DE4337371A1 - Mustererzeugung unter Verwendung eines Wischkörpergenerators - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verarbeitung von digi­ talen Videosignalen und insbesondere die Mustererzeugung unter Verwendung eines Wischkörpergenerators, um eine Skalierung eines das Wischen bewirkenden Stellhebels während eines beweg­ ten Schnittes oder Wischen aus Videobildern zu erzeugen, die immer dafür sorgt, daß der Musterübergang genau dann endet oder beginnt, wenn der wischende Stellhebel seine Grenze erreicht.

Videobewegungsschalter oder -Mischer weisen üblicherweise Mus­ tergeneratoren als Standard-Betriebsmittel auf. Diese Genera­ toren ermöglichen sich bewegende Schnitte oder ein Wischen von einem Videosignalbild zum anderen über eine sich verändernde geometrische Form. Sie ermöglichen Effekte im gerade darge­ stellten Bild, beispielsweise Spotlights (stellenweise hellere Beleuchtung zur Hervorhebung), verdunkelte oder zurücktretende Portraits oder geteilte Bildschirme und sie ermöglichen Mas­ kierungseffekte, während nur eine Taste oder ein Schlüssel nur für einen bestimmten Bereich eines Anzeigebildschirmes aktiv ist. Diese Mustergeneratoren erzeugen üblicherweise eine Viel­ zahl von Formen, beispielsweise Kreise, Quadrate, Rauten, Her­ zen etc. und schließen auch Mustermodifizierungssteuerungen für Position, Bildausschnitt, Drehung, Modulierung, Verviel­ fältigung, Kantenweichheit und Grenzenverbreiterungen ein.

Die Wisch-Muster werden herkömmlicherweise unter Verwendung einer Wischkörper-Schaltung erzeugt, wie sie in der U.S. - Patentschrift Nr. 4,805,022 (John ABT), Erteilungsdatum 14. Februar 1989, Titel: "Digital Wipe Generator" beschrieben ist. Um sich dieses Verfahren veranschaulichen zu können, stelle man sich einen auf den Kopf gestellten Kegel mit nach unten zeigender Spitze vor. Durch Anlegung einer Beschneidungs- und Verstärkungsfunktion ("Clip-and-Gain") an diese dreidimensio­ nale Form entsteht ein Kreis. Bei Bewegung des Beschneidungs­ punktes vom unteren Teil (Spitze des Kegels) zum oberen Teil (Grundfläche des Kegels) des auf dem Kopf stehenden Kegels wird der Kreis größer. Auf diese Weise wird ein Kreis-Wisch- Übergang erzeugt. Bei vielen Modifizierfaktoren wird der Wischkörper selbst beeinflußt. Durch Veränderung der Position der Kegelspitze auf dem Videobildschirm wird die Wisch-Posi­ tion modifiziert. Durch Veränderung der Symmetrie des Kegels verändert sich der Bildaspekt. Eine Drehung wird durch Mischen der x- und y-Koordinaten des Kegels über Sinus- und Kosinus­ funktionen bewirkt. Eine Modulation wird durch Veränderung der Position des Kegels mit verschiedenen Wellenformen erzielt. Mehrere Kreise entstehen durch Erzeugen eines Wischkörpers, der aus zahlreichen Kegeln besteht. Andere Modifizierfaktoren wirken sich auf die "Clip-und-Gains" aus. Eine Grenze wird durch Verwendung von zwei Beschneidungs- und Verstärkungs- Funktionen ("Clip-und-Gain"-Funktionen) erzeugt, von denen jede eine andere Beschneidung hat. Die Beschneidungstrennung definiert die Grenzenbreite. Eine geringe Verstärkung erzeugt ein weiches Muster. Durch Umkehrung bzw. Invertierung der Verstärkung und Veränderung der Richtung der Beschneidung wird das Muster umgekehrt.

Mehrere Probleme treten bisher bei dem beschriebenen Wisch- System auf. Zu diesen Problemen gehören eine Skalierung des Stellhebels, eine konstante Position und eine konstante Größengestaltung aus der Stellung des Stellhebels.

1. Skalierung des Stellhebels

Jeder Modifizierfaktor kann möglicherweise die Beschneidungswerte verändern, bei denen das Muster zunächst auf dem Bildschirm erscheint und vom Bild­ schirm wieder verschwindet. Dies führt zu Schwierigkeiten bei der Einstellung des Beschneidungsbereiches. Im Idealfall be­ wirkt der Stellhebel des Schalters, der die Beschneidungswerte steuert, daß das Muster unmittelbar dann beginnt, nachdem er von seinem Endanschlag weg bewegt wurde, und das Muster genau dann verschwindet, wenn der Stellhebel seinen Weg durchlaufen hat. Viele elektrische Schalter haben keine dynamische Stell­ hebelskalierung. Das Wischen beginnt und endet auf halber Strecke des Weges des Stellhebels und an den äußersten Muster­ darstellungen "schnappen" die gewischten Bilder in ihre End­ stellung am Ende des Weges des Wischhebels.

2. Konstante Stellung

Eine Lösung des Problemes der Skalie­ rung des Stellhebels besteht darin, die Musterstellung mit zunehmendem Wischen zu zentrieren. Diese Störung ist häufig unerwünscht. Dadurch werden auch zahlreiche Clip-und-Gain- Betriebsmittel daran gehindert, denselben Wischkörper zu verwenden, da die Position von Muster 2 durch die Größe, d. h. die Stellhebelstellung, von Muster 1 modifiziert werden kann.

3. Konstante Größe

Einige Generatoren erzeugen eine Skalie­ rung des Stellhebels zu Lasten einer konstanten Mustergröße. Ein Kreis in der Bildschirmmitte muß einen halben Bildschirm überqueren, damit das Muster den Übergang beendet. Ein Kreis, der von der Ecke des Bildschirmes aus beginnt, muß den gesam­ ten Bildschirm überqueren, damit der Übergang vollzogen ist. Daher ist ein Muster bei fünfzig Prozent (50%) des Weges des Stellhebels doppelt so groß, wenn es von einer Ecke aus kommt, als wenn es von der Bildschirmmitte stammt. Dieser Vorgang ist bei einer statischen Musterposition richtig, aber das Muster "atmet", d. h. es wird bei Veränderung der Musterposition zur Überquerung des Bildschirmes, während sich der Hebelarm nicht am Endanschlag befindet, größer oder kleiner. Des weiteren tritt bei einem normalen Wischen ein anwachsendes Muster auf, das das neue Videobild enthüllt, während bei umgekehrtem Wi­ schen ein schrumpfendes Muster auftritt, das das alte Video­ bild verbirgt. Bei zehn Prozent (10%) eines kreisförmigen Wischens wird ein kleiner Kreis freigelegt, wobei sich das neue Videobild in der Mitte befindet. Bei einem umgekehrten kreisförmigen Wischen enthüllt ein zehnprozentiger Übergang einen großen Kreis, wobei sich das alte Videobild in dessen Mitte befindet. Durch Betätigung einer Umkehrtaste in der Mitte eines Überganges wird bewirkt, daß das Muster von groß auf klein springt oder umgekehrt.

Es besteht daher die Aufgabe, eine konstante Größe zu ermög­ lichen, ungeachtet dessen, ob die neuen und alten Videobilder ausgetauscht werden oder sich die Bewegungsrichtung ändert.

Als Lösung dieser Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung eine Mustererzeugung unter Verwendung eines Wischkörper­ generators zur Verfügung, bei der eine Skalierung des Stell­ hebels unter Beibehaltung konstanter Größe während der Muster­ modifikation stattfindet. Der Wischkörpergenerator weist Säge­ zahngeneratoren H und V, Modulatoren, eine Drehungs- und Skalierungsmatrix, Offsetaddierer und eine Vielzahl von Rechenwerk-Funktionen (ALU-Funktionen) sowie Clip-und-Gain- Schaltungen mit einem Offsetaddierer für den Beschneidungs­ pegel, einen Tonnen bzw. Walzen-Verschieber und Multiplizierer für einen hohen Verstärkungsbereich, sowie Begrenzer, die einen effektiven Bereich von Null bis Eins ermöglichen, auf. Der Wischkörpergenerator erzeugt zunächst die Werte, die zur Erzeugung eines Wischkörpers verwendet werden. Die Minimum- und Maximumwerte des Wischkörpers werden dann bestimmt, die den Bereich der Beschneidung, wie er vom Stellhebel erzeugt wird, beschreiben. Der Beschneidungsbereich wird erweitert, um Grenzen zu erzeugen, (d. h.) entweder scharfe Musterränder oder weiche Ränder, so daß das Muster am Ende des Weges des Stell­ hebels vollständig AN oder AUS ist. Dann wird die Wirkung des Stellhebels skaliert, indem die Beschneidungs- und Verstär­ kungswerte berechnet werden, die auf der Grundlage der mini­ malen, maximalen, Rand- und Stellhebelstellungs-Werte unter Verwendung rekursiver Werte zur dynamischen Skalierung an die notwendige Hardware übertragen werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Ansprüchen und den Zeichnungen.

Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Wischkörpergenerators zur Erzeugung von Mustern gemäß vorliegender Erfindung; und

Fig. 2 ein Flußdiagramm für die Mustererzeugung unter Ver­ wendung des Wischkörpergenerators gemäß vorliegender Er­ findung;

In Fig. 1 ist ein Wischkörpergenerator 10 dargestellt, der einen Wellenformgenerator 12 aufweist, welcher einen Video­ synchronsignaleingang hat. Das ist entweder ein zusammenge­ setztes Synchronsignal oder es sind getrennte horizontale oder vertikale Synchronsignale. Es werden digitale Ausgangswellen­ formen X und Y erzeugt. Der Wellenformgenerator 12 verwendet herkömmliche Zähler H und V zusammen mit Modulatoren, zuge­ hörigen Multiplizierern zur Drehung und Addierern zur Posi­ tionseinstellung. Die X- und Y-Wellenformen werden einem digitalen Körpergenerator 14, wie er beispielsweise in der U.S.-Patentschrift Nr. 4,805,022 beschrieben ist, eingegeben, um eine digitale Wischkörper-Ausgangswellenform zu erzeugen. Der Wellenformgenerator 12 und der Körpergenerator 14 sind durch einen Bus 16 miteinander verbunden, wobei an den Bus 16 auch ein Mikroprozessor 18 angeschlossen ist. Der Mikropro­ zessor (µP) 18 legt geeignete Steuerwellenformen, Daten- und Taktsignale an die verschiedenen, mit dem Bus 16 verbundenen Module gemäß Eingängen, die über einen Eingangs-/Ausgangs-Port (I/O-Port) empfangen werden.

Innerhalb des Wellenformgenerators 12 wird die Flankensteil­ heit der Sägezahngeneratoren durch den Mikroprozessor 18 gemäß den H- und V-Inkrementierungen für die jeweiligen verwendeten Zähler gesteuert. Die Sägezahngeneratoren geben ein digitales Sägezahnsignal aus, das einem Umwandler von Sägezahn-Wellen­ formen zu Dreieckswellenformen eingegeben wird. Jeder Zyklus des Dreieckswellenausganges von dem Wandler erzeugt ein Paar Wischkörper. Für nichtreplizierte Muster ist die Verstärkung so eingestellt, daß das volle Dreieck mehrere volle Videobild­ schirme abdeckt, beispielsweise sechs volle Videobildschirme oder einen Wischkörper pro drei Videobildschirme. Das übergroße Muster ermöglicht einen dynamischen Bereich für die Positions- und Modulationsfunktionen. Die H- und V-Inkremen­ tierungen werden für replizierte Muster erhöht, so daß die Dreieckswelle je nach Bedarf mehrmals pro Bildschirm auftritt. Die Dreieckswelle liegt in einem Bereich von -1 bis +1.

Der Mikroprozessor 18 steuert die Initialisierung der Säge­ zahngeneratoren durch Einstellung der Position der Wisch­ körper. Bei nicht wiederholten Mustern wird nur eine Flanke der Dreieckswelle während eines aktiven Bildschirmes erzeugt. Der Nullübergang befindet sich bei einer zentrierten Position im Bildschirmzentrum. Durch Hinzufügen von Wellenformen zu den Dreieckswellen wird eine Modulation von einem Modulator er­ zeugt. Die Modulationsvariablen schließen die Frequenz, die Phase und die Amplitude sowie den Wellenformtyp sowohl für die H- als auch für die V-Dimension ein. Eine Drehung wird er­ zielt, indem die modulierten H- und V-Dreiecke so gemischt werden, daß sie die X- und Y-Ausgänge bilden. Eine Skalierung zur Optimierung des dynamischen Bereiches und zur Einstellung des Bildformates werden ebenfalls im Drehungsmatrixabschnitt gemäß den folgenden Funktionen erzielt:

X = A1·H+B1·V
Y = B2·V + A2·H

in denen A1, A2, B1 und B2 durch den Mikroprozessor 18 erzeugt werden. Absolutwert- und Invertierungsfunktionen folgen dem Drehungsmatrixabschnitt. Die X- und Y-Wellenformen ohne die Absolutwertfunktion werden dazu verwendet, Wischvorgänge von Rand zur Rand zu erzeugen, während die Absolutwertfunktion dazu verwendet wird, Wischvorgänge von der Mitte zum Rand wie Quadrate und Rauten zu erzeugen. Die Invertierungsfunktion komplementiert die Flanke der Sägezähne und Dreiecke. Aspekt­ addierer können zur Modifizierung des Aspektes gewisser recht­ eckiger Muster wie Quadrate oder Eckwischungen verwendet wer­ den, wobei die Aspektwerte von dem Mikroprozessor 18 erzeugt werden.

Die Wellenformen X und Y werden von einem Rechenwerk (ALU) im Körpergenerator 14 kombiniert und bilden den Wischkörper (WS). Minimum- und Maximumfunktionen werden für Quadrate, Rechtecke und Kästen verwendet, Addition wird für Rauten und Diagonalen eingesetzt, ein Durchlassen nur der X- oder der Y-Wellenform wird für eindimensionale Muster verwendet und die Quadrat­ wurzel der Summe der Quadrate wird für kreisförmige Muster eingesetzt. Die Wahl der bestimmten Rechenwerks-Funktion er­ folgt durch den Mikroprozessor 18. Komplexe Muster, beispiels­ weise Herzen, Sterne und Dreiecke, können durch Kombinieren verschiedener Wischmuster und unter Verwendung komplexerer Rechenwerksfunktionen erzeugt werden.

Die Minimum- und Maximumwerte von Wischkörpern werden entweder durch Verwendung eines komplexen mathematischen Ausdruckes, bei dem alle Wischkörper-Variablen in Betracht gezogen werden, oder durch "Simulation" bestimmt. Eine Möglichkeit zur Bestim­ mung der Minimum- und Maximum-Wischkörper-Werte während des aktiven Bildschirmes besteht darin, die Flankenwerte von bis zu neun Punkten auf dem Bildschirm zu selektieren, diese Werte unter Verwendung derselben Logik, wie sie durch den Körper­ generator 14 mit den aktuellen Variablen implementiert wird, zu verarbeiten und dann diese Werte zu vergleichen, um das Minimum und das Maximum zu finden. Zum Beispiel können die verwendeten Werte den Mittelpunkt, die vier Ecken des Bild­ schirmes und die vier Randpunkte rechts, links, oberhalb und unterhalb des Mittelpunktes einschließen. Befindet sich der Mittelpunkt außerhalb des aktiven Bildschirmes, dann ist er nicht eingeschlossen, noch sind die Randschneidepunkte ein­ geschlossen, wenn sie keinen Rand des aktiven Bildschirmes schneiden. Diese Minimum- und Maximumwerte beschreiben den Bereich der Beschneidung, wie sie von einer Stellhebel-Eingabe an den Mikroprozessor 18 für harte Muster ohne Grenzen erzeugt wird. Ein einfaches Skalieren der Wirkung des Stellhebels zur Erzeugung eines Beschneidungswertes, so daß er dem durch die gemessenen Minimum- und Maximumwerte bestimmten Bereich ent­ spricht, ergibt das unerwünschte "atmende" Muster.

Am Ende des Weges des stellhebels muß das Muster völlig AUS oder AN sein, in Abhängigkeit davon, ob das Muster umgekehrt ist oder nicht. Für scharfe Musterränder (hohe Verstärkung) muß die Beschneidung in einem Bereich von nur geringfügig unter dem Minimumwert bis nur geringfügig über dem Maximumwert liegen, wie diese Werte während des oben beschriebenen Muster­ meßverfahrens bestimmt wurden. Für weiche Ränder (geringe Ver­ stärkung) ist dieser Bereich nicht ausreichend. Die Beschnei­ dungs- und Verstärkungsfunktion kann wie folgt beschrieben werden:

Ausgang = (Eingang - Beschneidungspegel)·Verstärkung/2 + 1/2

wobei der Ausgang auf einen Bereich von Null bis Eins und der Beschneidungspegel und Eingang in einem Bereich von minus bis plus Eins liegen. Damit der Ausgang einen Wert von Eins sät­ tigt, übersteigt der Eingang den Beschneidungspegel um einen Wert von 1/Verstärkung. Damit der Ausgang bei einem Wert von Null abschneidet, übersteigt der Beschneidungspegel den Ein­ gang um einen Wert von 1/Verstärkung. Daher wird der Beschnei­ dungsbereich wie folgt erweitert:

MAXIMUM = Maximum + 1/Verstärkung
MINIMUM = Minimum - 1/Verstärkung.

Der Beschneidungsbereich wird auch für Grenzen erweitert. Da der Hebelarm in einem Bereich von Null bis Eins liegt:

Beschneidung 1 = Stellhebel · (MAXIMUM - (MINIMUM - Grenze)) + (MINIMUM - Grenze)
Beschneidung 2 = Stellhebel · ((MAXIMUM + Grenze) - MINIMUM) + MINIMUM.

Die Beschneidung1- und Beschneidung2-Werte sind durch den Grenz-Wert getrennt, und Beschneidung1 und Beschneidung2 sind auf den maximalen zulässigen Bereich der Beschneidungs- und Verstärkungsfunktion, d. h. minus bis plus Eins begrenzt. Um das Muster umzukehren, wird Verstärkung invertiert und Stell­ hebel komplementiert:

Umkehrung_Verstärkung = -Verstärkung
Umkehrung_Stellhebel = 1 - Stellhebel.

Der Mikroprozessor 18 berechnet die vom Körpergenerator 14 verwendeten Werte auf der Grundlage des aktuellsten Satzes von Benutzereingaben. Diese Werte werden vom Mikroprozessor 18 während eines vertikalen Intervall-Interrupts an die Hardware zugeladen. Das Ausmaß (Minimum und Maximum) des Wischkörpers wird innerhalb des aktiven Bildschirmes gemessen. Die Beschneidungsausdehnungen für die Größe der Grenze und für die Weichheit (1/Verstärkung) werden berechnet. An diesem Punkt wählt der Mikroprozessor 18 eine der drei Skalierungsfunktio­ nen für den Stellhebel aus, in Abhängigkeit davon, ob Eingabe­ veränderungen vorgenommen wurden, die (i) kein "Atmen" des Musters ohne Musterumkehr verursachen, (ii) kein "Atmen" des Musters bei Musterumkehr verursachen, oder (iii) ein "Atmen" des Musters induzieren (Rücksetzen der Mustergröße wie bei der Wahl eines neuen Musters). Unter Verwendung des geeigneten skalierten Stellhebelwertes werden die Beschneidungs- und Verstärkungswerte berechnet und an die Hardware zugeladen.

Dem Wischkörpergenerator 10 können mehrere Beschneidungs- und Verstärkungsfunktionen zugeordnet sein. Jede Beschneidungs- und Verstärkungsfunktion kann unabhängige Stellhebelwerte, Weichheiten und Grenzgrößen haben. Jede Beschneidungs- und Verstärkungsfunktion benötigt dann einen unabhängigen rekur­ siven Speicher für die Stellhebelskalierungsfunktion. Jede Stellhebelskalierungsfunktion hat als Eingänge (i) den Stellhebelwert, (ii) einen Zeiger zu den gemessenen Minimum- und Maximum-Wischkörperwerten, und (iii) einen Zeiger zu dem für die bestimmte Beschneidungs- und Verstärkungsfunktion spezifischen Speicherbereich. Der letzte Zeiger stellt einen Bezug auf die vorher berechneten Beschneidungsausdehnungen aufgrund von Grenzgröße und Weichheit sowie als rekursive Speicherplätze für Alte_Beschneidung, Alter_Hebel und Synth_Hebel dar. Die Ausgänge der Skalierungsfunktionen sind in den drei rekursiven Speicherstellen gespeichert.

1. Kein Musteratmen ohne Umkehr

Das grundlegende Konzept ist es, eine virtuelle Stellhebel- Stellung nach einer Veränderung von Minimum- oder Maximum- Wischkörperwerten zu berechnen, während gleichzeitig dieselben Beschneidungspegel beibehalten werden, und dann diesen vir­ tuellen Stellhebelwert auf der Grundlage der Positionsverände­ rung des wirklichen Stellhebels zu ändern. Die neuen Beschnei­ dungswerte beruhen dann auf dem neuen synthetisch erzeugten Stellhebel und den neuen Minimum- und Maximum-Werten.

Der virtuelle Stellhebelwert nach einer Änderung eines

Minimum- oder Maximumwertes wird wie folgt bestimmt:
MINIMUM = Minimum - Weichh_Erweitern - (Grenze_Erweitern/2)
MAXIMUM = Maximum + Weichh_Erweitern + (Grenze_Erweitern/2)
Virtueller_Stellhebel = (Alte_Beschneidung - MINIMUM)/(MAXIMUM - MINIMUM).

War das alte MAXIMUM zum Beispiel 0,75, das alte MINIMUM war 0,25 und die vorherigen Stellhebel- und Beschneidungswerte waren 0,5 und das neue MINIMUM wird nach einer Musterposi­ tionsänderung Null, dann wird Virtueller-Stellhebel 0,667, da zur Beibehaltung eines Beschneidungspegels von 0,5 der vir­ tuelle Stellhebel sich in einer Zweidrittel-Stellung befinden muß. Ist der Virtuelle-Stellhebel erst einmal bestimmt, dann werden bei Bestimmung der Ausgänge sechs Fälle in Erwägung gezogen.

A. Wirklicher Stellhebel am Minimum-End-Anschlag

Das System wird durch Eingabe der folgenden Daten in den rekursiven Speicher zur Eingabe an den nächsten Satz von Berechnungen zurückgestellt:

Alte_Beschneidung = MINIMUM
Alter_Hebel = 0
Synth_Hebel = 0.

B. sonst Wirklicher Stellhebel am Maximum-End-Anschlag

Das System wird durch Eingabe der folgenden Daten in den rekursiven Speicher zur Eingabe an den nächsten Satz von Berechnungen zurückgestellt:
Alte_Beschneidung = MAXIMUM
Alter_Hebel = 1
Synth_Hebel = 1.

C. sonst (Alte_Beschneidung =(MINIMUM) und (Stellhebel < = Alter_Hebel)

In diesem Fall wird das Muster nicht gestartet, dennoch befin­ det sich der Stellhebel auf halber Strecke und kann absinken. Dies tritt zum Beispiel dann auf, wenn ein teilweise offenes Muster vom Bildschirm herunter bewegt wird. Folgende Daten werden in den rekursiven Speicher zur Eingabe an den nächsten Satz von Berechnungen eingegeben:

Alte_Beschneidung = Virtueller_Stellhebel · (MAXIMUM - MINIMUM) + MINIMUM
Alter_Hebel = Stellhebel
Synth_Hebel = Virtueller_Stellhebel.

Es ist wahrscheinlich, daß der Wert von Alte_Beschneidung weniger als MINIMUM ist, da es wahrscheinlich ist, daß Virtueller_Stellhebel weniger als Null ist.

D. sonst (Alte_Beschneidung )= MAXIMUM) und (Stellhebel)< Alter_Hebel)

In diesem Fall ist das Muster vollständig, dennoch befindet sich der Stellhebel auf halber Strecke und kann ansteigen. Dies tritt zum Beispiel auf, wenn ein großes Muster aus dem Zustand Off-Screen (weg vom Bildschirm) in den Zustand On- Screen (zum Bildschirm hin) bewegt wird. Folgende Daten werden in den rekursiven Speicher zur Eingabe an den nächsten Satz von Berechnungen eingegeben:
Alte_Beschneidung = Virtueller_Stellhebel ·(MAXIMUM - MINIMUM) + MINIMUM
Alter_Hebel = Stellhebel.

Der Wert von Alte_Beschneidung kann größer als MAXIMUM sein, da Virtueller_Stellhebel größer als Eins ist.

E. sonst Stellhebel ) Alter_Hebel

In diesem Fall ist das Muster teilweise offen und der Stell­ hebel befindet sich im Übergang und steigt an. Folgendes wird in den rekursiven Speicher zur Eingabe an den nächsten Satz von Berechnungen eingegeben:

Synth_Hebel = Virtueller_Stellhebel + (Stellhebel - Alter_Hebel)·(1 - Virtueller_Stellhebel)/(1 - Stellhebel)
Alte_Beschneidung = Synth_Hebel·(MAXIMUM - MINIMUM) + MINIMUM
Alter_Hebel = Stellhebel.

Der synthetisch erzeugte Stellhebel beruht auf dem virtuellen Stellhebel plus der Stellhebelveränderung um das Verhältnis des Abstandes des virtuellen Stellhebels zu seinem Endanschlag und des Abstandes des wirklichen Stellhebels zu seinem Endan­ schlag.

F. Sonst-Fall

In diesem Fall ist das Muster teilweise offen und der Stell­ hebel befindet sich im Übergang und sinkt ab oder hat sich nicht verändert. Folgendes wird in den rekursiven Speicher zur Eingabe an den nächsten Satz von Berechnungen eingegeben:

Synth_Hebel = Virtueller_Stellhebel + ((Stellhebel - Alter_Hebel)·(Virtueller_Stellhebel - 0)/(Stellhebel - 0)) Alte_Beschneidung = Synth_Hebel(MAXIMUM - MINIMUM) + MINIMUM
Alter_Hebel = Stellhebel.

Der synthetisch erzeugte Stellhebel beruht auf dem virtuellen Stellhebel plus der Stellhebelveränderung, wie sie durch das Verhältnis des Abstandes des virtuellen Stellhebels zu seinem Anfangsanschlag und des Abstandes des wirklichen Stellhebels zu seinem Anfangsanschlag skaliert ist.

2. Kein Muster-Zittern bei Umkehrung

Das grundlegende Konzept ist das gleich wie die erste Skalie­ rungsfunktion. Der Wert des virtuellen Stellhebels nach einer Minimum- oder Maximum-Veränderung wird bestimmt wie in der ersten Skalierungsfunktion. Die entsprechenden sechs Fälle werden wie folgt bestimmt.

A. Wirklicher Stellhebel am Ninimum-End-Anschlag

Das System wird zurückgestellt, indem folgende Daten in den rekursiven Speicher zur Eingabe in den nächsten Satz von Berechnungen eingegeben werden:

Alte_Beschneidung = MAXIMUM
Alter_Hebel = 0
Synth_Hebel = 1.

B. sonst Wirklicher Stellhebel am Maximum-End-Anschlag

Das System wird durch Eingabe folgender Daten in den rekur­ siven Speicher zur Eingabe in den nächsten Satz von Berech­ nungen eingegeben:

Alte_Beschneidung = MINIMUM
Alter_Hebel = 1
Synth_Hebel = 0.

C. sonst (Alte_Beschneidung< = MAXIMUM) und (Stellhebel = Alter_Hebel)

In diesem Fall wird das Muster nicht gestartet (vollständig offen), dennoch befindet sich der Stellhebel auf halber Strecke und kann absinken. Dies tritt zum Beispiel dann auf, wenn ein großes Muster aus der Position Off-Screen (d. h. vom Bildschirm weg) in die Position On-Screen (auf den Bildschirm hin) bewegt wird. Folgende Daten werden in den rekursiven Speicher zur Eingabe an den nächsten Satz von Berechnungen eingegeben:

Alte_Beschneidung = Virtueller_Stellhebel·(MAXIMUM - MINIMUM) + MINIMUM
Alter_Hebel = Stellhebel
Synth_Hebel = Virtueller Stellhebel.

Alte_Beschneidung kann größer als MAXIMUM sein, da Virtuel­ ler_Stellhebel wahrscheinlich größer als Eins ist.

D. sonst (Alte_Beschneidung = < MINIMUM) und (Stellhebel < = Alter_Hebel)

In diesem Fall ist das Muster vollständig (völlig geschlos­ sen), dennoch befindet sich der Stellhebel auf halber Strecke und kann ansteigen. Dies tritt zum Beispiel dann auf, wenn ein kleines Muster vom Bildschirm weg bewegt wird. Folgende Daten werden zur Eingabe an den nächsten Satz von Berechnungen in den rekursiven Speicher eingegeben:

Alte_Beschneidung = Virtueller_Stellhebel·(MAXIMUM - MINIMUM) + MINIMUM
Alter_Hebel = Stellhebel
Synth_Hebel = Virtueller_Stellhebel.

Alter_Hebel kann weniger als MINIMUM sein, da Virtuel­ ler_Stellhebel wahrscheinlich weniger als Null ist.

E. sonst Stellhebel < Virtueller_Stellhebel

Alte_Beschneidung kann wahrscheinlich weniger als MINIMUM sein, da Virtueller_Stellhebel wahrscheinlich weniger als Null ist.

E. sonst Stellhebel < Alter_Hebel

In diesem Fall ist das Muster teilweise offen und der Stell­ hebel befindet sich im Übergang und steigt an. Folgende Daten werden in den rekursiven Speicher zur Eingabe in den nächsten Satz von Berechnungen eingegeben:

Synth_Hebel = Virtueller_Stellhebel - ((Stellhebel - Alter_Hebel)·(Virtueller_Stellhebel - 0)/(1 - Stellhebel))
Alter_Hebel = Synth_Hebel·(MAXIMUM_MINIMUM) + MINIMUM
Alter_Hebel = Stellhebel.

Der synthetisch erzeugte Stellhebel beruht auf dem virtuellen Stellhebel minus der Stellhebeländerung, skaliert um das Verhältnis des Abstandes des virtuellen Stellhebels zu seinem Anfangsanschlag und des Abstandes des wirklichen Stellhebels zu seinem Endanschlag.

F. Sonst-Fall

In disem Fall ist das Muster teilweise offen und der Stellhebel befindet sich im Übergang und sinkt ab oder hat sich nicht verändert. Folgende Daten werden in den rekursiven Speicher zur Eingabe an den nächsten Satz von Berechnungen eingegeben:

Synth_Hebel = Virtueller_Stellhebel - ((Stellhebel - Alter_Hebel)·(1- Virtueller_Stellhebel)/(Stellhebel - 0))
Alte_Beschneidung = Synth_Hebel·((MAXIMUM - MINIMUM) + MINIMUM
Alter_Hebel = Stellhebel.

Der synthetisch erzeugte Stellhebel beruht auf dem virtuellen Stellhebel minus der Stellhebeländerung, skaliert um das Verhältnis des Abstandes des virtuellen Stellhebels zu seinem Endanschlag und des Abstandes des eigentlichen Stellhebels zu seinem Anfangsanschlag.

3. "Atmungs"-Muster (Rückstell-Muster-Größe)

Das grundlegende Konzept in dieser Funktion besteht darin, einen neuen Beschneidungswert zu bestimmen, im Vergleich zur Stellhebelposition, nach einer Änderung der Minimum- oder Maximum-Wischkörper-Werte, unter Beibehaltung desselben virtuellen Stellhebelwertes. Der neue Beschneidungswert nach einer derartigen Änderung ist folgender:

Neue_Beschneidung = Synth_Hebel · (MAXIMUM - MINIMUM) + MINIMUM.

War zum Beispiel das alte MAXIMUM 0,75, das alte MINIMUM 0,25 und der synthetisch erzeugte Stellhebel- und der Beschnei­ dungswert waren 0,5, und das neue MINIMUM wird nach einer Musterpositionsveränderung Null, dann ist der neue Beschnei­ dungswert 0,375, da Synth_Hebel von 0,5 einen Beschneidungs­ wert auf halber Strecke zwischen den neuen MINIMUM- und MAXIMUM-Werten auswählt. In diesem Fall sind fünf Fälle in Erwägung zu ziehen.

A. Wirklicher Stellhebel am Minimum-End-Anschlag

Das System wird durch Eingabe der folgenden Daten in den rekursiven Speicher zur Eingabe an den nächsten Satz von Berechnungen zurückgestellt:

Alte_Beschneidung = MINIMUM
Alter_Hebel = 0
Synth_Hebel = 0.

B. sonst Wirklicher Stellhebel am Maximum-End-Anschlag

Das System wird durch Eingabe folgender Daten in den rekursiven Speicher zur Eingabe an den nächsten Satz von Berechnungen zurückgestellt:

Alte_Beschneidung = MAXIMUM
Alter_Hebel = 1
Synth_Hebel = 1.

C. sonst Neue_Beschneidung < MINIMUM

In diesem Fall wird das Muster nicht gestartet, dennoch befindet sich der Stellhebel zwischen Endanschlägen. Zum Beispiel tritt dies auf, wenn ein teilweise offenes Muster vom Bildschirm weg bewegt wird und diese Funktion aufgrund einer neuen Musterposition aufgerufen wird. Das System wird wie in Fall A zurückgestellt.

D. sonst Neue_Beschneidung < MAXIMUM

In diesem Fall ist der Musterübergang vollständig, dennoch befindet sich der Stellhebel zwischen den Endanschlägen. Dies tritt zum Beispiel dann auf, wenn ein großes, sich in Off- Screen-Position befindendes Muster auf den Bildschirm (On- Screen) bewegt wird und diese Funktion aufgrund einer neuen Musterwahl aufgerufen wird. Das System wird wie in Fall B zurückgestellt.

E. Sonst-Fall

In diesem Fall ist das Muster teilweise offen, der Stellhebel befindet sich nicht an seinen Endanschlägen und ein neues Muster wurde ausgewählt, das diese Funktion einleitet. Folgen­ de Daten werden in den rekursiven Speicher zur Eingabe an den nächsten Satz von Berechnungen eingegeben:

Alte_Beschneidung = Neue_Beschneidung
Alter_Hebel = Alter_Hebel
Synth_Hebel = Synth_Hebel.

Synth_Hebel und Alter_Hebel werden nicht verändert, da diese Funktion keine Stellhebelveränderungen durchführt, sondern lediglich die Größe eines neu gewählten Musters zurückstellt.

Wurde die richtige Skalierungsfunktion erst einmal durchge­ führt, dann werden die Beschneidungspegel durch Synth_Hebel sowie Grenze_Erweitern und Weichheit_Erweitern bestimmt, wobei umgekehrten Mustern besondere Aufmerksamkeit entgegengebracht wird. Um sicherzustellen, daß es keinen Hinweis auf ein Muster gibt, wenn Synth_Hebel sich an den Endstellungen befindet, sind die Beschneidungspegel auf -1 eingestellt, wenn Synth_Hebel = 0 und auf +1, wenn Synth_Hebel = 1 ist.

Für nicht-umgekehrte Muster gilt:

MAXIMUM = Maximum + Weichheit_Erweitern
MINIMUM = Minimum + Weichheit_Erweitern - Grenze_Erweitern
Beschneidung1 = Synth_Hebel·(MAXIMUM - MINIMUM) + MINIMUM
Beschneidung2 = Beschneidung1 + Grenze_Erweitern.

Für umgekehrte Muster gilt:

MAXIMUM = Maximum + Weichheit_Erweitern + Grenze_Erweitern
MINIMUM = Minimum - Weichheit_Erweitern
Beschneidung1 = Synth_Hebel·(MAXIMUM - MINIMUM) + MINIMUM
Beschneidung2 = Beschneidung1 - Grenze_Erweitern.

Die Verstärkung wird für nicht-umgekehrte Muster direkt an die Beschneidung- und Verstärkungsfunktionen geschickt und wird für umgekehrte Muster invertiert.

Obwohl ein bestimmter Satz mathematischer Ausdrücke als Veran­ schaulichung der vorliegenden Erfindung angegeben sind, können diese Ausdrücke verändert werden, so daß die rekursiven Vari­ ablen die alten Minimum- und Maximum-Werte oder Differenzen zwichen einer berechneten Stellhebelposition und der wirk­ lichen Position einschließen. Jegliche Implementierungen einer Mustererzeugung, die auf Wischkörpern beruht und rekursive Werte zur dynamischen Skalierung des Stellhebels verwendet, liegt im Bereich der vorliegenden Erfindung.

Somit stellt die vorliegende Erfindung eine Mustererzeugung unter Verwendung eines Wischkörpergenerators durch dynamische Skalierung des Stellhebels unter Verwendung von Wischkörpern und rekursiven Werten zur Verfügung, so daß ein Musterübergang genau dann beginnt oder endet, wenn der Stellhebel seine End­ anschläge erreicht, wobei gleichzeitig eine konstante Größe während Veränderungen der Position, der Musterwahl und anderen Modifizierfaktoren einschließlich der Musterumkehrung beibe­ halten wird.

Claims (5)

1. Verfahren zur Mustererzeugung auf einem Bildschirm unter Verwendung eines Wischkörpergenerators (10) und eines rekursiven Speichers, mit folgenden Schritten:
Erzeugen von Parametern aus Eingaben einer Bedie­ nungsperson, die einen von dem Wischkörpergenerator zu erzeugenden Wischkörper definieren;
Messen des Ausmaßes des Wischkörpers zur Erzeugung eines Maximum- und eines Minimumwertes;
Erweitern der gemessenen Minimum- und Maximumwerte als Funktion einer gewünschten Grenzgröße und Weichheit; Auswählen einer Stellhebelskalierungsfunktion als Funktion von Veränderungen in den Eingaben der Bedie­ nungsperson;
Ausführen der ausgewählten Stellhebelskalierungs­ funktion zur Erzeugung von Parametern zur Speicherung im rekursiven Speicher, wobei die ausgewählte Stellhebel- Skalierungsfunktion frühere Werte der Parameter verwen­ det, wie sie im rekursiven Speicher abgelegt sind; und
Bestimmen von Beschneidungspegeln anhand der im rekursiven Speicher abgelegten Parameter, so daß eine Bewegung des Stellhebels auf eine Grenze das Ergebnis hat, daß der Wischkörper gerade nur den ganzen Bildschirm einschließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die im Auswahlschritt ausgewählte Stellhebelskalierungsfunktion aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Kein Atmen ohne Umkehr, Kein Atmen mit Umkehr und Atmen ausgewählt ist, wobei unter Atmen das Größer- und Kleinerwerden der Darstellung auf dem Bildschirm gemeint ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, worin der Ausführungsschritt für die Stellhebelskalierungsfunktion Kein Atmen ohne Umkehr folgende Schritte umfaßt:
Bestimmen eines Virtuellen_Hebelarm_Wertes anhand eines Alte_Beschneidung-Wertes, der einer der im rekur­ siven Speicher gespeicherten Parameter und den erweiterten Minimum- und Maximum-Werten ist;
Ausführen eines von sechs Fällen auf der Grundlage der Stellung des Stellhebels und Werten der Alte_Beschneidung und Alter_Stellhebel-Parametern aus dem rekursiven Speicher; und
Bestimmen eines Wertes für den Parameter Synth_Hebel im rekursiven Speicher, wobei dieser Parameter im Schritt der Bestimmung der Beschneidungspegel verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, worin der Ausführungsschritt für die Stellhebelskalierungsfunktion Kein Atmen mit Umkehr folgende Schritte umfaßt:
Bestimmen eines Virtuellen_Stellhebel-Wertes anhand eines Alte_Beschneidung-Wertes, der einer der im rekur­ siven Speicher gespeicherten Parameter und der erwei­ terten Minimum- und Maximum-Werte ist;
Ausführen eines von sechs Fällen auf der Grundlage der Position des Stellhebels und Werten von Alte_Beschneidung und Alter_Hebel-Parameter aus dem rekursiven Speicher, und
Bestimmen eines Wertes für den Parameter Synth_Hebel im rekursiven Speicher, wobei dieser Parameter im Schritt der Bestimmung der Beschneidungspegel verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, worin der Ausführungsschritt für die Stellhebelskalierungsfunktion Atmen folgende Schritte umfaßt:
Bestimmen eines Neue_Beschneidung-Wertes anhand eines Synth_Hebel-Wertes, der als einer der Parameter im rekursiven Speicher gespeichert ist, und der erweiterten Minimum- und Maximum-Werte;
Ausführen eines von fünf Fällen auf der Grundlage der Position des Stellhebel- und des Neue_Beschneidung- Wertes; und
Bestimmen eine neuen Wertes für den Parameter Synth_Hebel, wobei dieser Parameter im Schritt der Bestimmung der Beschneidungspegel verwendet wird.