DE69027735T2

DE69027735T2 - Audiosystem für einen Computer Bildschirm

Info

Publication number: DE69027735T2
Application number: DE69027735T
Authority: DE
Inventors: Stephen Gale
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1989-10-28
Filing date: 1990-05-17
Publication date: 1996-11-07
Anticipated expiration: 2010-05-18
Also published as: EP0426272A3; EP0426272B1; GB8924334D0; US5291556A; JPH0374043U; DE69027735D1; EP0426272A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Audiosystem für eine Computeranzeige.
Bei einem Personalcomputer existiert üblicherweise eine Lautsprecher- und eine Audio-Schaltung zum Erzeugen von Geräuschen in Verbindung mit Programmen, wenn dieselben ablaufen. Sprache oder Musik können von einer digitalen Aufzeichnung simuliert oder abgespielt werden. Eine zunehmende Anwendung für Computer sind Konferenzen, bei denen mehrere Teilnehmer in einem Netzwerk, jeder mit einem Terminal, miteinander verbunden sein können. Jeder Bildschirm kann Darstellungen der Benutzer, beispielsweise Symbole, fotografische Darstellungen oder Einzelbild- oder sogar Echtzeit-Video-Bilder enthalten. Jeder Benutzer wird im allgemeinen eine spezielle Region des Bildschirms besitzen, die ihm gewidmet ist, wobei das Programm typischerweise unter einer Fensterumgebung läuft.
Gemäß der Erfindung ist eine visuelle Anzeigeeinheit (VDU; VDU = visual display unit) geschaffen, wobei das System eine Mehrzahl von Lautsprechern aufweist, die um die VDU verteilt sind, eine Audioschaltung zum Treiben der Lautsprecher, die eine Einrichtung aufweist, um zu ermöglichen, daß ein Schallquellensignal variabel in Amplitude und/oder Phase zu den Lautsprechern verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Audiosystem einem Computer zugeordnet ist, der programmiert ist, um ein Bild anzuzeigen, das sich auf eine Schallquelle auf einem Bildschirm bezieht, wobei eine spezielle Region des Bildschirms dem Bild gewidmet ist, und wobei die Bildschirmkoordinaten des Bilds verarbeitet werden, um eine Steuereingabe zu der Audioschaltung zu liefern, wodurch ein Geräusch erzeugt wird, das scheinbar von einer Position mit einer vorbestimmten Beziehung zu der Position des Bildes herrührt.
Es wurde herausgefunden, daß eine Verbesserung einer Benutzerschnittstelle existiert, wenn das Geräusch, das einem Fenster zugeordnet ist, scheinbar von der Position des Fensters herrührt. Die Erfindung schafft eine Einrichtung zum Erreichen desselben und schafft allgemeiner ausgedrückt eine Einrichtung zum Erzeugen eines Geräuschs, das räumlich der Position des Bilds der Schallquelle auf dem Bildschirm zugeordnet ist. Es wird zu sehen sein, daß eine solche Einrichtung Anwendung in verschiedenen Arten von Computeranzeigen, einschließlich Spielen, mit beweglichen Schallquellen und Videotyp-Anzeigen besitzt.
Es können nur drei Lautsprecher in einem Dreieck angeordnet sein, wobei jedoch vorzugsweise vier an jeweiligen Ecken des Bildschirms angeordnet sind. Eine weitere Anordnung besteht darin, einen Lautsprecher in der Mitte jeder Seite des Bildschirms vorzusehen.
Im Gebrauch würde das System in einem Computer vorgesehen sein, der programmiert ist, um ein Bild anzuzeigen, das sich auf eine Schallquelle bezieht, wobei die Bildschirmkoordinaten des Bildes verarbeitet werden, um eine Steuereingabe zu der Audioschaltung zu liefern, wodurch ein Geräusch erzeugt wird, das scheinbar von einer Position herrührt, die räumlich mit der Position des Bildes koordiniert ist.
Die Bildposition und die scheinbare Geräuschposition können bezüglich ihrer Abstände von dem Mittelpunkt des Bildschirms ausgerichtet sein. Alternativ kann es erwünscht sein, die scheinbare Position des Geräusches zu übertreiben, so daß keine räumliche Koordination existiert, wobei die Position des Geräusches weiter von dem Mittelpunkt des Bildschirms entfernt ist als die Position des entsprechenden Bildes. Eine Übertreibung kann in nur eine Dimension erforderlich sein, beispielsweise die "Aufwärts-Abwärts"-Dimension.
Die Erfindung wird ausführlicher bezugnehmend auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, wobei die einzige Figur ein schematisches Diagramm eines Audiosystems gemäß der Erfindung ist.
In der Figur ist ein im wesentlichen rechteckiger Bildschirm S einer VDU gezeigt. Lautsprecher 1 bis 4 sind an den Ecken des Bildschirms plaziert. Der Computer, der der VDU zugeordnet ist, führt ein vernetztes Konferenzprogramm durch, welches in einer Fensterumgebung arbeitet. Zwei Fenster A und B sind oben links bzw. unten rechts auf dem Bildschirm gezeigt.
Das System ist in der Lage, ein Geräusch zwischen den vier Lautsprechern zu verteilen, um den Eindruck zu erwecken, daß das Geräusch von einer Position auf dem Bildschirm herrührt, die der Position des entsprechenden Fensters entspricht. Für das Fenster A wird das Geräusch vordringlich von dem Lautsprecher 1 herrühren. Mit einer Bewegung des Fensters wird sich die scheinbare Position der Schallquelle bewegen. Eine beliebige Anzahl von Fenstern kann gemeinsam vorliegen, wobei das Geräusch unabhängig für jedes Fenster positioniert wird. So würde das Geräusch, das dem Fenster B zugeordnet ist, beispielsweise hauptsächlich von dem Lautsprecher 3 herrühren.
Dieses Schema würde gleich gut für Sprache und andere komplexe Geräusche, ebenso wie für primitivere Geräusche, beispielsweise ein "Piepsen", arbeiten.
Das Fenster A weist eine Breite dx und eine Höhe dy auf. Die link& Kante ist um den Abstand x von dem Ursprung entfernt und die untere Kante ist um den Abstand y entfernt. Eine Audioschaltung ist vorgesehen, die Sätze von vier Verstärkern mit variabler Verstärkung ag1 bis ag4 und bg1 bis bg4 für jedes Fenster und Addierereinheiten 5 für jeden Lautsprecher aufweist.
Beim Liefern eines Geräusches, das dem Fenster A zugeordnet ist, werden die folgenden Schritte durchgeführt:
In der Software:
1. Der Mittelpunkt des Fensters wird berechnet, d.h. (x + dx/2), (y + dy/2). Dies ergibt die Bildschirmkoordinaten des Mittelpunkts des Fensters. Wenn die obere linke Ecke des Fensters A beispielsweise 50,50 war, und der x- und y-Versatz 150 und 100 waren, dann wird der Mittelpunkt des Fensters (50 + 150/2), (50 + 100/2), d.h. 125, 100 sein.
2. Bezugnehmend auf die Größe des Bildschirms wird die Verteilung über die vier Lautsprecher und folglich die Verstärkung für die Verstärker (ag1, ag2, ag3, ag4) bestimmt.
Die Links- und Rechts-Verteilung des Schalls (d.h. zwischen den vertikal ausgerichteten Paaren von Lautsprechern 1 und 4, 2 und 3) wird in dem gleichen Verhältnis sein wie:

Breite des Bildschirms: x-Position des Mittelpunkts des Fensters

Wenn wir annehmen, daß die Größe der Anzeige die gleiche wie die von VGA-Bildschirmen (768 x 480) ist, dann beträgt die Breite des Bildschirms 768 und die Höhe 480. Wenn die x-Koordinate des Mittelpunkts des Bildschirms 125 ist, dann beträgt das Verhältnis zwischen den Lautsprechern 1 & 4 und 2 & 3 (d.h. zwischen links und rechts) 84% für die linken Lautsprecher und 16% für die rechten Lautsprecher.
Wenn die y-Koordinate des Mittelpunkts des Fensters 100 ist und die Höhe des Fensters 480 ist, dann beträgt mittels des gleichen Verfahrens das Verhältnis zwischen den Lautsprechern 1 & 2 und 3 & 4 (d.h. oben und unten) 79% für die oberen Lautsprecher und 21% für die unteren Lautsprecher.
Nun besitzen wir die Prozentsätze für oben und unten und links und rechts, so daß wir den Prozentsatz des Geräusches, der zu jedem der vier Lautsprecher geht, berechnen können. Beispielsweise gehen 84% des Geräusches zu den linken Lautsprechern, wobei 79% dieses Anteils zu dem oberen linken Lautsprecher gehen und 21% zu dem unteren linken Lautsprecher gehen. Daher gehen 66% (79% von 84%) zu dem Lautsprecher 1 und 18% (21% von 84%) gehen zu dem Lautsprecher 4.
Unter Verwendung des gleichen Verfahrens ist der Prozentsatz, der zu den Lautsprechern 2 und 3 geht, 13% (79% von 16%) und 3% (21% von 16%). links rechts oben unten
Diese Größen können dann verwendet werden, um die variable Verstärkung ag1, ag2, ag3, ag4 zu steuern.
In der Hardware:
Die Hardware besteht in der Form einer Karte für einen Rechner der Klasse IBM-PC-AT.
1. Der ankommende Ton wird in vier Teile geteilt und den vier Verstärkern zugeführt.
2. Die variablen Verstärkungen ag1, ag2, ag3, ag4, die in der Software berechnet werden, steuern jeden Verstärker.
3. Die Ausgaben der Verstärker werden zu den Verstärkerstufen der anderen Kanäle in einem Addierer addiert.
4. Der Addierer liefert eine Verbindung zu dem Lautsprecher.
In dem umseitigen Diagramm sind nur zwei Kanäle gezeigt, wobei jedoch ein getrennter Satz von Verstärkern für jeden vorliegenden Kanal benötigt wird.

Claims

1. Ein Audiosystem für eine visuelle Anzeigeeinheit (VDU), wobei das System folgende Merkmale aufweist: eine Mehrzahl von Lautsprechern, die um die VDU verteilt sind, eine Audioschaltung zum Treiben der Lautsprecher, welche eine Einrichtung aufweist, um zu ermöglichen, daß ein Schallquellensignal variabel in Amplitude und/oder Phase zu den Lautsprechern verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Audiosystem einem Computer zugeordnet ist, der programmiert ist, um ein Bild anzuzeigen, das sich auf eine Schallquelle auf einem Bildschirm bezieht, wobei eine spezielle Region des Bildschirms dem Bild gewidmet ist, und wobei die Bildschirmkoordinaten des Bilds verarbeitet werden, um eine Steuereingabe zu der Audioschaltung zu liefern, wodurch ein Geräusch erzeugt wird, das scheinbar von einer Position mit einer vorbestimmten Beziehung zu der Position des Bilds herrührt.

2. Ein Audiosystem gemäß Anspruch 1, bei dem das Geräusch erzeugt wird, um scheinbar von der Position des entsprechenden Bildes herzurühren.

3. Ein Audiosystem gemäß Anspruch 1, bei dem die scheinbare Position der Schallquelle weiter von dem Mittelpunkt des Bildschirms entfernt ist als die Position des entsprechenden Bildes.

4. Ein Audiosystem gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Computerprogramm ein Konferenzprogramm ist, das in einer Fensterumgebung läuft, wobei jeweilige Benutzer jeweilige zugewiesene Bildschirmbereiche besitzen, wobei die Geräuscheingaben von den Benutzern entsprechend räumlich diesen Bereichen angepaßt werden.

5. Ein Audiosystem gemäß Anspruch 1, das vier Lautsprecher aufweist, die an jeweiligen Ecken des Bildschirms positioniert sind.