ES2211654T3 - Tipos de presentaciones graficas multiples e hibridas. - Google Patents
Tipos de presentaciones graficas multiples e hibridas.Info
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Abstract
Un dispositivo de ordenador para activar múltiples presentaciones de tipos diferentes, comprendiendo las presentaciones múltiples de tipos diferentes presentaciones por creación directa, presentaciones por trama y presentaciones híbridas utilizando formatos (VAPS) diseñados para presentaciones por trama, comprendiendo dicho dispositivo: medios de enlace que, en uso, enlazan un código generado a partir de los formatos con una librería de gráficos de vídeo estándar (LIBRERÍA DE GRÁFICOS); medios de activación (CONTROLADORES DE CREACIÓN DIRECTA, CONTROLADORES DE TRAMA) que, en uso, activan las presentaciones múltiples con una única rutina de presentación a partir de una salida de dicha librería de gráficos de vídeo estándar; y medios de conmutación (PTRS DINÁMICOS) que, en uso, cambian dinámicamente entre presentaciones en tiempo real.
Description
Tipos de presentaciones gráficas múltiples e
híbridas.
El presente invento se refiere al soporte por
ordenador de múltiples tipos de presentaciones.
Los actuales sistemas de ordenador proporcionan
una cierta flexibilidad para combinar múltiples presentaciones de
ordenador y múltiples tipos de presentaciones en un único ordenador
personal, estación de trabajo o sistema integrado. Por ejemplo, con
el sistema operativo Microsoft Windows 98, es posible ofrecer
imágenes en dos dispositivos de presentación simultáneamente, pero
cada dispositivo de presentación debe estar conectado a una tarjeta
adaptadora de vídeo unida a una línea común de transmisión ISA o PCI
a través de su propia ranura. El ordenador debe configurarse (no en
tiempo real) para soportar las dos tarjetas adaptadoras diferentes y
los dispositivos de presentación asociados a ellas. Para cada tipo
de presentación de salida deben identificarse y emplearse
controladores y librerías gráficas. No es posible cambiar fácilmente
entre distintas presentaciones sin realizar una extensa
configuración.
Las siguientes patentes se refieren al problema
de portabilidad de las presentaciones a que antes se ha hecho
referencia: patente norteamericana núm. 5.960.213, expedida a
Wilson, titulada "Dispositivo adaptador PCI multifunción,
reconfigurable dinámicamente"; patente norteamericana núm.
5.948.091, expedida a Kerigan y otros, titulada "Interfaz
universal de presentación digital"; patente norteamericana núm.
5.910.180, expedida a Flory y otros, titulada "Arquitectura de
controlador de dispositivo para virtualización de contexto";
patente norteamericana núm. 5.883.642, expedida a Thomas y otros,
titulada "Método y aparato programable para reasignación de
objetivos"; patente norteamericana núm. 5.799.204, expedida a
Pesto, Jr., titulada "Sistema que utiliza un controlador de vídeo
compatible de alto rendimiento como controlador por defecto en el
arranque y capaz de cambiar a otro controlador de gráficos tras el
arranque"; patente norteamericana núm. 5.752.032, expedida a
Keller y otros, titulada "Controlador de dispositivo adaptable que
utiliza identificador de sub-elemento de hardware de
controlador"; y patente norteamericana núm. 5.606.657, expedida a
Dennison y otros, titulada "Procesador de gráficos virtuales para
sistemas de presentación en tiempo real integrado". Sin embargo,
a diferencia del presente invento, ninguna de estas soluciones
proporciona un adaptador de presentación que pueda tratar
simultáneamente múltiples presentaciones y múltiples tipos de
presentación, y cambiar entre ellos.
Además, la existencia de presentaciones del tipo
de trama y del tipo de creación directa hace que sea difícil
utilizar aplicaciones gráficas orientadas a trama con presentaciones
del tipo de creación directa. Por ejemplo, los formatos VAPS,
comunes en la industria, no pueden activar presentaciones de
creación directa ni trabajar apropiadamente con presentaciones
híbridas de creación directa/trama en ambos modos. Las siguientes
patentes se refieren, en general, a este problema pero ninguna de
ellas proporciona las posibilidades del presente invento para
activar presentaciones híbridas y de creación directa utilizando
formatos VAPS: patente norteamericana núm. 5.499.325, expedida a
Dugan, Jr., titulada "Controles de brillo para separación visual
de información vectorial y de trama"; patente norteamericana núm.
4.635.050, expedida a Grothe y otros, titulada "Generador de
prioridad dinámico de creación directa para presentaciones
híbridas"; patente norteamericana núm. 4.631.532, expedida a
Grothe, titulada "Generador de presentaciones de trama para
sistema de presentación híbrida"; y patente norteamericana núm.
4.055.004, expedida a Chase, titulada "Presentación híbrida a todo
color para simuladores de aeronaves".
El documento WO 99/39328 A, de Lindsay, titulado
"Sistema y método de presentación en múltiples pantallas",
describe el uso de múltiples dispositivos de presentación conectados
entre sí para formar una gran salida de presentación. Todos los
dispositivos de presentación de la agrupación son del mismo tipo:
pantallas de presentación de panel delgado que constituyen
presentaciones de trama. La patente norteamericana núm. 4712047,
expedida a Weindorf, titulada "Sistema de deflexión de haz de
potencia a petición para dispositivos de presentación de tubo de
rayos catódicos de modo doble", se dirige al equipo asociado con
un sistema de trama/creación directa y no menciona la creación
funcional de objetos gráficos en las salidas. Describe un circuito
de control de fuente de alimentación para proporcionar
funcionamiento lineal durante los modos de trama y de creación
directa. Un documento de divulgación técnica de IBM, titulado
"Método de unión de múltiples monitores diferentes", de IBM
Corp., New York, vol.38, núm. 1, 1995, describe una interfaz de
software de alto nivel (MULTIDSP.DLL) que permite que los múltiples
monitores diferentes sean utilizados como un monitor de gran tamaño.
Las presentaciones en este documento son, todas, presentaciones de
trama. En esta exposición, el término "diferente" se refiere a
la resolución de la pantalla. Ninguno de estos documentos de la
técnica anterior describe la generación de gráficos a partir de una
única fuente funcional capaz de activar múltiples presentaciones de
tipos diferentes: de creación directa, de trama o híbridas, como se
reivindica en el presente invento.
En lo que sigue se describen otros documentos de
la técnica anterior que se relacionan con el presente invento. El
documento WO 99/39328 titulado "Sistema y método de presentación
de múltiples pantallas" describe un método para utilizar
múltiples presentaciones de vídeo de trama individuales para
visualización como una única pantalla de presentaciones de vídeo
contiguas. El dispositivo está proyectado para múltiples
presentaciones del mismo tamaño y del mismo tipo. La patente
norteamericana núm. 4712047, titulada "Sistema de deflexión de haz
de potencia a petición para dispositivos de presentación de tubo de
rayos catódicos de modo doble", incluye una descripción de equipo
de un dispositivo de presentación de tubo de rayos catódicos del
tipo híbrido o del tipo de creación directa. La publicación titulada
"Método de unión de múltiples monitores diferentes", del IBM
Technical Disclosure Bulletin, IBM Corp., vol.38, núm. 1, 1995,
páginas 129-131, describe un método de software para
activar presentaciones del tipo de trama de distinto tamaño para
visualización como una única presentación contigua.
De acuerdo con el presente invento, se
proporciona un dispositivo de ordenador para activar múltiples
presentaciones de tipos diferentes, comprendiendo las múltiples
presentaciones de tipos diferentes presentaciones de creación
directa, presentaciones de trama y presentaciones híbridas que
utilizan formatos diseñados para presentaciones de trama,
comprendiendo tal dispositivo:
medios de enlace que conectan, en uso, un código
generado a partir de dichos formatos, con una librería de gráficos
de vídeo estándar;
medios de activación que, en uso, activan las
presentaciones múltiples con una única rutina de presentación a
partir de una salida de dicha librería de gráficos de vídeo
estándar; y
medios de conmutación que, en uso, cambian
dinámicamente entre las presentaciones en tiempo real.
La librería de vídeo puede comprender información
de librería de vídeo, tal como información de OpenGL. Puede
realizarse la activación de ambos tipos de presentación de creación
directa y de trama, así como la activación simultánea de una o más
presentaciones de creación directa o distintos tipos o
presentaciones de trama del mismo tipo o de distinto tipo (por
ejemplo, FPD, HUD, MPD, MPCD, como se muestra en la Fig. 8). También
pueden activarse presentaciones híbridas de creación directa/trama.
La interfaz de presentación puede proporcionarse mediante una
pluralidad de niveles de tarjetas de
interfaz.
interfaz.
Además, de acuerdo con el presente invento, se
proporciona también un método para activar múltiples presentaciones
de diferentes tipos, comprendiendo las múltiples presentaciones de
diferentes tipos: presentaciones de creación directa, presentaciones
de trama y presentaciones híbridas, con un dispositivo de ordenador,
empleando formatos diseñados para presentaciones de trama,
comprendiendo el método las operaciones de:
enlazar un código generado a partir de los
formatos a una librería de gráficos de vídeo estándar;
activar las múltiples presentaciones con una sola
rutina de presentación a partir de una salida de la librería de
gráficos de vídeo estándar; y
cambiar dinámicamente entre las presentaciones en
tiempo real.
La operación de enlazar un código generado a
partir de los formatos con una librería de gráficos de vídeo
estándar, puede comprender la librería de vídeo estándar con
información de OpenGL. La operación de activación puede comprender
la activación simultánea de las múltiples presentaciones.
Un objeto principal del presente invento es
proporcionar una interfaz de adaptador de vídeo que pueda activar
múltiples presentaciones del mismo tipo o de tipos diferentes y/o de
tipos híbridos.
Otro objeto del presente invento es proporcionar
la capacidad de activar presentaciones de creación directa empleando
formatos VAPS.
Un objeto más del presente invento es
proporcionar la capacidad de activar presentaciones híbridas de
creación directa/trama empleando formatos VAPS.
Una ventaja principal del presente invento la
constituye la portabilidad, muy mejorada, de presentaciones y de
tipos de presentación entre sistemas sin requerir una extensa
reconfiguración.
Otra ventaja del presente invento es que favorece
los formatos de presentación reutilizables y reduce la cantidad de
ensayos necesarios para desplegar software de gráficos en tipos de
presentación nuevos y diferentes.
Las figuras adjuntas, en las que los mismos
números de referencia designan elementos idénticos o funcionalmente
similares en todas las diversas vistas y que se incorporan a esta
memoria para formar parte de ella, ilustran adicionalmente el
presente invento y, junto con la descripción detallada del mismo,
sirven para explicar los principios del presente invento.
La Fig. 1 ilustra en forma jerárquica el software
que se ejecuta de acuerdo con el invento en un procesador para usos
generales (GPP; estación de trabajo, ordenador personal o
microprocesador integrado en un sistema) en combinación con un
módulo de tratamiento de imágenes reconfigurable (IPM);
la Fig. 2 ilustra, además, en forma jerárquica el
software que se ejecuta en un IPM o equipo equivalente;
la Fig. 3 ilustra una ejecución práctica de una
interfaz de usuario (en este caso, VAPS) con la librería de vídeo
del invento;
la Fig. 4 ilustra el flujo de control y de datos
desde la tarea de presentación a través de las salidas de
controlador de vídeo cuando se emplea código para activar una o más
presentaciones de uno o más tipos de presentación;
las Figs. 5-7 son diagramas de
bloques del flujo de control y de datos a través de los
controladores gráficos de interfaz de programador de aplicaciones
(API) de bajo nivel para las presentaciones en configuraciones de
distintas presentaciones y diferentes tipos de presentación;
la Fig. 8 es una ilustración en forma de bloques
que proporciona una visión global de una ejecución práctica de la
librería de vídeo del invento y sus relaciones con el equipo de
vídeo y otro software;
la Fig. 9 es una diagrama de bloques que
demuestra el cambio de controlador de dispositivo del invento; y
la Fig. 10 es un diagrama de proceso para el
cambio de controlador de dispositivo relacionado con la toma de
decisiones.
El presente invento proporciona la posibilidad
de, en una única estación de trabajo, ordenador personal o sistema
integrado y utilizando, si se desea, una única tarjeta de interfaz,
activar múltiples presentaciones de distintos tipos y de cambiar
dinámicamente entre ellas en tiempo real. Se emplea una librería de
gráficos estándar comercial (tal como OpenGL) junto con ajustes de
controlador dinámicamente conmutables que permiten soportar
múltiples presentaciones de tipos diferentes. El invento
proporciona, también, la posibilidad de utilizar formatos de
presentación basados en trama (tales como VAPS) con presentaciones
de creación directa o híbridas de trama/creación directa.
El presente invento mejora las posibilidades de
reutilización al permitir que una sola rutina de presentación active
una variedad de tipos de salida sin necesidad de crear rutinas de
presentación separadas para cada tipo de salida. Al utilizar una
librería de gráficos estándar comercial para crear la rutina de
presentación y confeccionar las funciones específicas de controlador
para trabajar con la librería de gráficos, así como al requerir que
toda la interfaz gráfica sea a través de la librería de gráficos,
todos los modos del equipo son aislados de los controladores de
dispositivos. Los controladores de dispositivos pueden ser creados y
modificados entonces para adaptarse a la salida sin cambiar la
interfaz de la rutina de presentación. El ajuste del controlador de
dispositivo necesario para activar el tipo de salida variable, está
asociado con cada contexto gráfico. Cuando se cambia un contexto
gráfico, se cambian los controladores y puede presentarse una salida
diferente. Los controladores pueden cambiarse dinámicamente, lo que
hace posible múltiples salidas simultáneas. Esto permite, también,
el soporte de modos híbridos en los que múltiples controladores
pueden funcionar para la misma salida y pueden combinarse
presentación por trama y por creación directa en la misma
presentación, si ésta es capaz. La arquitectura soporta,
convenientemente, múltiples presentaciones, diversos modos (por
ejemplo, creación directa y trama) y futuros tipos de presentación y
de equipos que puedan desarrollarse. Se crea, por tanto, una
plataforma de software común que puede usarse en forma transparente
para una amplia gama de equipos y de aplicaciones de software. Como
ejemplo, mediante el presente invento se mejoran mucho el desarrollo
y las modificaciones de software operativo para programas de vuelo
con un uso intensivo de gráficos.
El invento mejora, también, las posibilidades de
reutilización al permitir la utilización de la misma trama VAPS para
crear páginas de presentación tanto para presentaciones por trama
como por creación directa, que parecerán iguales. Nuevamente, se
emplea una librería de gráficos estándar comercial para enlazar el
código generado en VAPS a los controladores de presentación. Se
toman medidas en los controladores de creación directa para ignorar
el enmascaramiento que es utilizado por las presentaciones por trama
y permitir la obtención del mismo efecto utilizando una memoria de
oclusión para la presentación por creación directa. Se utiliza un
nuevo contexto de gráficos para cada CRT virtual, tratándose
igualmente cada CRT virtual como un CRT raíz para conseguir una
escala apropiada. Cada contexto gráfico se asocia con un ajuste
específico de controlador de salida, y puede utilizarse el modo
híbrido con VAPS cambiando los controladores de salida dentro de un
contexto de gráficos. También se hacen posibles de esta forma
múltiples salidas al crear tubos de rayos catódicos (CRT) virtuales
adicionales mediante el uso de distintos controladores de
dispositivos.
El software empleado preferiblemente en la
realización del invento utiliza un módulo de tratamiento de imágenes
fabricado por Honeywell (IPM; por ejemplo, una única tarjeta VME con
una pluralidad de niveles para conexión a una pluralidad de
presentaciones) incluye un sistema operativo en tiempo real (RTOS)
tal como VxWorks, el entorno de desarrollo de Tornado, el lenguaje
de gráficos de OpenGL, y la herramienta de desarrollo de formatos de
presentación de VAPS (Visual Applications Builder = Constructor de
aplicaciones de Visual). La Fig. 1 ilustra en forma de bloques el
software que se ejecuta tanto en un procesador para fines generales
(GPP; la estación de trabajo, ordenador personal o microprocesador
integrado en el sistema) y en el IPM. Las áreas sombreadas indican
software reutilizable. La Fig. 2 proporciona un detalle adicional.
Las Figs. 5-7 son diagramas de bloques del flujo de
control y de datos a través de los controladores gráficos API de
bajo nivel hacia las presentaciones en diferentes configuraciones de
presentaciones y de tipos de presentaciones. Los punteros API de
bajo nivel para los controladores de trama o de creación directa de
presentación, son inicializados preferiblemente sólo una vez durante
la inicialización de arranque. La Fig. 3 ilustra una ejecución
práctica de una interfaz de usuario (en este caso, VAPS) para la
librería de vídeo.
El presente invento permite, también, que la
misma trama VAPS active tanto presentaciones por creación directa
como presentaciones por trama. Una librería de gráficos estándar
comercial (por ejemplo, OpenGL) enlaza el código generado en VAPS
con los controladores de presentación para funcionar por trama o por
creación directa. Los controladores de presentación por creación
directa son modificados, preferiblemente, para ignorar el
enmascaramiento de trama y utilizar, en su lugar, una memoria por
oclusión. La Fig. 4 ilustra el flujo de datos y de control desde la
tarea de presentación a través de las salidas de controlador de
vídeo.
Las presentaciones híbridas pueden ser activadas
a partir de código generado en VAPS, así como múltiples
presentaciones. Los VAPS fueron diseñados para activar una única
presentación de salida por trama, pero el presente invento les
permite superar esa limitación. El kit de puerto VAPS es modificado
para crear un nuevo contexto de gráficos para cada CRT virtual. Cada
CRT virtual es tratado como un CRT raíz con el fin de conseguir un
cambio de escala apropiado. Una librería de gráficos estándar
comercial (por ejemplo, OpenGL) enlaza el código generado en VAPS a
los controladores de presentación y cada contexto gráfico se asocia
a un ajuste específico de controlador de salida. El modo híbrido es
hecho posible cambiando controladores de salida dentro de un
contexto de gráficos. Se hacen posibles múltiples salidas creando
CRT virtuales, adicionales, mediante el uso de diferentes
controladores de dispositivos.
Se dan a continuación descripciones preferidas de
diseño para el software del invento:
Con referencia a la Fig. 8, la librería de vídeo
preferida es una interfaz de software para equipo de gráficos que
permite que los programas que la utilicen generen imágenes gráficas
de alta calidad. La librería permite que una interfaz comercial
estándar sea capaz de activar una variedad de tipos de salida. La
librería de vídeo comprende, preferiblemente, un módulo de gráficos
que contiene herramientas de utilidad de librería de gráficos (GLUT)
y funciones OpenGL, un módulo de control de vídeo que contiene
funciones de vídeo que no son tratadas por el módulo de gráficos y
un módulo de controladores de dispositivos que se comunica
directamente con el equipo. Los controladores de dispositivos son
las funciones que pueden ser sustituidas para adaptarse al equipo
pretendido. Pueden utilizarse simultáneamente múltiples
controladores.
El módulo de control de vídeo es un conjunto de
funciones que son necesarias para el módulo de tratamiento de
imágenes que no pueden conseguirse utilizando las librerías de Open
GL ni el kit de herramientas de utilidad GL. Este soporta funciones
que con comunes entre los controladores. Estructuras de datos
preferidas incluyen: presentación, contexto, controlador y control
de modo híbrido e interfaces específicas del equipo.
La librería de gráficos incluye un subconjunto de
funciones Open GL y funciones de kit de herramientas de utilidad
Open GL.
Un subconjunto de la librería de kit de GLUT es
ejecutado en la práctica, preferiblemente, para el módulo de
tratamiento de imágenes del invento. Esta librería contiene las
funciones necesarias para inicializar la presentación y establecer
las ventanas para la colocación de los gráficos. Esta librería sigue
la descripción funcional de la API GLUT. Las estructuras de datos
preferidas empleadas incluyen las siguientes: inicialización de
contextos, cambio de contexto (controladores de dispositivo
cambiados con el contexto), memorias intermedias de cambio, control
de paletas de colores, control de animación y recuperación de estado
de ventanas.
Refiriéndonos a las Figs. 9 y 10, las funciones
de bajo nivel son la interfaz con los controladores de dispositivo
que se cambian dependiendo de la salida que se está utilizando.
Estas llamadas son realizadas por librerías de gráficos y control de
vídeo y no directamente por el programa de presentación.
La librería de gráficos está destinada a
proporcionar la única interfaz con los controladores de gráficos de
bajo nivel. La librería de gráficos incluye un subconjunto de
funciones Open GL, funciones de utilidad Open GL y funciones de kit
de herramientas de utilidad Open GL.
Las descripciones detalladas para las funciones
de utilidad API GL preferidas se especifican en: "Programación de
Open GL para el sistema X Windows", de Mark J. Kilgard,
Addison-Wesley, ISBN
0-201-48359-9.
Las descripciones detalladas para las funciones
API de OpenGL preferidas se especifican en: "Manual de referencia
de OpenGL", segunda edición, Addison-Wesley, ISBN
0-201-46140-4.
En resumen, el presente invento proporciona la
posibilidad, en una única estación de trabajo, ordenador personal o
sistema integrado, y utilizando una sola tarjeta de interfaz si se
desea, de activar múltiples presentaciones de distintos tipos y de
cambiar dinámicamente entre ellas en tiempo real. Los formatos de
presentación basados en tramas (tales como VAPS) pueden utilizarse,
también, con presentaciones de creación directa o híbridas de
trama/creación directa. El invento mejora, por tanto, la capacidad
de reutilización al hacer posible que una única rutina de
presentación active una variedad de tipos de salida sin necesidad de
crear rutinas de presentación separadas para cada tipo de salida. La
arquitectura soporta, convenientemente, presentaciones múltiples,
varios modos (por ejemplo, creación directa y trama) y futuros tipos
de presentación y de equipos que puedan desarrollarse. Se crea, por
tanto, una plataforma de software común que puede ser utilizada de
manera transparente para una amplia gama de equipos y de
aplicaciones de software.
Claims (6)
1. Un dispositivo de ordenador para activar
múltiples presentaciones (PRESENTACIÓN 1, PRESENTACIÓN 2) de tipos
diferentes, comprendiendo las presentaciones múltiples de tipos
diferentes presentaciones por creación directa, presentaciones por
trama y presentaciones híbridas utilizando formatos (VAPS) diseñados
para presentaciones por trama, comprendiendo dicho dispositivo:
medios de enlace que, en uso, enlazan un código
generado a partir de los formatos con una librería de gráficos de
vídeo estándar (LIBRERÍA DE GRÁFICOS);
medios de activación (CONTROLADORES DE CREACIÓN
DIRECTA, CONTROLADORES DE TRAMA) que, en uso, activan las
presentaciones múltiples con una única rutina de presentación a
partir de una salida de dicha librería de gráficos de vídeo
estándar; y
medios de conmutación (PTRS DINÁMICOS) que, en
uso, cambian dinámicamente entre presentaciones en tiempo real.
2. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que dicha librería de gráficos de vídeo estándar (LIBRERÍA DE
GRÁFICOS) es vídeo en OpenGL.
3. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que dichos medios de activación (CONTROLADORES DE CREACIÓN DIRECTA,
CONTROLADORES DE TRAMA) comprenden medios para activar,
simultáneamente, dichas presentaciones múltiples (PRESENTACIÓN 1,
PRESENTACIÓN 2).
4. Un método para activar múltiples
presentaciones de tipos diferentes (PRESENTACIÓN 1, PRESENTACIÓN 2),
comprendiendo las presentaciones múltiples de tipos diferentes
presentaciones por creación directa, presentaciones por trama y
presentaciones híbridas, con un dispositivo de ordenador, utilizando
formatos (VAPS) diseñados para presentaciones por trama,
comprendiendo el método las operaciones de:
enlazar un código generado a partir de los
formatos con una librería de gráficos de vídeo estándar (LIBRERÍA DE
GRÁFICOS);
activar las múltiples presentaciones con una
única rutina de presentación a partir de una salida de la librería
de gráficos de vídeo estándar; y
cambiar dinámicamente entre las presentaciones en
tiempo real.
5. El método de la reivindicación 4, en el que la
operación de enlazar un código generado a partir de los formatos
(VAPS) con una librería de gráficos de vídeo estándar (LIBRERÍA DE
GRÁFICOS) comprende la librería de vídeo estándar que tiene
información de librería de vídeo OpenGL.
6. El método de la reivindicación 4, en el que la
operación de activación comprende activar simultáneamente las
presentaciones múltiples (PRESENTACIÓN 1, PRESENTACIÓN 2).
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