hoher Pegel erzwungen und da Untermalen ausgewählt ist, liegt auf der Leitung 49-U eine logische "1", auf der Leitung 54 liegt eine logische "1", womit das NAND-Glied 80 die am Ausgang des NAND- Gliedes 94 erscheinenden Daten weitergeben kann.
Sollte zwischen dem Hintergrundbyte und dem Pixelbyte eine logische Übereinstimmung eintreten, liegt auf der Leitung 54 eine logische "0" und auf der Leitung 54' eine logische "1". In diesem Fall besteht der Zustand Linieauf-Linie (oder Untermalen) nicht und das neue Farbbyte ist auf die Leitung 56-N zu schreiben. Dieser Zustand besteht auch, wenn weder die Leitung 49-U noch die Leitung 49-L ausgewählt ist, womit angedeutet wird, daß weder Linie-auf-Linie noch Untermalen ausgewählt ist. In allen diesen Fällen funktioniert der Schaltkreis wie folgt. Angenommen, das Maskenbit ist nicht gesetzt - das NAND-Glied 98 ist daher gesperrt und sein Ausgangspegel wird hochgesetzt. Gleichfalls liegt ein hoher Pegel auf Leitung 43-N', womit jedem der entsprechenden Eingänge der NAND-Glieder 86-92 ein hohes Eingangssignal zugeführt wird. In Abhängigkeit von der Auswahl von booleschen Verknüpfungen liegt auf einer der Leitungen 49-A, O, I usw. eine logische "1", womit die entsprechende Kombination von mit den NAND-Gliedern 86-92 verknüpften Gliedern die entsprechende boolesche Verknüpfung durchführen und die Ergebnisse dem Eingang des NAND-Gliedes 96 zuführen kann, wobei die anderen Glieder den Durchlauf dieser Daten durch das NAND-Glied 96 zum NAND-Glied 82 freigeben.
Die oben beschriebenen Vergleichs und Speicheroperationen können mit äußerst schneller Geschwindigkeit durchgeführt werden und ermöglichen damit die Verwendung dieser Verbesserungen in einem grafischen Anzeigesystem in Verbindung mit einem Großbildschirm (1 Megapixel) mit schneller Abtastrate.

Claims

1. Verfahren, das in einem Computer-Anzeigesystem mit einem Bildspeicher benutzt wird, in dem Pixeldaten für Anzeigepixel an entsprechenden Speicherstellen für jedes Pixel gespeichert werden und mit der Fähigkeit, inhärent oder bei entsprechender Freigabe, neue Daten in eine bestehende Anzeige in einer unter mehreren Betriebsarten ausgewählten, zum Beispiel Überschreiben und Unterschreiben oder Linie-auf-Linie, aufzunehmen, wobei die Aktualisierungsverarbeitung örtlich am Bildspeicher als Reaktion auf neue Pixeldaten für eine bestimmte Speicherstelle desselben durchgeführt wird, indem:

der Inhalt einer Bildspeicher-Speicherstelle gelesen wird, für die neue Pixeldaten bereitgestellt werden,

das Ergebnis des Leseschrittes mit ein Anzeige-Hintergrundkennzeichen darstellenden Daten verglichen wird, und

bei positivem Ergebnis des Schrittes des Vergleichens die neuen Pixeldaten an der Bildspeicher- Speicherstelle eingespeichert werden; JEDOCH

bei negativem Ergebnis des Schrittes des Vergleichens und Auswahl einer Betriebsart, ein ausgewählter Datenwert, der sich auf eine von der ausgewählten Betriebsart bestimmte Weise von den neuen Pixeldaten unterscheidet, an der Bildspeicher- Speicherstelle eingespeichert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Speicherns eines sich von den neuen Pixeldaten unterscheidenden ausgewählten Datenwertes die Wiederherstellung der Ergebnisse des Leseschrittes in der Bildspeicher-Speicherstelle oder das Unverändertlassen der Bildspeicherstelle, sollte die Speicherbauweise dies erlauben, umfaßt, wenn die ausgewählte Betriebsart "Untermalen" ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Speicherns eines sich vom neuen Datenwert unterscheidenden Datenwertes das Speichern von ausgewählten Pixeldaten, die sich entweder von den neuen Pixeldaten oder den Ergebnissen des Leseschrittes unterscheiden, an der Bildspeicher-Speicherstelle umfaßt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch gezielte Maskierung der Betriebsartauswahl für Speicherstellen, womit an solchen Stellen keine neuen Datenwerte in die Anzeige eingeführt werden.

5. Computer-Anzeigesystem mit einem Bildspeicher, in dem Pixeldaten für Anzeigepixel an entsprechenden Speicherstellen für jedes Pixel eingespeichert werden, mit der Fähigkeit zur Änderung des Bildspeichers in einer auswählbaren Betriebsart als Reaktion auf neue Pixeldaten für diese Speicherstellen, mit:

Mitteln zum Lesen des Inhaltes einer Bildspeicher- Speicherstelle, für die neue Pixeldaten bereitgestellt werden;

Mitteln zum Vergleichen der Ergebnisse des Leseschrittes mit ein Anzeige-Hintergrundkennzeichen darstellenden Daten;

auf die Mittel zum Vergleichen reagierenden Mitteln zum Einspeichern der neuen Pixeldaten an der Bildspeicher-Speicherstelle bei positivem Ergebnis eines Vergleichs; und

auf die Mittel zum Vergleichen reagierenden Mitteln zum Einspeichern eines sich von den neuen Pixeldaten unterscheidenden ausgewählten Datenwertes an der Bildspeicher-Speicherstelle bei negativem Ergebnis eines Vergleichs.

6. Computer-Anzeigesystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Maskenregistermittel, die auf eine von der Freigabe-/Sperr-Betriebsart bestimmte Anzeigeveränderung gesetzt werden können.