DE60018599T2

DE60018599T2 - Dreidimensionale gui-fenster

Info

Publication number: DE60018599T2
Application number: DE60018599T
Authority: DE
Inventors: Ronald Capelli; Joseph Kubik; Joseph Michael SULLIVAN; Mark Jonathan WAGNER
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1999-11-24
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2020-11-11
Also published as: EP1232429A2; US6344863B1; PL355334A1; WO2001038956A3; TW487871B; WO2001038956A2; ATE290704T1; EP1232429B1; JP2003515804A; DE60018599D1; CZ20021778A3; KR100494957B1; KR20020051936A; AU1289501A; CN1174310C; CN1390322A

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. Technisches Gebiet:
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Computer-Bildschirmanzeigen und insbesondere grafische Benutzeroberflächen. Vornehmlich betrifft die Erfindung dreidimensionale Darstellungen in einer grafischen Benutzeroberfläche.
2. Beschreibung des Stands der Technik:
In den letzten Jahren hat sich praktisch bei allen Personalcomputern und Arbeitsplätzen eine grafische Benutzeroberflächenumgebung (GUI-Umgebung) eingebürgert, die es dem Benutzer erlaubt, das System zu verwalten und Anwendungen auszuführen, wobei er ein Zeige-und-Klick-Verfahren (Point-and-click method) bei Objekten, die auf der Computer-Bildschirmanzeige angezeigt werden, benutzt. Der GUI-Haupthintergrund wird gewöhnlich als „Arbeitsfläche" (Desktop) bezeichnet, und diese Objekte beinhalten typischerweise grafische Symbole, die eine Softwareanwendung oder -funktion darstellen, und Fenster, die die Arbeitsfläche auf dem Bildschirm in verschiedene Bereiche für verschiedene Anwendungen unterteilen.
Da Grafikverarbeitungssysteme in jüngster Zeit stabiler und kostengünstiger geworden sind, werden dreidimensionale (3D) Grafiken immer alltäglicher. Die ursprünglich nur in computergestützten Entwicklungssystemen, einigen Modellierungssystemen und einigen anspruchsvollen Spielesystemen eingesetzten 3D-Grafiken erscheinen jetzt auf Webseiten im Internet, in Tabellenkalkulationen und anderen üblichen Anwendungen. Ferner entwickeln sich die GUI-Computeroberflächen derzeit zunehmend von einer zweidimensionalen (2D) Perspektive zu einer verblüffenden 3D-Perspektive.
Mit einer 3D-GUI-Oberfläche können die verschiedenen anzuzeigenden Fenster tatsächlich vor- oder hintereinander erscheinen, anstatt sich einfach nur zu überlappen wie in den herkömmlichen Systemen. Ferner kann das 3D-Desktop „räumlich" auf dem Computerbildschirm „gedreht" werden. Die Symbole sind in einem derartigen System nicht mehr ein einfaches 2D-Bild, sondern 3D-Objekte.
Die japanische Patentanmeldung Nr. 06266330 zeigt eine grafische Benutzeroberfläche mit einem dreidimensionalen Fenster.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Folglich liegt eine Aufgabe der vorliegenden erfindungsgemäßen Ausführung in der Bereitstellung einer verbesserten Computer-Bildschirmanzeige.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Bereitstellung einer verbesserten grafischen Benutzeroberfläche.
Des Weiteren liegt eine weitere Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung einer verbesserten dreidimensionalen Darstellung in einer grafischen Benutzeroberfläche.
Die vorliegende Beschreibung zeigt, wie die vorstehenden Aufgabengelöst werden. Gemäß der bevorzugten Ausführung wird eine dreidimensionale Benutzeroberfläche bereitgestellt, in der die Fenster eine „Dickeneigenschaft" aufweisen. In der bevorzugten Ausführung weist ein Fenster eine Position (z) in der Z-Ebene und eine Dicke (cz) in der Z-Ebene Dicke sowie die üblichen x, cx, y und cy auf. Dies erlaubt das beliebige Positionieren im dreidimensionalen Raum. Durch das Benutzen einer Dreiachsenmaus oder einer herkömmlichen Maus mit einer Zusatzsteuerung (z.B. eine Tastatur) kann jede Achse durchquert werden, um auf der Arbeitsfläche zu navigieren. Wenn sich der Zeiger an einer Achse entlangbewegt, kann sich der Blickwinkel des Benutzers ändern, wobei die Sicht entweder näher/ferner/ nach links/nach rechts gebracht wird, je nach der Bewegungsrichtung, wodurch sich die Fensterperspektive ändern kann, sie wird z.B. größer oder kleiner. Die Benutzerperspektive kann in und durch die Fensterblöcke gehen. Wenn sich der Benutzer durch einen Fensterblock bewegt, ändert sich das Mausumsetzungsverhältnis (Mouse-Mickey-Ratio) derart, dass, während sich die Zeigerposition oder der Benutzerblickwinkel relativ schnell in „Leerraum" ändert, er sich langsamer ändern würde, wenn sich die Benutzerperspektive oder der Cursor durch einen festen Fensterblock bewegt, wodurch der Fensterblock materieller erscheint.
Die vorstehenden und weiteren Ziele, Eigenschaften und Vorzüge der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten schriftlichen Beschreibung.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die als kennzeichnend erachteten neuartigen Merkmale der Erfindung werden in den angehängten Ansprüchen bekannt gegeben. Die Erfindung selbst jedoch sowie eine bevorzugte Nutzungsart und auch deren Aufgaben und Vorzüge werden unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung einer veranschaulichenden Ausführung am besten verstanden werden, wenn diese in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
Es zeigen:
1 ein Datenverarbeitungssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 eine Übersichtsdarstellung eines dreidimensionalen GUI-Systems gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und
3 ein Flussdiagramm eines Prozesses gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Von den Figuren zeigt insbesondere 1 ein Blockschaltbild eines Datenverarbeitungssystems, in dem eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umgesetzt werden kann. Bei dem Datenverarbeitungssystem 100 kann es sich zum Beispiel um einen von der International Business Machines Corporation aus Armonk, New York, USA, lieferbaren Computer handeln. Das Datenverarbeitungssystem 100 beinhaltet die Prozessoren 101 und 102, die im Ausführungsbeispiel mit den Cachespeichern der Ebene 2 (Second Level Cache) 103 bzw. 104 verbunden sind, die wiederum an einen Systembus 106 angeschlossen sind.
An den Systembus 106 ist außerdem der Systemspeicher 108 und die Brücke des primären Hostcomputers (Primary Host Bridge) (PHB) 122 angeschlossen. Die PHB 122 verbindet den E/A-Bus 112 mit dem Systembus 106, um Datenübertragungen von einem Bus zum nächsten weiterzuschalten und/oder zu transformieren. Im Ausführungsbeispiel beinhaltet das Datenverarbeitungssystem 100 einen an den E/A-Bus 112 angeschlossenen Grafikadapter 118, der Benutzeroberflächendaten für die Anzeigeeinheit 120 empfängt. Des Weiteren umfasst es Peripheriegeräte, zum Beispiel den nichtflüchtigen Speicher 114, bei dem es sich zum Beispiel um einen Festplattenspeicher handeln kann, und eine Tastatur/ein Zeigegerät 116, wobei es sich um eine herkömmliche Maus, eine Rollkugel oder etwas Ähnliches handeln kann, die über eine ISA-Brücke 121 (Industry Standard Architecture) an den E/A-Bus 112 angeschlossen sind. Die PHB 122 ist ebenfalls über den E/A-Bus 112 mit den PCI-Steckplätzen 124 verbunden.
Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel dient ausschließlich der Erklärung der Erfindung, und Fachleute erkennen, dass eine Vielzahl von Variationen möglich sind – sowohl in der Form als auch in der Funktion. Beispielsweise könnte das Datenverarbeitungssystem 100 auch ein CD-ROM-Laufwerk oder ein DVD-Laufwerk enthalten, eine Soundkarte und Lautsprecher sowie eine Vielzahl weiterer beliebiger Komponenten. Diese Variationen werden als in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallend bzw. als davon abgedeckt angesehen. Das Datenverarbeitungssystem 100 und die nachfolgenden Beispiele für die Symbole dienen ausschließlich als Beispiele zur Erläuterung und sollen keine architektonischen Einschränkungen mit sich bringen.
Gemäß der bevorzugten Ausführung wird eine dreidimensionale Benutzeroberfläche bereitgestellt, in der die Fenster eine „Dickeneigenschaft" aufweisen. Sie werden nachfolgend „Fensterblöcke" genannt. In der bevorzugten Ausführung weist ein Fensterblock eine Position (z) in der Z-Ebene und eine Dicke (cz) in der Z-Ebene sowie die üblichen x, cx, y und cy auf. Dies erlaubt das beliebige Positionieren im dreidimensionalen Raum.
In den heutigen Fenstersystemen (z.B. Windows, Presentation Manager, x Windows) ist die Z-Ebene auf eine ausschließliche Z-Reihenfolge beschränkt, die lediglich von oben nach unten die Reihenfolge angibt, in der die zweidimensionalen Fenster angezeigt werden. Dadurch überlappen sich die Fenster lediglich, so ähnlich wie bei einem Stapel Papier. Die bevorzugte Ausführungsform verbessert diese Situation erheblich, indem sie Tiefemerkmale zu jedem Fensterblock hinzufügt.
2 zeigt ein Beispiel für einen Computerbildschirm mit dreidimensionalen Fensterblöcken gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In diesem Beispiel enthält der Hauptbildschirm 200 drei Fensterblöcke. Jeder der Fensterblöcke hat verschiedene Abmessungen: Fenster1 210 ist der flachste Fensterblock und befindet sich zuvorderst auf der Anzeige. Fenster2 220 wird hinter Fenster1 210 angezeigt und ist viel tiefer, und Fenster3 230 ist das vom Benutzer am weitesten entfernte Fenster. Es ist zu beachten, dass sich das Fenster2 220 in das Fenster3 230 hinein erstreckt und sich mit diesem verbindet.
In dieser Figur wird jeder der drei Fensterblöcke zur Verdeutlichung mit einer ähnlichen Perspektive dargestellt, doch die bevorzugte Ausführungsform bietet die Möglichkeit, jeden Fensterblock dreidimensional zu verändern. Durch die Verwendung der Maus oder anderer Zeigegeräte und dem heutzutage üblichen „Klicken-und-Ziehen"-Verfahren (Click-and-Drag approach) kann der Benutzer die Griffe eines Fensterblocks greifen, z.B. die Griffe 211/212/213/214 von Fenster1 210, um die Maße des Fensterblocks zu strecken oder zu verringern oder um den Fensterblock dreidimensional zu drehen. Da jeder Fensterblock dreidimensional ist und gedreht werden kann, umfasst jeder Fensterblock sechs Oberflächen, auf denen Daten angezeigt werden können. Dies kann zum Beispiel nützlich sein, um verschiedene Seiten einer Tabellenkalkulation auf verschiedenen Seiten eines Fensterblocks anzuzeigen oder um die gleichen Daten in verschiedenen Formen auf verschiedenen Seiten anzuzeigen. Beispielsweise kann auf einer Seite eine Tabellenkalkulation anzeigt werden, während auf einer anderen das entsprechende Liniendiagramm und auf einer dritten Seite das zugehörige Balkendiagramm anzeigt wird.
Durch das Benutzen einer Dreiachsenmaus oder einer herkömmlichen Maus mit einer Zusatzsteuerung, z.B. eine Tastatur, kann jede Achse durchquert werden, um auf der Arbeitsfläche zu navigieren. Wenn sich der Zeiger an einer Achse entlang bewegt, kann sich der Blickwinkel des Benutzers ändern, wobei die Sicht entweder näher/ferner/ nach links/nach rechts gebracht wird, je nach der Bewegungsrichtung, wodurch sich die Fensterperspektive ändern kann, sie wird z.B. größer oder kleiner.
Wahlweise kann man mit der Änderung der Z-Position die Fensterblöcke, die vorbeilaufen, einfach verschwinden lassen, statt nur die Perspektive zu ändern. Wenn der Cursor durch ein Fenster bewegt wird, zeigt sich, dass die Fensterblöcke Merkmale aufweisen, die dessen optisches und physisches Verhalten bestimmen. Während der Cursor durch den Fensterblock bewegt wird, kann sich beispielsweise das Mausumsetzungsverhältnis verändern, d.h. die Strecke, über die sich der Cursor auf dem Bildschirm bewegt, oder die Perspektive in Relation zur Strecke, die die Maus oder ein anderes Zeigegeräte bewegt wurde, wobei die Illusion einer Bewegung durch Wasser oder eine feste Materie entsteht. Auf diese Weise kann sich die Zeigerposition oder der Benutzerblickwinkel relativ schnell im „Leerraum" ändern, sie würden sich jedoch langsamer ändern, wenn sich die Benutzerperspektive oder der Cursor durch einen festen Fensterblock bewegt, wodurch der Fensterblock materieller erscheint.
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Prozesse gemäß der bevorzugten Ausführungsform. Anfangs öffnet der Benutzer einen Fensterblock (Schritt 300) auf herkömmliche Weise, und dieser wird wie in 2 dargestellt angezeigt. Der Benutzer kann dann seine Maus benutzen, um den Fensterblock zu beeinflussen und seinen Blickwinkel auf den Fensterblock zu ändern.
Der Benutzer kann näher an den Fensterblock heran„zoomen" (Schritt 310). Dabei ändert sich die Perspektive, da er sich durch „Leerraum" bewegt, mit standardisierter Geschwindigkeit. Während sich der Benutzer durch die Oberfläche des oder in den Fensterblock bewegt (Schritt 320), kann sich die Geschwindigkeit der Perspektivänderung jedoch erheblich verlangsamen (Schritt 330). Obwohl er sich langsamer „bewegt", kann der Benutzer seinen Blickwinkel noch immer frei ändern.
Schließlich bewegt sich der Benutzer aus dem Fensterblock heraus (Schritt 340). Dabei nehmen die Bewegungen des Benutzers wieder die Standardgeschwindigkeit für die Änderung der Perspektive an (Schritt 350), vorausgesetzt er bewegt sich wieder in den Leerraum und nicht in einen anderen Fensterblock.
Die visuellen Merkmale können sich während einer Annäherung an einen Fensterblock ebenfalls ändern, er kann lichtundurchlässig erscheinen, während der Cursor durch ihn hindurch bewegt wird, oder seine Aussehen kann zunehmend durchsichtig werden, bis er schließlich transparent ist. Jeder Fensterblock kann ein spezielles Profil oder eine Reihe von Merkmalen aufweisen, genauso wie der Raum zwischen den Fensterblöcken. Diese Fensterblöcke können sich auch überschneiden.
Außerdem kann das Innere des Fensterblocks Daten darstellen, die sich ändern, während sich der Benutzer durch den Fensterblock bewegt. Beispielsweise kann ein Fensterblock ein Buch darstellen, das an der Oberfläche einen Einband oder eine bestimmte Seite anzeigt. Wenn sich der Benutzer tiefer in das Innere des Fensterblocks bewegt, verändert sich die Anzeige, um aufeinander folgende Seiten des Buches anzuzeigen. So wird die Z-Achse verwendet, um wirksam durch andernfalls zweidimensionale Daten zu bewegen.
Zu beachten ist, dass die vorliegende Erfindung zwar im Zusammenhang mit einem voll funktionsfähigen Datenverarbeitungssystem und/oder Netzwerk beschrieben wurde, Fachleute jedoch erkennen werden, dass das Verfahren der vorliegenden Erfindung in Form von einem computernutzbaren Medium mit Befehlen in einer Vielzahl von Formen vertrieben werden kann und dass die vorliegende Erfindung genauso anwendbar ist, unabhängig von der jeweiligen Art des für den Vertrieb gewählten mit Signalen beschriebenen Mediums. Zu Beispielen für computernutzbare Medien zählen unter anderen: nichtflüchtige, hart codierte Medien, z.B. Nur-Lese-Speicher (ROMs), oder löschbare, elektronisch programmierbare Nur-Lese-Speicher (EEPROMs), beschreibbare Medien, z.B. Disketten, Festplattenspeicher und CD-ROMs, und Datenübertragungsmedien, z.B. digitale und analoge Kommunikationsverbindungen.
Obwohl die Erfindung insbesondere in Bezug auf die bevorzugte Ausführungsform dargestellt und beschrieben wurde, verstehen Fachleute, dass verschiedene Änderungen an der Form und an den Details vorgenommen werden können, ohne den Gültigkeitsbereich der Erfindung zu verlassen.

Claims

Verfahren für den Betrieb einer grafischen Benutzeroberfläche (200), wobei dieses Verfahren Folgendes umfasst: Anzeige von mindestens einem Fensterblock (210) auf einer grafischen Benutzeroberfläche (200), wobei der Fensterblock (210) ein dreidimensionales Erscheinungsbild aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass als Reaktion auf eine Eingabe eines Benutzers die Perspektive der Anzeige von der grafischen Benutzerschnittstelle in Bezug auf den Fensterblock mit einer ersten Änderungsrate geändert wird; und als Reaktion auf eine Eingabe des Benutzers die Perspektive der Anzeige von der grafischen Benutzeroberfläche (200) in Bezug auf den Fensterblock (210) mit einer zweiten Änderungsrate geändert wird, wenn die Perspektive der Anzeige von der grafischen Benutzeroberfläche (200) in Bezug auf den Fensterblock (210) anzeigt, dass sich der Benutzer durch den Fensterblock (210) bewegt. wobei die zweite Änderungsrate geringer als die erste Änderungsrate ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Anwendungsdaten auf zumindest einer Seite vom Fensterblock (210) angezeigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 wobei mehrere Fensterblöcke (210, 220, 230) angezeigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3 wobei der Fensterblock (210) dreidimensional gedreht und in der Form verändert werden kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Eingabe des Benutzers über eine Computermaus erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Eingabe des Benutzers über eine Tastatur erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei aufgrund der Farbe der grafischen Benutzeroberfläche (200) ersichtlich wird, wenn die Perspektive von der Anzeige der grafischen Benutzeroberfläche in Bezug auf den Fensterblock (210) anzeigt, dass sich der Benutzer durch den Fensterblock (210) bewegt.
Rechnersystem mit mindestens einem Prozessor, einem Speicher, auf den zugegriffen werden kann, und einer zugänglichen Anzeige, wobei das Rechnersystem Folgendes umfasst: ein Mittel, um mindestens einen Fensterblock (210) in einer grafischen Benutzeroberfläche (200) anzuzeigen, wobei der Fensterblock ein dreidimensionales Erscheinungsbild aufweist; ein Mittel, um als Reaktion auf eine Eingabe eines Benutzers die Perspektive von der Anzeige der grafischen Benutzeroberfläche in Bezug auf den Fensterblock mit einer ersten Änderungsrate zu ändern; und ein Mittel, um als Reaktion auf eine Eingabe des Benutzers die Perspektive von der Anzeige der grafischen Benutzeroberfläche (200) in Bezug auf den Fensterblock (210) mit einer zweiten Änderungsrate zu ändern, wenn die Perspektive von der Anzeige der grafischen Benutzeroberfläche (200) in Bezug auf Fensterblock (210) anzeigt, dass sich der Benutzer durch den Fensterblock (210) bewegt, wobei die zweite Änderungsrate geringer als die erste Änderungsrate ist.
Rechnerprogrammprodukt, das einen maschinenlesbaren Programmcode auf einem maschinennutzbaren Medium aufweist, wobei dieses Rechnerprogrammprodukt Folgendes umfasst: Anweisungen, um mindestens einen Fensterblock (210) in einer grafischen Benutzeroberfläche (200) anzuzeigen, wobei der Fensterblock (210) ein dreidimensionales Erscheinungsbild aufweist; Anweisungen, um als Reaktion auf eine Eingabe eines Benutzers die Perspektive mit einer ersten Änderungsrate von der Anzeige der grafischen Benutzeroberfläche in Bezug auf den Fensterblock (210) zu ändern; und Anweisungen, um als Reaktion auf eine Eingabe des Benutzers die Perspektive von der Anzeige der grafischen Benutzerschnittstelle (200) in Bezug auf den Fensterblock (210) mit einer zweiten Änderungsrate zu ändern, wenn die Perspektive von der Anzeige der grafischen Benutzeroberfläche (200) in Bezug auf den Fensterblock (210) anzeigt, dass sich der Benutzer durch den Fensterblock (210) bewegt, wobei die zweite Änderungsrate geringer als die erste Änderungsrate ist.