DE69024403T2

DE69024403T2 - Dynamische Steuerung für Rechnergrafik

Info

Publication number: DE69024403T2
Application number: DE69024403T
Authority: DE
Inventors: Gary Scott Watkins
Original assignee: Evans and Sutherland Computer Corp
Current assignee: Nvidia International Inc
Priority date: 1989-05-01
Filing date: 1990-04-30
Publication date: 1996-11-14
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: US5061919A; DE69024403D1; EP0396377B1; JPH0334080A; EP0396377A3; EP0396377A2; JP2912419B2

Description

Diese Erfindung betrifft Verfahren und Systeme zur dynamischen Steuerung einer Bildanzeige der Art, bei der Buddatensignale zum Bestimmen der jeweiligen Pixel der Anzeige in einem Bildrahmenpuffer empfangen und gespeichert werden und die gespeicherten Bilddaten für die Anzeige ausgewählt werden entsprechend Vergleichen zwischen Referenzdaten und einzelnen Zahlen, die bezüglich der unterschiedlichen Pixelorte der Anzeige gespeichert sind.
Verfahren und Systeme der oben dargelegten Art sind aus US-A-4682297 bekannt, das ein Verfahren und ein System zur Verwendung dort beschreibt, wo getrennt erzeugte Bilder übereinander überlagert werden sollen. Bilddatensignale, die Pixel der beiden Anzeigen bezeichnen, werden zum Speichern an getrennte Speicher geliefert, die als Bildrahmenpuf£er für eine Rasterabtast-Anzeigevorrichtung dienen. Signalströme entsprechend den in den beiden Puffern gespeicherten Daten werden über einen Multiplexer, der die Bliddaten, die an jedem einzelnen Pixelort angezeigt werden sollen, aus dem einen oder dem anderen der Ströme auswählt, an die Anzeigevorrichtung geliefert.
Die Auswahl wird durch den Multiplexer unter der Steuerung einer Schaltereinheit vorgenommen, welche die numerische Darstellung der Bliddaten bezüglich beider Ströme für jeden Pixelort mit Referenzdaten vergleicht, die eine ausgewählte sogenannte "transparente" Farbe darstellen, welche als ein Kriterium für die gegenseitige irberlagerung der beiden Bilder in der Anzeige dient. Unter der Steuerung der Schaltereinheit wählt der Multiplexer lieber die Bilddaten eines der Ströme als die des anderen aus (um das Hintergrundbild der Anzeige zu liefern), solange das Ergebnis des Vergleichs anzeigt, daß zwischen den transparentfarbigen Referenzdaten und den numerischen Darstellungen des anderen Stroms Übereinstimmung besteht. Die Bilddaten dieses anderen Stroms werden indessen von dem Multiplexer ausgewählt, solange keine derartige Übereinstimmung besteht, mit dem Ergebnis, daß das durch diesen anderen Strom dargestellte Bild dann über das Hintergrundbild der Anzeige überlagert wird.
Obwohl die Erkenntnis von US-A-4682297 auf die spezifische Aufgabe, Bilder in der dvnamischen Steuerung der Bildanzeige zu überlagern, anwendbar ist, bemüht sie sich nicht um größere Probleme, wie das, gleichmäßige Bewegungen auf der Anzeige ohne Flimmern zu erreichen. Um in dieser Hinsicht Flimmern zu vermeiden, ist es notwendig, die Anzeige schnell mit neuen Bilddaten wiederaufzufrischen, und dies gibt Anlaß zu Problemen bei der Speicherung und dem allgemeinen Management und der Zuordnung der Anzeigedaten. Herkömmlicherweise wurden derartige Aufgaben wie in Kapitel 8 des Buchs PRINCIPLES OF INTERACTIVE COMPUTER GRAPHICS, herausgegeben von William M. Newman und Robert F. Sproull McGraw-Hill, Inc., 1979, beschrieben, übernommen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erindung, ein Verfahren und ein System zur dynamischen Steuerung einer Bildanzeige der oben beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, die von verbesserter Art und insbesondere anwendbar sind, um die oben genannten Probleme zu überwinden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur dynamischen Steuerung der Bildanzeige der oben dargelegten Art dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Zahlen Steuerzahlen sind, die in einer eins-zu-eins- Übereinstimmung mit den Pixelorten gespeichert werden, daß die Referenzdaten Zähldaten sind, die zur Gültigkeitserklärung der Pixel gespeichert werden und daß die Bilddaten, die in dem Puffer bezüglich jedes einzelnen Pixelortes gespeichert sind, zur Anzeige ausgewählt werden in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs zwischen den Gültigkeits- Zähldaten und der gespeicherten Steuerzahl entsprechend dem Pixelort.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein System zur dynamischen Steuerung einer Bildanzeige der oben dargelegten Art dadurch gekennzeichnet, daß gespeicherte Zahlen Steuerzahlen sind, die von einem Speicherfeld in einer eins-zu-eins-Übereinstimmung mit den Pixelorten gespeichert werden, daß die Referenzdaten Zähldaten sind, die zur Gültigkeitserklärung der Pixelanzeige in einer Registereinrichtung gespeichert werden, daß ein Vergleicher die in dem Feld gespeicherten einzelnen Steuerzahlen auf Übereinstimmung mit den in der Registereinrichtung gespeicherten Gültigkeits-Zähldaten vergleicht, und daß die Bilddaten, die in dem Puffer bezüglich jedes einzelnen Pixelortes gespeichert sind, zur Anzeige ausgewählt werden, in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs zwischen den Gültigkeits-Zähldaten und der gespeicherten Steuerzahl entsprechend dem Pixelort.
Die vorliegende Erfindung betrifft im Gegensatz zu US-A-4682297 nicht allein oder hauptsächlich das Verfahren, Bilder aus verschiedenen Quellen gegenseitig zu überlagern (obwohl die Erfindung darauf anwendbar ist), sondern vielmehr mit der Erleichterung des Managements von Bilddaten in einem allgemeinren Sinn, um insbesondere sicherzustellen, daß das Schreiben auf die Anzeige und deren Löschen sehr effizient erledigt werden kann. Insbesondere hat die Erfindung den Vorteil, einen einzelnen Teil oder ein Fenster der Anzeige in den Stand zu versetzen, beschrieben und gelöscht zu werden, ohne den Rest der Anzeige zu beschreiben oder zu löschen. Sie ermöglicht auch die Leistungsfähigkeit der Operation des Bildrahmenpuffers, während sie gleichzeitig Flimmern oder eine andere Verschlechterung der sich ergebenden Anzeige vermeidet.
Der Bildrahmenpuffer kann zwei Seiten haben, wobei auf die zwei Seiten abwechselnd Bilddaten geschrieben und von ihnen gelesen werden. Diesbezüglich läßt es sich einrichten, daß Bilddaten, die für jeden Pixelort der Anzeige Farbe und Intensität anzeigen, zur Anzeige von einer Seite des Puffers gelesen werden, während die andere Seite von vorherigen Daten gelöscht und mit frischen Daten für das nächste Anzeigebild wiederbeschrieben wird, wobei die Rollen der zwei Seiten zyklisch vertauscht werden, um die Anzeigevorrichtung in rascher Folge mit Bilddatensignalen für aufeinanderfolgende Anzeigerahmen zu beliefern. Ein derartiges Verfahren kann insbesondere effektiv sein, wenn das ganze angezeigte Bild als ein einzelnes Sichtfenster behandelt wird.
Es wurden Verfahren entwickelt, die in der Lage sind, zur Verwendung in einem geteilten Rildschirm oder einer Anzeige mit Fenstern schnelle Folgen von Bilddatensignalen zu liefern, die gleichzeitig mehrere unterschiedliche Ansichten darstellen. Die Handhabung der Daten zum Erneuern einer derartigen dynamischen Mehrfensteranzeige ist kompliziert. Wenn ein zweiseitiger Rahmenpuffer verwendet wird, empfängt jede Seite des Rahmenpuffers zusammengesetzte Daten zur Anzeige und liefert die Daten dann in geordneter Abtastfolge. Nach dem Liefern der Daten kann die jeweilige Seite gelöscht werden, um neue Daten zu empfangen, aber es können deutliche Vorteile erreicht werden, indem sie nur selektiv gelöscht wird.
Die vorliegende Erfindung hat einen Vorteil in der Hinsicht, daß sie in Zusammenhang mit der Steuerung einer dynamischen Anzeige, die verschiedene Fenster aufweisen kann, ohne Umstände die Handhabung von Bilddaten und die Durchführung der folgenden Arbeitsgänge ermöglicht: (1) wahlweises Schreiben nur in das interessierende Fenster in einer Anzeige und Nichtschreiben in die anderen Fenster, selbst dort, wo ein Fenster ein anderes teilweise überdeckt; (2) wahlweises und schnelles teilweises oder vollständiges Löschen eines interessierenden Fensters, ohne den kompletten Bildschirm zu löschen; (3) Seitenwechsel des Rahmenpuffers nur einem aktuell interessierenden Bild entsprechend; und (4) Auswahl eines gegebenen Bereichs innerhalb eines gegebenen Fensters zur Anzeige, je nachdem, ob die auf dem Bildschirm anzuzeigenden Daten (a) von einer voreingestellten Hintergrundfarbe für das Fenster, (b) der einen oder anderen Seite des Rahmenpuffers oder (c) von beiden Pufferseiten (um für nichtdynamische Bilder mehr Bits pro Pixel zuzugestehen) zusammen kommen. Im allgemeinen ermöglichen das Verfahren und das System der vorliegenden Erfindung, diese Arbeitsgänge auf zweckmäßige und wirtschaftliche Weise durchzuführen.
Es können mehrere Zählungen für einen ausgewählten Vergleich mit den Steuerzahlen entsprechend der jeweiligen Pixelorte vorgesehen werden. Die Steuerzahlen können in einer Folge gespeichert werden, die zu dem Schreiben von Bilddaten in den Bildrahmenpuffer in Beziehung steht, und das Ergebnis des Vergleiches zwischen den Gültigkeits-Zähldaten und der gespeicherten Steuerzahl kann steuern, ob die zur Anzeige ausgewählten Signale Signale sind, die zur Darstellung von in dem Bildrahmenpuffer gespeicherten Bilddaten abgeleitet wurden, oder ob es Signale sind, die zur Darstellung des Hintergrundes der Anzeige abgeleitet wurden.
Ein Fensterrahmenpuffer kann verwendet werden, um mehrere Mehrfachbereichfenster der Anzeige zu bestimmen, wobei die Lieferung von Signalen zur Anzeige dann zumindes teilweise durch Signale gesteuert wird, die von diesem Puffer abgeleitet sind. Mehrere Gültigkeits-Zählungen können zur Anzeigesignalauswahl von jeweiligen Fenstern gespeichert werden, und die gespeicherten Steuerzahlen können zu jeweiligen von dem Fensterrahmenpuffer bestimmten Fenstern in Beziehung gesetzt werden. Im allgemeinen kann der Fensterrahmenpuffer Fenster in Bezug auf den Bildrahmenpuffer bestimmen, und Gültigkeits-Datenebenen, die Gültigkeits-Zählungen halten, können einzelne Bereiche von momentanem Interesse, z.B. Pixel, bezüglich der Inhalte der Bildrahmenpuffer bestimmen; die Zählungen in den Gültigkeits-Datenebenen können Daten und Hintergrund zur Anzeige und zum Wiedereinschreiben anzeigen.
Insbesondere können Bilddaten und dazu in Beziehung stehende Steuerzahlen für einzelne Pixelorte, einschließlich Pixelorte, die für die Hintergrundanzeige bestimmt sind, gespeichert werden, und die Bilddaten bezüglich jedes Pixelortes können dann zur Anzeige ausgewählt werden, abhängig davon, ob eine vorgegebene Übereinstimmung zwischen den verglichenen Gültigkeits-Zähldaten und der Steuerzahl entsprechend dem Pixelort besteht. Unter diesen Umständen können in dem Fall, daß die vorgegebene Übereinstimmung zwischen den verglichenen Gültigkeits-Zähldaten und der Steuerzahl entsprechend dem Pixelort nicht vorhanden ist, Signale zur Anzeige an dem einzelnen Pixelort ausgewählt werden, die Anzeige-Hintergrunddaten bezeichnen.
Ein Verfahren und ein System zusammen mit einer Rasterbildanzeige werden nun, alle gemäß der vorliegenden Erfindung, mit Hilfe von Beispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei
Figur 1 ein Blockdiagramm eines gemäß der vorliegenden Erfindung gebauten Systems ist;
Figur 2 ein Blockdiagramm einer Komponente des in Figur 1 dargestellten Systems ist;
Figur 3A und 3B (auf die gemeinsam als "Figur 3" Bezug genommen wird) nicht proportionale Diagramm-Anzeigedarstellungen sind, die einen Aspekt des Betriebs des Systems von Figur 1 veranschaulichen;
Figur 4 ein Blockdiagramm einer weiteren Komponente des Systems von Figur 1 ist;
Figur 5A, 5B und 5C (auf die gemeinsam als "Figur 5," Bezug genommen wird) nicht proportionale Diagramme sind, die den Betrieb des Systems von Figur 1 darstellen;
Figur 6 ein Zeitsteuerungsdiagramm ist, das Operationen in dem System von Figur 1 veranschaulicht;
Figur 7 ein logisches Diagramm ist, das einen Anzeigevorgang des Systems von Figur 1 zeigt;
Figur 8 ein logisches Diagramm ist, das einen Wiedereinschreibvorgang des Systems von Figur 1 zeigt.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten ziemlich detailliert beschrieben, aber Bildanzeigen, Datenformate, Komponentenstrukturen, Speicherorganisation und weitere Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung können in einer großen Vielfalt an Formen verwirklicht werden, wobei einige davon ziemlich verschieden von denjenigen der offenbarten Ausführungsform sein können. Folglich sind die hier offenbarten spezifischen strukturellen und funktionellen Details nur repräsentativ; jedoch werden sie in dieser Hinsicht derart beurteilt, daß sie für Zwecke der Offenbarung und, um eine Grundlage für die Patentansprüche zu liefern, die die Reichweite der vorliegenden Erfindung bestimmen, die beste Ausführungform liefern.
Zuerst bezugnehmend auf Figur 1 wird ein Bildsystem P dargestellt (oben links) zur Lieferung elementarer Bildsignale, um eine Anzeigevorrichtung D (unten rechts) zu steuern, die eine Anzeigeeinheit (CRT) zusammen mit Endsignal- Verarbeitungsstrukturen zusammenschließt. Das Bildsystem P liefert Bildsignale einschließlich Synchronsignale und Bildsignale, die elementare Bereiche anzeigen, z.B. Pixel in einer Anzeige, die nach einem Abtastmuster zusammengesetzt ist. Die Bildsignale steuern - in Übereinstimmung mit den Synchronsignalen gehandhabt und zusammengesetzt - die Anzeigevorrichtung D, um dynamische Bilder zustande zu bringen.
Im allgemeinen sind Bildsysteme zum Entwickeln von Bildsiqnalen dem bisherigen Stand der Technik wohlbekannt, und in dieser Hinsicht ist das Bildsystem II eine im Handel erhältliche Form einer derartigen Vorrichtung von der Evans & Sutherland Computer Corporation. Die Vorrichtung ist in dem Euch "PRINCIPLES OF INTERACTIVE COMPUTER GRAPHICS", Seite 423, auf das oben verwiesen wurde, umfassend beschrieben.
Das Bildsystem P liefert Bildsignale, die gemäß der vorliegenden Erfindung gehandhabt werden, um die Anzeigeeinheit D zu steuern. Demnach ist eine Anzeige aus einzelnen Bereichen, z.B. Pixeln, zusammengesetzt, die mit einem Rasterabtastmuster behandelt werden. Derartige Bereiche werden, was Farbe, Lichtintensität und so weiter anbetrifft, durch digitale Werte (acht Bits) spezifiziert.
Signale von dem Bildsystem P werden gehandhabt, z.B. übersetzt und angeordnet, um die Anzeigevorrichtung D in einem Rastermustermodus zu steuern, um die Mehrfachfensteranzeigen zustande zu bringen. In dieser Hinsicht kann die zusammengesetzte Anzeige vielfältig in Fenster fragmentiert werden, die zum Beispiel durch sich überschneidende Rechtecke oder andere Formen begrenzt sind. Die Anzahl, Größe und Form der Fenster kann variieren; und die Anzeige in jedem Fenster kann entweder dynamisch oder statisch sein.
Das Bildsystem P (Figur 1) ist durch ein Kabel 12, das Synohronsignale transportiert, die mit der Ablenkung, der Zeitsteuerung und damit verbundenen Operationen der Vorrichtung D zusammenhängen, direkt mit der Anzeigevorrichtung D verbunden.
Bilddatensignale, die einzelne Bildbereiche oder Pixel darstellen, werden von dem Bildsystem P durch einen Kanal 14 an eine "Schreib"-Abfolgeeinheit 16 geliefert. Im wesentlichen handhabt die "Schreib"-Abfolgeeinheit 16 die Bewegung von Bildsignalen in Puffer, aus denen derartige Signale durch eine "Auffrisch"-Abfolgeeinheit 18 wahlweise geliefert werden. Auf diese Weise werden der Vorrichtung D aufeinanderfolgende Bildrahmen für eine dynamische Anzeige zur Verfügung gestellt.
Elementare Bereiche in einem Bild können vielfältig zusammengesetzt und begrenzt sein. Jedoch werden die elementaren Bereiche im Hinblick auf die erläuternde Ausführungsform als einzelne Pixel behandelt. Dementsprechend werden Bliddaten in der Form von Pixelsignalen in einem Bildrahmenpuffer 20 gespeichert, um die Lichtintensität und Farbe für elementare Bereiche der Anzeige zu spezifizieren. Es kann in Betracht gezogen werden, daß der Bildrahmenpuffer 20 Bilddaten in der Anordnung von Pixeldateneinheiten 22 ähnlich der Rasterbildanordnung der Anzeige hält.
Jede elementare Einheit oder jedes Pixel 22 von Bliddaten kann acht binäre Bits aufweisen. Deshalb sind die elementaren Speichereinheiten 22 in Figur 1 symbolisch als acht Bits "8B" dargestellt, und können zur Erleichterung, wie oben angedeutet, als in einer Lageausrichtung vorliegend betrachtet werden, die mit ihren zugehörigen Pixeln in einer Anzeige übereinstimmt.
Die Handhabung von Daten hinsichtlich des Bildrahmenpuffers 20 bezieht den Inhalt von weiteren Speichern, insbesondere einen Fensterrahmenpuffer 24 und Gültigkeits- Datenebenen 26, ein. Sowohl der Fensterrahmenpuffer 24 als auch die Gültigkeits-Datenebenen 26 können bequem als eine Anordnung von Speicherelementen behandelt werden, die mit dem Anzeigebereich, z.B. einem Abtastpixelfeld der Anzeige, übereinstimmt. In dieser Hinsicht bestimmt der Fensterrahmenpuffer 24 die aktuellen Fenster einer Anzeige in Übereinstimmung mit gespeicherten Fenstercodes. Zum Beispiel wird ein Fenster 28 durch ein Feld aus Fenstercodezahlen "3" bestimmt. Ein Fenster 30 für die Anzeige wird durch ein Feld aus Fenstercodezahlen "6" bestimmt. Derartige Fenstercodezahlen bestimmen auf diese Weise auf einer elementaren Basis, die mit Pixeln übereinstimmt. Es ist zu beachten, daß die Abbildungen hier nicht maßstäblich sind, daß die Fenstercodes (Zahlen) in dem Fensterrahmenpuffer 24 jedoch in jedem Fall das Fensterformat für die letztendliche Anzeige durch die Vorrichtung D spezifizieren.
Der Blidrahmenpuffer 20 weist Seiten A und E auf. Wie oben angedeutet sind zweiseitige Rahmenpuffer wohlbekannt und wurden in traditionellen Anzeigesystemen verwendet. Während eine Seite im Betrieb Bliddaten liefert, um eine Anzeigeeinheit wiederaufzufrischen, empfängt die andere Seite für den nächsten Rahmen der Anzeige geschriebene Bilddaten. Nach jedem Arbeitsgang werden die Funktionen getauscht. In Übereinstimmung hiermit wird die Steuerung des Bildrahmenpuffers 20 verbessert, zum Beispiel derart, daß die Rahmenseiten A und B in Bezug auf Fenster der Anzeige gewechselt werden.
Weitere Selektivität beim Betreiben des Blidrahmenpuffers 20 wird durch den Betrieb der Gültigkeits-Datenebenen 26 erreicht, die, wie dargestellt, im wesentlichen ein Zählerfeld aufweisen. Wenn Bliddaten an den oder von dem Bildrahmenpuffer 20 geliefert werden, bestimmen die Gültigkeits-Datenebenen 26 im allgemeinen die Dateneinheiten 22 entweder als gültig oder ungültig. Dann werden nur als "gültig" bezeichnete Dateneinheiten 22 verwendet.
Nach einem Gesichtspunkt hiervon passen die Gültigkeits-Datenebenen 26 den Betrieb der Bildrahmenpuffer 20 an strenge Zeitanforderungen an, indem sie eine ausgewählte Anzeige ermöglichen und Totallöschung von Bliddaten vermeiden. Dementsprechend wird vorbereitend zum Schreiben in eine Seite des Bildrahmenpuffers 20 nicht total gelöscht. Richtiger werden nur an die Orte (Einheiten 22) frische Daten (Pixeibliddaten) geschrieben, die während der kommenden Anzeige verwendet werden sollen. Derartige gültige Orte werden durch das Vorhandensein von spezifischen numerischen Zählungen in Gültigkeits-Datenebenen 26 bestimmt. Insbesondere wird ein Feld mit numerischen Werten in Abschnitten 32 der Ebenen 26 gespeichert. Einzelne Register oder Abschnitte 32 in dem Feld der Ebenen 26 kennzeichnen das Feld aus den Einheiten 22 in dem Bildrahmenpuffer 20 oder stimmen damit überein. Das Vorhandensein eines spezifischen numerischen Wertes oder einer Zählung (z.B. "121" wie dargestellt) in zusammengehörigen Abschnitten 32 der Gültigkeits-Datenebenen 26 zeigt an, daß die übereinstimmenden Elemente 22 in dem Bildrahmenpuffer gültige Pixeldaten enthalten. Im Gegensatz dazu kann jede andere Zählung, wie 211, 026, 001, 135 und so weiter, bestimmen, daß die übereinstimmenden Pixeldaten in dem Rahmenpuffer 20 ungültig sind, was die Erledigung der Anzeige des Hintergrunds anbetrifft.
Bei der Bestimmung von gültigen und ungültigen Daten wird von Gültigkeits-Zählregistern 33 (strukturell eine Verweistabelle) , die, wie unten offenbart, aus einem Teil der Anzeigevorrichtung D bestehen, ein spezifischer Wert oder eine Zählung ("121" in dem obigen Beispiel) geliefert. Eine gültige Zählung von einem Gültigkeits-Zählregister 33 wird im wesentlichen von einem Vergleicher 34 gegen numerische Werte aus den Abschnitten 32 der Gültigkeitsebenen 26 geprüft.
Während die Prüfung Pixel für Pixel voransohreitet, zeigt die Übereinstimmung zwischen der Gültigkeitszählung aus den Registern 33 und einem numerischen Wert aus den Abschnitten 32 der Gültigkeits-Datenebenen 26 (für ein Pixel) Gültigkeitsdaten für das Pixel in dem Bildrahmenpuffer 20 an.
Die Prüfung oder Auswahl wird etwas verkompliziert durch die Tatsache, daß die Anzeige aus Fenstern besteht und der Bildrahmenpuffer, wie oben erklärt, zwei Seiten hat. Der Betrieb wird unten im Detail beschrieben, jedoch wird darauf hingewiesen, daß der Vergleicher 34 mit einem Gültigkeits- Bitregister 36 verbunden ist, das ein einziges Feld oder eine Ebene aus Binärspeicher aufweist, das für die zwei Seiten des Bildrahmenpuffers 20 verantwortlich ist.
In einem gewissen Grade kurz zusammenfassend empfangen und liefern die Seiten des Rahmenpuffers 20 abwechselnd Bildpixelsignale. Jedoch wird der Betrieb bezüglich jedes Pixeis durch die Inhalte des Fensterrahmenpuffers 24, die Gültigkeits-Datenebenen 26, die Gültigkeits-Datenzählungen (Register 32) und das Gültigkeits-Bitregister 36 bestimmt. Wenn zum Beispiel Daten für ein Pixel als "gültig" bestimmt werden, werden sie angezeigt; ansonsten werden sekundäre oder Hintergrunddaten angezeigt.
Funktionell bestimmt der Fensterrahmenpuffer 24 die Fenster. Die Gültigkeits-Datenebenen 26 erkennen, abhängig von der Gültigkeits-Zählung (Register 33), Gültigkeitsdaten für jedes Pixel von jedem Fenster. Das Gültigkeitsbit (Register 36) ist für die Seiten A und B des Rahmenpuffers 20 mit Abweichungen in den Gültigkeits-Datenebenen 26 verantwortlich.
Angesichts des obigen einführenden Materials werden nun einige allgemeine Arbeitsgänge des Systems aus Figur 1 betrachtet. Zunächst wird angenommen, daß in dem Fensterrahmenpuffer 24 ein Fensterformat gespeichert wird. Ein beispielhaftes Format, das sich über die Fenster 28 und 30 (Figur 1) erstreckt, ist in Figur 3A dargestellt. Diesbezüglich werden die Fenstercodes, wie in dem Fensterrahmenpuffer 24 gespeichert, dargestellt, um die Fenster 28 und 30 zusammen mit zwei zusätzlichen Fenstern 31 und 35 zu bestimmen.
Eine repräsentative Anzeige, die die Fenster von Figur 3A verkörpert, ist in Figur 3B dargestellt. Diesbezüglich ist zu beachten, daß der Fenstercode "3" ein Linien zeigendes Fenster 28 bestimmt. Der Fenstercode "4" bestimmt ein Fenster 31, das eine Kugel hält und ein Fenster 35 überlagert, welches durch Fenstercodes "5" bestimmt ist und einen Schuppen zeigt. Zu beachten ist, daß das Hintergrundfenster 30 durch Fenstercodes "6" bestimmt wird.
Nachdem die Fenstercodes von dem Bildsystem P, wie vorgegeben, in dem Fensterrahmenpuffer 24 (Figur 1) gespeichert sind, schreibt das System dann Bilddaten Pixel für Plxel in den Bildrahmenpuffer 20 (Figur 1). Bilddaten in der exemplarischen Form von acht-Bit-Worten werden, wie sie zur Anzeige an den Pixelorten zugeordnet sind und wie dargestellt, in Einheiten 22 des Bildrahmenpuffers 20 gespeichert. Die Gültigkeitsdaten in den Gültigkeits-Datenebenen 26 werden den Bilddaten im Bildrahmenpuffer 20 zugeordnet. Es ist zu beachten, daß die Pixelabsohnitte 32 in den Gültigkeits-Datenebenen 26, wie unten im Detail offenbart, aufeinanderfolgend in Schreib- und Anzeigeoperationen angeordnet werden. Ein Zählwert an einem Pixelort in den Ebenen 26, der mit der aktuellen Gültigkeitszählung in einem Register 33 übereinstimmt, bestimmt Gültigkeits-Pixeldaten in dem zugehörigen Pixelabschnitt 22 in dem Rahmenpuffer 20. Im Gegensatz dazu zeigt das Fehlen einer derartigen Übereinstimmung an, daß die übereinstimmenden Pixelbilddaten in dem Blidrahmenpuffer 20 bei der Anzeige nicht von aktuellem Interesse sind. Dementsprechend kann eine als ungültig bestimmte Pixeleinheit 22 mit Hintergrundfarbe angezeigt werden. Folglich können die bleibenden Bilder (Figur 3B) für Bereiche (Pixel) , die die Verwendung einer relativ kleinen Anzahl von Pixeleinheiten 22 (Figur 1) in dem Bildrahmenpuffer 20 erfordern, durch eine relativ kleine Menge an Bilddaten dargestellt werden. Wiederum wird der Hintergrund für derartige bleibende Bilder, wie unten detaillierter erklärt wird, per Voreinstellung unter Steuerung der Gültigkeits-Datenebenen 26 geliefert.
Angesichts der obigen Erklärung ist es offensichtlich, daß die Gültigkeits-Datenebenen 26 für jede bestimmte Objektanzeige die Verwendung von weniger als allen Speichereinheiten 22 in dem Bildrahmenpuffer 20 ermöglichen. Jedoch ändern sich in dieser Hinsicht die Beziehungen zwischen Signalen in den einzelnen Gültigkeits-Datenebenen 26 und Bilddaten in dem Bildrahmenpuffer 20 im Verlauf einer dynamischen Bildanzeige. Wiederum wird, während eine Seite des Rahmenpuffers 20 zur Anzeige beschrieben wird, die andere Seite zur Anzeige gelesen. Sowohl die Schreib- als auch die Leseoperationen sind wahlweise, beide bezüglich Fenstern und einzelnen Pixeln. Um einen Teil der Operation bezüglich der Fenster, wie durch den Fensterrahmenpuffer 24 bestimmt, zu betrachten, wird nun Bezug auf Figur 2 genommen, in der der Blidrahmenpuffer 20 wieder zusammen mit dem Fensterrahmenpuffer 24 und einem Teil der Schreib-Abfolgeeinheit 16 dargestellt ist.
Figur 2 stellt die Struktur in der "Schreib"-Abfolgeeinheit 16 (Figur 1) und das Verfahren zum wahlweisen Schreiben oder Eingeben von Bliddaten in den Puffer 20 dar. Es wird angenommen, daß der Fensterrahmenpuffer 24 (Figur 2) mit Fenstercodes, zum Beispiel wie in Figur 3A dargestellt, geladen wurde. Derartige Codes werden von dem Bildsystem P durch eine Leitung 45 einfach in den Puffer 24 geladen.
Hinsichtlich der Darstellungen von Bilddaten in Figur 3 muß klar sein, daß ein einfaches Format gezeigt ist, das relativ wenige Pixel mit relativ großer Größe enthält. In einem betriebenen System wären die Anzeigebereiche oder Pixel viel kleiner und weit mehr in der Anzahl. Das Format wurde jedoch für Darstellungs- und Erklärungszwecke vereinfacht.
Während der Fensterrahmenpuffer 24 (Figur 2) , wie in Figur 3A gezeigt, geladen ist, wird von dem Bildsystem P über eine Leitung 46, die sowohl den Bildrahmenpuffer 20 als auch den Fensterrahmenpuffer 24 steuert, eine Pixeladresse für ein bestimmtes Pixel spezifiziert. Es ist zu beachten, daß die Leitung 46 in dem Kanal 14 (Figur 1) enthalten ist, so daß das Bildsystem nacheinander einzelne Pixeladressen liefert. Natürlich können vielfältige Anordnungen verwendet werden; jedoch werden die pixelbestimmenden Orte in einem Format in dem Fensterrahmenpuffer 24 bestimmt und in einem Rasterbildmuster betrachtet.
In der Abfolge, in der sie adressiert wurden, werden Fenstercodes von dem Fensterrahmenpuffer 24 an einen Vergleicher 50 geliefert, der auch einen Fenstercode von dem Fenstercoderegister 52 empfängt. Die Codes werden von der Bildsystem P (Figur 1) über eine Leitung 54 an das Register 52 geliefert. Auf diese Weise werden bei dem Arbeitsgang Laden des Bildrahmenpuffers 20 mit den Bilddaten Fenstercodes für einzelne Bildbereiche geprüft.
Im allgemeinen wird das Laden des Bildrahmenpuffers 20 bewerkstelligt, indem ein bestimmter Fenstercode, z.B. Fenster 35 durch den Fenstercode "5", bestimmt (siehe Figur 3A), ausgewählt wird und dieser Code gegen in dem Fensterrahmenpuffer 24 bestimmte Bereiche (Pixel) geprüft wird. Es ist zu beachten, daß dem Überlappungsbereich zwischen den Fenstern 31 und 35 (durch die Fenstercodes "4" bzw "5" bestimmt) der Code "4" zugeordnet wurde, was anzeigt, daß die Bereiche wie in Figur 3B dargestellt angezeigt werden.
Um eine Operationsabfolge zu betrachten, wird angenommen, daß eine frische Ansicht des Schuppens (Fenster 35) in den Bildrahmenpuffer 20 (Figur 2) geschrieben werden soll. Wie angezeigt (Figur 3A) wird das Fenster 35 durch den Fenstercode "5" dargestellt. Für jedes Bilddatenstück (wobei 8 Bits ein Pixel darstellen) , das in den Bildrahmenpuffer 20 geschrieben werden könnte, gibt es eine Prüfung gegen den Fenstercode "5". Wenn eine Übereinstimmung auftritt, werden die Daten in den Bildrahmenpuffer 20 geschrieben. Wenn keine Übereinstimmung auftritt (wie es der Fall ist, wo das Fenster 31 das Fenster 35 überlappt), werden die Daten, die einen Bereich in dem Fenster 35 darstellen, gesperrt, d.h. es wird verhindert, daß sie in den Bildrahmenpuffer 20 geschrieben werden.
Insbesondere der Fenstercode, z.B. Fenstercode "5", wird in das Fenstercoderegister 52 gesetzt. Danach werden Adreßsignale an die Leitung 46 geliefert, welche nacheinander in dem Fensterrahmenpuffer 24 und dem Blidrahmenpuffer 20 Bereiche für jeden Ort spezifizieren. Wenn der Fensterrahmenpuffer 24 adressiert wird, werden folglich Fenstercodes, die bestimmte Bereiche darstellen, an den Vergleicher 50 geliefert, um gegen den in dem Register 52 enthaltenen Fenstercode geprüft zu werden. Wie angezeigt werden die Bilddaten nach Übereinstimmung an der in der Leitung 46 spezifizierten Adresse in den Blldrahmenpuffer 20 geladen. Wenn die Prüfung keinen günstigen Vergleich anzeigt, wird ein von dem Vergleicher 50 erzeugtes Signal über eine Leitung 58 geliefert, um die Annahme der Bllddaten in dem Puffer 20 zu verhindern. Dementsprechend wird der Blidrahmenpuffer nach einem Aspekt (Seite A oder Seite B wie momentan zuständig) mit den Bliddaten geladen, die übereinstimmen mit einem bestimmten definierten Fenster, wie z.B. Fenster 35 (Figur 38) wie es durch den Fenstercode "5" in Figur 3A bestimmt ist. Der andere Steueraspekt betrifft die Gültigkeits-Datenebenen 26 (Figur 1) und die sich ergebende Auswahl von Bilddaten gegen Hintergrunddaten.
Wie bereits beschrieben, werden die Gültigkeits-Datenebenen 32 von dem Bildsystem P durch die Einheit 16 festgelegt. Für jeden Pixelort, für den Gültigkeitsdaten in dem Bildrahmenpuffer 20 gespeichert sind, wird eine Zahl in den Gültigkeitsebenen 32 festgelegt, die gleich der Anzeige-Gültigkeitszählung ist, wie sie in einem ausgewählten der Gültigkeits-Zählregister 33 (eines für jedes Fenster) gespeichert ist. An allen anderen Pixelorten behalten die Gültigkeitsebenen 32 Zahlen, die nicht gleich der Gültigkeitszählung sind, und dementsprechend werden zugehörige Pixel in dem Bildrahmenpuffer 20 wie das Halten von ungültigen Daten bestimmt. Folglich veranlaßt die Verweistabelle in der Anzeigevorrichtung D über einen Multiplexer wahlweise die Anzeige von Bilddaten (aus dem Rahmenpuffer 20) oder Hintergrundfarbe.
Wenn sich die Anzeige ändert, ändern sich die Gültigkeits-Zählungen für einzelne Fenster. In der offenbarten Ausführungsform können die Zählungen im Bereich von "1" bis "256" liegen, wobei es acht Gültigkeitsebenen 26 gibt Da eine dynamische Anzeige vorgestellt wird, ist einiges Löschen erforderlich, um die Folgen von automatischem Zeilenumbruch zu vermeiden. Während die Gültigkeits-Zählung durch einen Zyklus ("1" - "256") voransohreitet, heißt das, daß sie schließlich zu alten Zahlen in den Gültigkeits-Datenebenen 26 zurückkehrt Wenn der Rahmenpuffer 20 und die Gültigkeits-Datenebenen 26 nicht gelöscht werden, werden folglich restliche alte Zahlen in den Ebenen 26 "ungültige" Daten fälschlicherweise als "gültig" bestimmen. Um einen derartigen Vorfall zu vermeiden, löscht das System während jedem Schreibvorgang einen Bruchteil jedes Fensters - sowohl bezüglich des Rahmenpuffers 20 als auch der Gültigkeits-Datenebenen 26. Genau wird bei jedem Schreiben eines Fensters ein Bruchteil ("1/256") der Fenster-Rasterbildzeilen zu Hintergrund gelöscht. Auf diese Weise wird ein Fenster nach "256" als Gültigkeits-Zählungen bezeichneten Aktualisierungsoperationen mindestens einmal gelöscht. Die Operation ist in Figur 5 dargestellt.
Ein erläuterndes Fenster in Figur 5A betrachtend wird der Inhalt der Gültigkelts-Datenebenen 26 durch ein symbolisches Gültigkeits-Fensterfeld 90 (ein Bruchteil des gesamten Gültigkeits-Datenebenenfelds) dargestellt. Ähnlich werden in den Figuren 5B und 5C Bildfelder 92 und 92B für Bruchteile des Bildrahmenpuffers gezeigt, die die Seiten A und B des Bildrahmenpuffers darstellen.
Vor dem in Figur 5 dargestellten Zeitpunkt, wurde das Fenster aufgefrischt mit einer Gültigkeits-Zählung "3" im Feld 90 (Figur 5A) und zugehörigen Anzeigedaten "112" im Feld 92 (Figur 5B) . Insbesondere die beiden obersten Hintergrundreihen 94 wurden mit einer frischen Gültigkeits-Zählung ("3's") in das Feld 90 geschrieben. Gleichzeitig wurden die zugehörigen Orte 98 in dem Feld 92 mit frischen Bilddaten ("112") (Bildfarbe und Intensität) beschrieben. Weitere Anzeige-Bildpixelorte wurden ebenfalls wieder beschrieben. Insbesondere wurden Gültigkeits-Zählungen von "3" in die Bildpixel 96 (Feld 90) geschrieben, und Bildsignaldaten "161" wurden in die Pixel 100 geschrieben. Auf diese Weise als gültig bestimmt befahlen die Anzeigedaten "112" Hintergrundanzeige, während die Bilddaten "161" eine Bildfarbe und Intensität befahlen. Andere Pixeldaten (verschiedene Zahlen) wurden als "ungültig" spezifiziert und veranlaßten, daß Hintergrund angezeigt wurde.
Während einer folgenden Operation (als im Verlauf befindlich dargestellt) ist ein neues Bild im Verlauf des Geschriebenwerdens in die Seite B des Bildrahmenpuffers 92B (Figur 5C) gezeigt. Das alte Bild ist noch gezeigt als gespeichert und von der Seite A des Bildrahmenpuffers 92 (Figur 5B) angezeigt. Insbesondere wurden die dritte und vierte Hintergrundreihe 102 mit einer Gültigkeits-Zählung ("4's") in das Feld 90 (Figur 5A) geschrieben. Gleichzeitig wurden die zugehörigen Orte (Figur 5C) in dem Feld von Seite B des Bildrahmenpuffers 92B (Figur 5C) mit frischen Bilddaten ("118") (Bildfarbe und Intensität) beschrieben.
Bei der folgenden Operation wurde gerade ein weiteres Pixel, wie dargestellt, an den Ort 104 (Figur 5A, wie durch die Gültigkeits-Zählung "4" angezeigt) geschrieben. Die zugehörigen Bliddaten ("175") (Bildfarbe und Intensität) wurden ebenfalls gerade in 1008 der Seite B des Blidrahmenpuffers 92B (Figur 5C) geschrieben. Auf diese Weise wurden die Hlntergrundkennzeichnungen für Daten "118" zusammen mit einem Anfangsbilddatenwert "175" gespeichert. Die Bilddaten des vorangegangenen Rahmens (der immer noch angezeigt wird) wurden nicht zerstört, sondern sind noch in Seite A des Bildrahmenpuffers 92 vorhanden. Obwohl sich die Gültigkeits- Zählung an Ort 104 von "3" auf "4" geändert hat, wird die folgende Diskussion zeigen, daß Bilddaten "161" von der Seite A des Bildrahmenpuffers immer noch angezeigt werden.
Als eine Folge der obigen Arbeitsgänge ist zu erkennen, daß bei jeder Wiederbeschreib- oder Anzeigeoperation nur ein Bruchteil des Bildrahmenpuffers 20 aktiv ist. Überdies kann der aktive Bruchteil relativ klein sein, wobei Betriebsflexibilität gewährt wird.
Wie oben unter Bezug auf Figur 1 erklärt, werden die Seiten A und B des Bildrahmenpuffers 20 in den Funktionen Empfangen von geschriebenen Daten (Anzeigeeingabe) und Liefern von Auffrischungsdaten (Anzeigeausgabe) vertauscht. Folglich tritt ein Problem bezüglich der Anzeigeeingabe- und Ausgabezyklen auf, wenn die zweite Gültigkeits-Zählung ("4's"), wie in Figur 5A abgebildet, geschrieben wird. Das Problem ist, daß die Kennzeichnungen von vorher guten Bilddaten (Gültigkeits-Zählung "3") in der Kennzeichnung von Gültigkeitsebenen 26 auf die aktuelle Zählung ("4") geändert werden, und Pixel in dem Rahmenpuffer 20 als "ungültig" (Hintergrund) bestimmt werden, während derartige Daten noch angezeigt werden.
Um das System bezüglich des identifizierten Problems zu betrachten, wird nun Bezug auf Figur 6 genommen, die ein horizontales Zeitdiagramm von Ereignissen im Betrieb des Systems ist. Um die "Dateneingangs-" und "Datenausgangs-" Operationen zu unterscheiden, werden die Ereignisse über und unter einer Zeitlinie 110 angezeigt, siehe Linien 114 und 116. Horizontale Linienabsohnitte IA zeigen Operationen der Rahmenpufferseite A an, und Linienabschnitte IB zeigen Operationen der Seite B an.
Ein Paar von vertikalen durchbrochenen Linien 112 und 125 zeigt Puffer-Seitenwechseloperationen an, die eine Änderung für ein gegebenes Fenster mit sich bringen und Änderungen in den Gültigkeits-Zählungen, wie sie von den Registern 33 (Figur 1) gespeichert sind, veranlassen. Insbesondere beim Auftreten eines Puffer-Seitenwechsels wird die "Ausgangsgültigkeits-Zählung" die vorherige "Eingangsgültigkeits-Zählung". Es ist zu beachten, daß bei dem durch die durchbrochene Linie 112 angezeigten Puffer- Seitenwechsel die "Ausgangsgültigkeits -Zählung" "3", die vorherige "Eingangsgültigkeits-Zählung" erhält, siehe die gestrichelten Linien in der Mitte von Figur 6. Insbesondere zeigt die Zeichnung Darstellungen einer "Eingangsgültigkeitszählung" und einer "Ausgangsgültigkeitszählung", die durch Signale dargestellte Zählungen anzeigen, um den einzelnen Satz von Gültigkeitsebenen 26 zu befähigen, in Verbindung mit den zwei Seiten des Rahmenpuffers 20 zu arbeiten. Wie in Figur 6 dargestellt hat die "Eingangsgültigkeits-Zählung" gegenüber der "Ausgangsgültigkeitszählung" einen Versatz von einem einzigen Zähler.
Während Puffer-Seitenwechsel mit den daraus folgenden Änderungen in den Gültigkeits-Zählungen (Register 33), wie angezeigt, zu Zeitpunkten auftreten, die durch die Linien 112 und 125 gekennzeichnet sind, werden die Gültigkeits- Zählung und das Gültigkeitsbit von einzelnen Pixeln (Register 33 und 36) in der Abtastreihenfolge geändert. Zur Veranschaulichung betrachten Sie den unteren Teil von Figur
Bezüglich der Zeitlinie 110 zeigt eine Linie 127 Änderungen in der Gültigkeits-Zählung für das Pixel 104 (Figur 5) an, während eine Linie 129 gleichzeitige Änderungen in dem Gültigkeitsbit für das gleiche Pixel 104 darstellt. Anschließend an die durch die vertikale Linie 112 dargestellte Puffer-Seitenwechseloperation ist ein Zeltounkt durch einen Pfeil 123 gekennzeichnet, der den Verarbeitungszeitpunkt für das Pixel 104 in der Abtastfolge annähert. Zu diesem Zeitpunkt ändern sich sowohl die Gültigkeits-Zählung als auch das Gültigkeitsbit für das einzelne Pixel 104. Insbesondere ändert sich die Gültigkeits-Zählung für das Pixel 104 von "3" auf "4", wie durch die Linie 127 dargestellt. Wie durch die Linie 129 dargestellt, ändert sich das Gültigkeitsbit für das Pixel 104 von "0" auf "1".
Angesichts der obigen Erklärung kann der Betrieb des Systems für die alternative Anzeige von Rahmenpufferdaten oder Hintergrunddaten nun auf einer Pixel-für-Pixel-Basis zusammengefaßt werden. Insbesondere sind die Operationen, wie sie von der Anzeigevorrichtung D ausgeführt werden, wie folgt:
Zur Datenausorabe (Anzeige)
wenn [Gültigkeitsebenen = Ausgangsgültigkeitszählung] (Register 32) (Register 33)
oder wenn
[(Gültigkeitsebenen-1) = Ausgangsgültigkeitszählung (Register 32) (Register 33) und wenn Gültigkeitsbit ist gesetzt] (Register 36);
dann zeige Daten aus dem Bildrahmenpuffer 20 an, sonst zeige Hintergrunddaten (aus einer Tabelle in der Anzeigevorrichtung D) an.
Während die Operationen mit dem Beispiel von Figur 6 in Verbindung gebracht werden, wird ein durch den Pfeil 123 angezeigter Zeitpunkt angenommen. Die Gültigkeits-Zählung in dem zugeordneten Zählregister 33 hat sich geändert und zeigt eine "Eingangsgültigkeitszählung" von "4" und eine "Ausgangsgültigkeitszählung" von "3" an. Die Bildrahmenpufferseite B empfängt Daten, wie durch die Linie IB angezeigt. Die Bildrahmenpufferseite A liefert Daten zur Anzeige, wie durch die Linie IA angezeigt. Es ist zu beachten, daß die gewünschten Bilddaten auf der Rahmenpufferseite A nicht wieder geschrieben wurden und demnach immer noch Daten gemäß der Gleichheit des ersten obigen Ausdrucks, genauer wenn [Gültigkeitsebenen = Ausgangsgültigkeitszählung], zur Anzeige geliefert werden, wo auch immer die Gültigkeitszählung "3" noch in den Gültigkeitsebenen gespeichert ist. Daher ist [3=3] wahr, und Bilddaten werden von der Seite A des Bildrahmenpuffers angezeigt.
Jedoch wurde in Figur 5A das Pixel 104 von "3" auf "4" geändert, und auf diese Weise wurden die entsprechenden Bllddaten 161 (Figur 5B) gemäß dem ersten obigen Ausdruck ungültig gemacht. Um das zu korrigieren, wurde das Pixel- Gültigkeitsbit gesetzt, als die Pixel-Gültigkeits-Zählung für das Pixel 104 von "3" auf "4" geändert wurde. Dann werden entsprechend der Gleichheit des zweiten obigen Ausdrucks wenn [(Gültigkeitsebenen-1) = Ausgangsgültigkeitszählung und wenn Gültigkeitsbit ist gesetzt] Daten angezeigt. Daher ist [(4-1) = 3 und Gültigkeitsbit ist gesetzt] wahr, und Bilddaten 161 (Figur 5B) werden immer noch von der Seite A des Bildrahmenpuffers angezeigt. Ungültige Daten, die durch andere (überholte) Zählungen bestimmt sind, werden zugunsten von Hintergrunddaten ignoriert.
Nun werden die Operationen in den Datenebenen 26, die das Wledereinschreiben von Bllddaten in den Rahmenpuffer 20 mit sich bringt, betrachtet. Hier werden die Operationen in Figur 6 durch die Linie IB, beginnend bei dem Pfeil 123, und die Linie IA, beginnend bei dem Pfeil 125, gekennzeichnet. Die folgenden Regeln gelten:
Für den Dateneingang (Schreiben)
wenn
vorherige Gültigkeitsebenen=Eingangsgültigkeits-Zählung-1 (Register 32) (Register 33)
dann setze das Gültigkeitsbit und beschreibe die Gültigkeitsebenen mit aktueller Gültigkeits-Zählung;
wenn
vorherige Gültigkeitsebenen = Eingangsgültigkeitszählung (Register 32) (Register 33)
dann ändere das Gültigkeitsbit (Register 36) nicht, beschreibe Gültigkeitsebenen mit aktueller Gültigkeits-Zählung;
in allen anderen Fällen lösche Gültigkeitsbit (zurücksetzen) und beschreibe Gültigkeitsebenen mit aktueller Gültigkeitszählung.
Bei diesen Operationen steuert die "Eingangsgültigkeits-Zählung" und basiert Pixel für Pixel auf vorherigen Inhalten der Abschnitte 32 in den Gültigkeitsebenen 26, wobei die Abschnitte 32 behandelt werden und das Pixelfeld des Gültigkeitsbitregisters 36 gesteuert wird. Entsprechend ist das System für eine folgende Anzeige oder "Datenausgabe"-Operation vorbereitet.
Eine weniger strenge Spezifikation kann verwendet werden. Diesbezüglich verwendet die Übersicht unten Bezeichnungen wie folgt:
V# Versionsnummer bei Gültigkeitsebenen
Vv zur Aktualisierung verwendete Versionsnummer
Vd zur Anzeige verwendete Versionsnummer
Vs Festbit oder Gültigkeitsbit.
Das Verfahren der Übersicht dekrementiert Gültigkeits-Zählungen statt daß es sie, wie oben beschrieben, inkrementiert. Der Unterschied ist nur eine Geschmacksfrage und beeinflußt das Verfahren ansonsten nicht.
Zu Beginn sei Vd = 1 Vv - 0. Lösche den ganzen Gültigkeitspuffer auf Hintergrundfarbe, wobei die Gültigkeitsebenen auf Vv (V# Vv) mit eindeutigem Festbit (0) gesetzt werden. Danach befolge diese Regeln:

A. Anzeigeregeln

Wenn ((V# = Vd) oder ((V# = Vv) und Vs)), zeige Pixeldaten an, sonst zeige Hintergrundfarbe an.

B. Gültigkeitserklärung der Hintergrundfarbe

Erkläre einen Streifen des virtuellen Bildschirms für gültig als Hintergrundfarbe. Dies ist eine Anzahl von Rasterbildzeilen des virtuellen Bildschirms. (Muß 1/(2**n-1) der Fläche des virtuellen Bildschirms sein, wobei "n" eine Anzahl von Gültigkeitsbitebenen ist.) Die Regel zum Aktualisieren der Gültigkeitsebenen, um die Gültigkeitsebenen für gültig zu erklären, ist:
Wenn (V# = Vd), setze das Festbit und setze (V# = Vv) , schreibe Pixeldaten auf Hintergrund farbe;
sonst, wenn (V# = Vv) ändere die Festbits nicht, aber schreibe Pixeldaten;
sonst lösche das Festbit und setze (V# = Vv) schreibe Pixeldaten auf Hintergrundfarbe. C. Regeln zum Aktualisieren des virtuellen Bildschirms Aktualisiere das Bild. Das folgende ist die Regel zum Aktualisieren der Gültigkeltsebenen:
Wenn (V# = Vd), setze das Festbit und setze (V# = Vv) , schreibe Pixeldaten;
sonst, wenn (V# = Vv) ändere das Festbit nicht, aber schreibe Pixeldaten; sonst lösche das Festbit und setze (V# = Vv) schreibe Pixeldaten.

D. Bildpuffer-Seitenwechsel

Vd = Vv
Vv = Vv -1 (Modulo 256)
Zurückkehrend zu dem charakteristischen Beispiel, wie unter Bezug auf Figur 1 detailliert geschildert, liefern die Gültigkeits-Zählregister 32 (Figur 1) für jedes Fenster einer aktuellen Anzeige eine "Eingangsgültigkeits-Zählung" und eine "Ausgangsgültigkeits-Zählung". Die erforderliche Testlogik wird dann durch den Vergleicher 34 ausgeführt, um die verschiedenen Befehle bezüglich "Eingangsdaten" und "Ausgangsdaten" hinsichtlich des Bildrahmenpuffers 20 anzuzeigen. Der Vergleicher 34 steuert dementsprechend die "Schreib"-Abfolgeeinheit 16 und die "Auffrisch"-Abfolgeeinheit 13. Durch diese Einheiten werden Bilddaten an die Anzeigeeinheit D und den Bildrahmenpuffer 29 geliefert. Auch werden die Abschnitte 32 der Gültigkeits-Datenebenen 26 versorgt. Es ist zu beachten, daß die Daten-"Ausgangs"-Operation für die Anzeige der Bilddaten oder der Hintergrunddaten schließlich, wie weiter unten detaillierter beschrieben, in der Anzeigevorrichtung D gesteuert wird. Jedoch hält man sowohl die "Eingangs-" als auch die "Ausgangs-" Operationen mit einer Diagrammdarstellung für leichter verständlich.
Bei Betrachtung der "Ausgangs-"Operation (Figur 7) wird die Anfangsabfrage durch einen Block 150, d.h. "Gültigkeitsebene = Ausgangsgültigkeitszählung?", dargestellt. Eine bestätigende Antwort auf die Abfrage befiehlt die Lieferung von Anzeigedaten aus dem Bildrahmenpuffer, wie durch einen Block 152 angezeigt. Das heißt, daß der Block 152 schließlich die Lieferung von einzelnen Pixeldaten aus dem Bildpuffer 20 anzeigt, um eine Farb- und Intensitäts-Pixelanzeige zu befehlen.
Eine negative Entscheidung des Blocks 150 initiiert eine weitere Abfrage, wie durch einen Block 154 angezeigt. Ist insbesondere "(Gültigkeitsebene - 1) = Ausgangsgültigkeits-Zählung und Gültigkeitsbit = 1?" Ein positives Ergebnis der Abfrage bringt das Verfahren wiederum voran zur Operation von Block 152, der auf die Anzeige von Daten aus dem Bildrahmenpuffer hinweist. Alternativ befiehlt ein negatives Ergebnis des Blocks 154 die Anzeige von Hintergrundsignaldaten. Das heißt, die Farbe und Intensität des Hintergrunds in einem bestimmten Fenster wird befohlen.
Die Festlegungen bezüglich "Eingangs-"Daten sind in Figur 8 auf einer Pixel für Pixel-Basis dargestellt. Ein Anfangsblock 158 zeigt die Abfrage an: "Gültigkeitsebene = (Eingangsgültigkeits-Zählung - 1)?" Ein bestätigendes Prüfungsergebnis bringt das Verfahren voran zu Block 160 und dem Schritt "Setze Gültigkeitsbit = 1". Daraufhin geht das Verfahren direkt zum Schritt von Block 162, "Beschreibe Gültigkeitsebenen".
Eine negative Festlegung von Block 158 bringt das Verfahren voran zu dem Abfrageblock 164, der anzeigt: "Gültigkeitsebene = Eingangsgültigkeits-Zählung?".
Ein bestätigendes oder "Ja"-Ergebnis von Block 164 bringt das Verfahren wiederum voran zu dem Block 162. Im Gegensatz dazu weist ein negatives Ergebnis von Block 164 hin auf einen Schritt - Löschen des Gültigkeitsbits auf null (zurücksetzen) und dann Voranschreiten zu dem Schritt von Block 162 - der durch einen Block 166 dargestellt ist.
Die Anzeige-Steuerstruktur ist in Figur 4 etwas detaillierter dargestellt, wobei ein Block 120 die Gültigkeitsdatenvorrichtung (Gültigkeitsebenen 26, Vergleicher 34 und Gültigkeitsbitregister 36) darstellt, um die Befehlssignale zu bilden, wie sie oben zur Lieferung an eine Fenster- Verweistabelle 80 in der Anzeigeeinheit D festgelegt wurden. In Figur 4 ist der Fensterrahmenpuffer 20 durch getrennte Blöcke dargestellt, die jede Seite, z.B. Pufferseite A und Pufferseite B, anzeigen. Die Seiten A und B sind verbunden gezeigt, um Adreßsignale in den Leitungen 61 und 63 und Bildsignale durch die Leitungen 66 und 68 zu empfangen. Derartige Signale werden von dem Bildsystem P durch die "Schreib-"Abfolgeeinheit 16 (Figur 1) geliefert. Der Fensterrahmenpuffer 24 (Figur 4) ist dargestellt, um Adressen, wie bereits beschrieben, durch eine Leitung 46 zu empfangen.
Die Bildpufferseiten A und B sind mit einem Multiplexer 76 (in der Anzeigevorrichtung D) verbunden, um Steuerdaten an die Kathodenstrahlröhren-Anzeigeeinheit zu hefern. Diesbezüglich liefert der Multiplexer 76 digitale Daten, die weiter verarbeitet werden können, um digitale Signale zu erzeugen, die einen D/A-Wandler steuern, um ein Signalformat zum Steuern einer Kathodenstrahlröhre in der Vorrichtung D in Abtastreihenfolge zu liefern. Diese Strukturen und ihr Betrieb sind nach dem bisherigen Stand der Technik wohlbekannt.
Der Multiplexer 76 ist auch angeschlossen, um Hintergrundanzeigedaten über eine Leitung 78 von der Fensterverweistabelle 80 zu empfangen. Im wesentlichen liefert die Tabelle 80 die Voreinstellung für die Hintergrundfarbe für die als "ungültig" bestimmten Pixel, die nicht vom Bildrahmenpuffer 20 geliefert werden. Die Fensterverweistabelle 80 wird gesteuert und von einem Fenstersteuerprozessor 32, der angeschlossen ist, um Signale von dem Blldsystem P (Figur 1) zu empfangen, verschiedentlich mit Daten besetzt. Der Prozessor 82 hat die Rechnerleistung, um den Speicherinhalt der Fensterverweistabelle 80 vor einer bestimmten Anzeige zu initialisieren.
Die Gültigkeitsdaten-Vorrichtung 120 steuert, wirkend durch die Fensterverweistabelle 80, den Multiplexer 76 durch ein Kabel 86. Dementsprechend leitet der Multiplexer 76 Bilddaten für ein Pixel wahlweise weiter von: der Bildpufferseite A, der Bildpufferseite B oder Hintergrund von der Fensterverweistabelle 80. Die Auswahl wird Fenster für Fenster und Pixel für Pixel von der Fensterverweistabelle 80 gesteuert, die Steuerdaten von dem Fensterrahmenpuffer 24, der Gültigkeitsdaten-Vorrichtung 120 und dem Fenstersteuerprozessor 82 empfängt. Des weiteren erlauben die Tabelle 80 in Verbindung mit dem Fensterrahmenpuffer 24 und der Gültigkeitsdaten-Vorrichtung 120 Seitenwechsel zwischen den Pufferseiten A und B und wirksames Löschen von einzelnen Fenstern. Derartige Operationen können schnell ausgeführt werden, wobei die Zeiterfordernisse einer wirksamen dynamischen Mehrfenster-Anzeige erfüllt werden.
Um einen beispielhaften Arbeitsschritt, Liefern von Daten an die Anzeigevorrichtung D, zu betrachten, wird wiederum Bezug auf Figur 3 genommen. Um die Puffer-Seitenwechselfunktion des Fensters 35 (Fenstercode "5") von Fensterpufferseite B auf Seite A auszuführen, ändert der Fenstersteuerprozessor 82 die Inhalte des Befehlcode "5" in der Fensterverweistabelle 80, um den Multiplexer 76 zu veranlassen, Daten von der Bildpufferseite A auszuwählen. Dann, wenn der Anzeigeeinheiten-Bildschirm aufgefrischt wird und wenn Fenster 35 (Fenstercode "5") gezeichnet wird, veranlaßt die Fensterverweistabelle 80, daß die Daten von der Pufferseite A gezeichnet werden.
Weitere Fenster auf dem Bildschirm, wie in Figur 3 dargestellt, können den Multiplexer 76 unabhängig voneinander veranlassen, entweder Pufferseite A oder B als die Bilddatenquelle auszuwählen. Folglich kann der Seitenwechsel von einzelnen Fensterpufferseiten von dem Fenstersteuerprozessor 82 sehr schnell ausgeführt werden, indem nur Stellen in der Fensterverweistabelle beschrieben werden, bei denen ein Seitenwechsel notwendig ist.
Um ein weiteres Beispiel zu betrachten, wird angenommen, daß ein Bereich Al (Figur 3B) angezeigt werden soll. Der Bereich liegt in Fenster 31 und wird durch einen Fenstercode "4" spezifiziert. Nachdem der Bereich adressiert ist, liefert der Fensterrahmenpuffer 24 (Figur 4) den Fenstercode "4" an die Fensterverweistabelle 80. Die Gültigkeitsdaten-Vorrichtung 120 wird adressiert, um den gleichen Bereich Al der Anzeige zu identifizieren, und liefert ein "ungültiges" Signal, das anzeigt, daß die Inhalte des Fensterrahmenpuffers am Bereichsort A1 ignoriert werden sollen. Ein Signal, das diese Tatsache anzeigt, wird zusammen mit einem Signal, das den Fensterrahmencode "4" anzeigt, an die Fensterverweistabelle 80 geliefert. Folglich antwortet die Fensterverweistabelle mit einem Signal in der Leitung 78, um die Voreinstellungs-Hintergrundfarbe für den Anzeigebereich A1 zu liefern.
Eine alternative Situation bringt die Anzeige eines Bereichs A2 (Figur 3B) in dem durch den Fenstercode "3" bestimmten Fenster 28 mit sich. Der Bereich A2 enthält einen Bruchteil einer Strichzeichnung. Folglich werden Daten für die Anzeige von der Gültigkeitsdaten-Vorrichtung 120 als "gültig" bestimmt und entweder von der Bildrahmenpufferseite A oder der Bildrahmenpufferseite B geliefert. Natürlich wird die Auswahl zwischen den Seiten A und B von der Fensterverweistabelle 80 (vorher von dem Fenstersteuerprozessor 82 geladen) und dem Multiplexer 76 erledigt.
Wie oben vorgeschlagen, muß klar sein, daß Bereiche, wie in Figur 3 dargestellt, stark nichtproportional sind; jedoch sind Zeichnungen für tatsächliche Anzeigen einfach nicht geeignet für in einer bestimmten Proportion stehende Darstellungen. Diesbezüglich ist zu beachten, daß der Bereich A2, obwohl er ein einzelnes Pixel oder einen Bereich der Anzeige darstellt, wesentlich größer als der dargestellte Teil der Anzeige in Fenster 28 abgebildet ist.
Angesichts des obigen kann deutlich werden, daß das System der vorliegenden Erfindung gewisse spezifische wünschenswerte Managementoperation bezüglich selektivem Schreiben in ein interessierendes Fenster, Löschen eines interessierenden Fensters, Seitenwechsel eines interessierenden Fensters bezüglich des Bildrahmenpuffers und Auswählen hinsichtlich bestimmter Bereiche in einem gegebenen Fenster enthält, um Daten entweder vom Rahmenpuffer oder von einer Hintergrundquelle zu liefern. Es ist wichtig, zu verstehen, daß die Gültigkeitsdaten-Vorrichtung wirksam ist, um die ausgewählten Daten in dem Blidrahmenpuffer 20 für gültig zu erklären. Diese Merkmale werden hier detailliert beschrieben in Bezug auf die offenbarte Ausführungsform und in der Hinsicht, daß verstanden werden muß, daß es gewisse Schlüsselaspekte des Systems gibt, wie den Seitenwechsel bezüglich der Fensteranzeigen, die Verwendung einer Gültigkeitsdaten- Vorrichtung, um ausgewählte Bilddaten im Bildrahmenpuffer für gültig zu erklären, und die Verwendung eines Fensterrahmenpuffers, um Bereiche der Anzeige mit Fenstercodes zu kennzeichnen.

Claims

1. Verfahren zur dynamischen Steuerung einer Bildanzeige, bei dem Buddatensignale zum Bestimmen der jeweiligen Pixel der Anzeige (D) in einem Bildrahmenpuffer (20) empfangen und gespeichert werden, und die gespeicherten Buddaten für die Anzeige ausgewählt werden (in 18) entsprechend Vergleichen zwischen Referenzdaten (in 33) und einzelnen Zahlen, die bezüglich der unterschiedlichen Pixelorte der Anzeige (D) gespeichert sind (in 26), dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Zahlen Steuerzahlen sind, die in einer eins-zu-eins-Übereinstimmung mit den Pixelorten gespeichert werden (in 26), daß die Referenzdaten Zähldaten sind, die zur Gültigkeitserklärung der Pixel gespeichert werden, und daß die Bilddaten, die in dem Puffer (20) bezüglich jedes einzelnen Pixelortes ge speichert sind, zur Anzeige ausgewählt werden (in 18), in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs (in 34) zwischen den Gültigkeits-Zähldaten (in 33) und der gespeicherten Steuerzahl (in 26) entsprechend dem Pixelort.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Bildrahmenpuffer (20) zwei Seiten (A, B) hat, und wobei Bilddaten abwechselnd auf die zwei Seiten (A, B) geschrieben und von ihnen gelesen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei mehrere Zählungen für einen ausgewählten Vergleich (in 34) mit den Steuerzahlen entsprechend der jeweiligen Pixelorte vorgesehen sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerzahlen in einer Folge gespeichert werden (in 26), die zu dem Schreiben der Bilddaten in den Bildrahmenpuffer (20) in Beziehung steht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Ergebnis des Vergleiches steuert, ob die zur Anzeige ausgewählten Signale Signale sind, die zur Darstellung der in dem Bildrahmenpuffer (20) gespeicherten Bilddaten abgeleitet wurden, oder ob es Signale sind, die zur Darstellung des Hintergrundes der Anzeige abgeleitet wur den.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Fensterrahmenpuffer (24) mehrere Mehrfachbereichfenster der Anzeige bestimmt, und wobei die Lieferung von Signalen zur Anzeige zumindest teilweise durch Signale gesteuert wird, die von dem Fensterrahmenpuffer (24) abgeleitet sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei mehrere Gültigkeits Zählungen zur Anzeigesignalauswahl von jeweiligen Fenstern gespeichert sind.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die gespeicherten Steuerzahlen zu den jeweiligen von dem Fensterrahmenpuffer (24) bestimmten Fenstern in Beziehung stehen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Bilddaten und die betreffenden Steuerzahlen in den Bildrahmenpuffer (20) bzw. in ein Speicherfeld (26) für einzelne Pixelorte mit Pixelorten, die zur Hintergrundanzeige bestimmt sind, geschrieben werden, und wobei die bezüglich jedes Pixelortes in den Bildrahmenpuffer (20) geschriebenen Bilddaten zur Anzeige ausgewählt werden, entsprechend einer vorgegebenen Übereinstimmung zwischen den verglichenen Gültigkeits-Zähldaten und der Steuerzahl entsprechend dem Pixelört.

110. Verfahren nach Anspruch 9, wobei Signale, die Anzeige- Hintergrunddaten bezeichnen, in dem Fall zur Anzeige an dem einzelnen Pixelort ausgewählt werden, daß die vorgegebene Übereinstimmung zwischen den verglichenen Gültigkeits-Zähldaten und der Steuerzahl bezüglich dem Pixelort nicht vorliegt.

11. System zur dynamischen Steuerung einer Bildanzeige, bei dem Bilddatensignale zum Bestimmen der jeweiligen Pixel der Anzeige (D) in einem Budrahmenpuffer (20) empfangen und gespeichert werden, und die gespeicherten Bilddaten für die Anzeige ausgewählt werden entsprechend Vergleichen zwischen Referenzdaten (in 33) und einzelnen Zahlen, die bezüglich der unterschiedlichen Pixelorte der Anzeige (D) gespeichert sind (in 26), dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Zahlen Steuerzahlen sind, die von einem Speicherfeld (26) in einer eins-zu- eins-Übereinstimmung mit den Pixelorten gespeichert werden, daß die Referenzdaten Zähldaten sind, die zur Gül tigkeitserklärung der Pixelanzeige in einer Registereinrichtung (33) gespeichert werden, daß ein Vergleicher (34) die in dem Feld (26) gespeicherten einzelnen Steuerzahlen auf Übereinstimmung mit den in der Registereinrichtung (33) gespeicherten Gültigkeits-Zähldaten vergleicht, und daß die Bilddaten, die in dem Puffer (20) bezüglich jedes einzelnen Pixelortes gespeichert sind, zur Anzeige ausgewählt werden, in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs zwischen den Gültigkeits- Zähldaten und der gespeicherten Steuerzahl entsprechend dem Pixelort.

12. System nach Anspruch 11, wobei der Bildrahmenpuffer (20) zwei Seiten (A, B) hat, und wobei Buddaten abwechselnd auf die zwei Seiten (A, B) geschrieben und von ihnen gelesen werden. 113. System nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Registereinrichtung (33) mehrere Zählungen für einen ausgewählten Vergleich in dem Vergleicher (34) mit den Steuerzahlen entsprechend den jeweiligen Pixelorten vorsieht.

14. System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Steuerzahlen durch das Speicherfeld (26) in einer Folge bezüglich des Schreibens der Bilddaten in den Bildrahmenpuffer (20) gespeichert werden.

15. System nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das Ergebnis des vom Vergleicher (34) durchgeführten Vergleiches steuert, ob die zur Anzeige ausgewählten Signale Signale sind, die zum Darstellen der in den Bildrahmen puffer (20) gespeicherten Bilddaten abgeleitet wurden, oder ob es Signale sind, die zur Darstellung des Hintergrunds der Anzeige abgeleitet wurden.

16. System nach einem der Ansprüche 11 bis 15, mit einem Fensterrahmenpuffer (24) zum Bezeichnen von mehreren Mehrfachbereichfenstern der Anzeige, und wobei die Lieferung von Signalen zum Anzeigen zumindest teilweise durch Signale gesteuert wird, die vom Fensterrahmenpuffer (24) abgeleitet sind.

17. System nach Anspruch 16, wobei die Registereinrichtung (33) Zählungen bezüglich der jeweiligen von dem Fensterrahmenpuffer (24) bestimmten Fenster speichert.

18. System nach Anspruch 17, wobei das Speicherfeld (26) Steuerzahlen bezüglich der jeweiligen von dem Fensterrahmenpuffer (24) bestimmten Fenstern speichert.

19. System nach einem der Ansprüche 11 bis 18, mit Einrichtungen (16) zum Schreiben von Bilddaten und entsprechen den Steuerzahlen in den Bildrahmenpuffer (20) bzw. in das Speicherfeld (26) für einzelne Pixelorte mit Pixelorten, die für eine Hintergrundanzeige bestimmt sind, wobei die bezüglich jedes Pixelortes in den Bildrahmenpuffer (20) geschriebenen Bilddaten zur Anzeige ausgewählt werden, abhängig davon ob der Vergleicher (34) das Vorhandensein einer vorgegebenen Übereinstimmung zwischen den verglichenen Gültigkeits-Zähldaten und der Steuerzahl entsprechend dem Pixelort erkannt.

20. System nach Anspruch 19, wobei Signale, die Anzeige-Hintergrunddaten bezeichnen, in dem Fall zur Anzeige an dem Pixelort ausgewählt werden, wenn das Vorhandensein der vorgegebenen Übereinstimmung durch den Vergleicher (34) nicht erkannt wird.