FI91197B - Menetelmä videonäyttölaitteella näytettävän kuvan paikan ja/tai koon säätämiseksi sekä menetelmä videonäyttölaitteen synkronoimiseksi videosignaaliin - Google Patents

Description

91197

Menetelmä videonäyttölaitteella näytettävän kuvan paikan ja/tai koon säätämiseksi sekä menetelmä videonäyttölait-teen synkronoimiseksi videosignaaliin 5

Keksinnön kohteena on menetelmä videonäyttölaitteella näytettävän kuvan paikan ja/tai koon säätämiseksi sekä menetelmä videonäyttölaitteen synkronoimiseksi videosignaaliin.

10 Nykyisissä mikrotietokoneissa (esim. IBM PC-yhteen- sopivissa) käytetään suurimmaksi osaksi VGA (Video Graphics Array) tyyppistä näytönohjainta, joka on korvannut vanhemmat EGA, CGA, MDA ja HGC- tyyppiset ohjaimet. Kaikille näille on tyypillistä yhden tai kahden poikkeu-15 tustaajuuden monitorin ohjaaminen. Lisäksi kaikki edellämainitut tukevat sekä merkki- että grafiikkanäyttömoodeja. Suurempien resoluutioiden ohjaamiseen käytettävät näytönohjaimet ovat lähes kaikki grafiikkapohjaisia tukien ensisijaisesti MS-Windows, OS/2 Presentation Manager tai X-20 Windows käyttöliittymiä tai CAD-tyyppisiä ohjelmistoja.

Kaikille näille järjestelmille on ominaista näyttölaitteen ohjaaminen synkronointisignaaleja käyttäen. Kuvan saamiseksi pystysuunnassa kohdalleen näyttölaitteen näyt-töalueelle mahdollisimman tehokkaasti koko kuva-aluetta 25 käyttäen käytetään pystypoikkeutussignaaleja. Vastaavasti vaakasuunnassa käytetään vaakapoikkeutussignaalia. Signaalien ajoitukset ovat riippuvaisia käytettävästä näyttölaitteesta ja näytönohjaimesta. Esimerkiksi kuvaputkipoh-jainen (CRT) näyttölaite tarvitsee tietyn ajan elektroni-30 säteen palauttamiseksi seuraavan pyyhkäisyn aloituspaik kaan. Tätä aikaa ohjataan vaakasammutus- ja pystysammutus-signaaleilla, jotka ilmaisevat aktiivisen kuva-alueen paikan. Näyttölaitteen resoluutio on riippuvainen käytetystä teknologiasta ja teknisestä ratkaisusta, tyypilliset reso-35 luutiot ovat esim. 640x480, 800x600, 1024x768 sekä 2 1280x1024. Sammutusjakso eli passiivinen kuva-aika (esim. säteen paluuaika) voidaan jakaa etu- ja takaportaaseen sekä synkronointipulssiin.

Näyttölaitteille on tyypillistä määritellä vaaka-5 poikkeutustaajudet sekä näytön virkistystaajuudet, jotka määräytyvät vaaka- ja pystysynkronointisignaalien taajuuksista. Jotta näyttölaitteen tekninen rakenne saadaan edulliseksi, käytetään halvemmissa ratkaisuissa yleisesti yhden taajuuden näyttölaitetta. Tällä tarkoitetaan näyttö-10 laitteen synkronoituvan videosignaaleihin vain suhteellisen kapealla vaakapoikkeutussignaalin taajuuskaistalla. Pystypoikkeutukselle näyttölaite ei yleensä ole aivan herkkä, vaan laite synkronoituu melko hyvin erilaisiin pystypoikkeutustaajuuksiin. Erityisesti erittäin tarkkaa 15 resoluutiota vaativissa CAD-sovellutuksissa sekä näytönohjaimen pysty- että vaakapoikkeutussignaalien on oltava hyvin tarkoin määriteltyjä eivätkä saa poiketa näyttölaitteelle määritellyistä. Tällöin on pyritty erityisen hyvään kuvanlaatuun hinnan ja monipuolisuuden kustannuksella.

20 Uusimmat näyttölaitteet ovat useimmiten ns. monen taajuuden näyttölaitteita, jolloin ne pystyvät synkronoitumaan hyvinkin suurella vaakapoikkeutuksen taajuusalueella, samoin kuin myös laajalla pystypoikkeutuksen taajuusalueella. Näissä näyttölaitteissa on erilaisia säätömah-25 dollisuuksia käyttäjää varten. Näyttölaitteen synkronoituessa ohjaimen videosignaaleihin, kuvan paikka on yleensä sivussa, jolloin käyttäjän on säädettävä kuva kohdalleen edellä mainittuja säätöjä käyttäen. Näyttölaitteissa saattaa olla edeltäkäsin valittuja ja säädettyjä ajoitusmoode-30 ja, jotka näyttölaite tunnistaa automaattisesti ja asentaa kuvan paikan tehdassäätöjen mukaisesti.

Kuvan paikka kuvaruudulla määritellään yleensä ohjelmoimalla synkronointipulssin (HSYNC tai VSYNC) paikka suhteessa aktiiviseen kuva-alueeseen. Kuvan paikkaa voi-35 daan myös muuttaa vaihtamalla synkronointipulssien pituut- li 91197 3 ta. Kuvan kokoa voidaan säätää ohjelmallisesti muuttamalla passiivisen kuva-alueen aikaa tai muuttamalla synkronoin-tipulssien polariteetia (polariteettisäätö on käytössä esimerkiksi VGA ympäristössä). Tämän kaltaista säätöä voi-5 daan käyttää pääasiassa pystysuuntaiseen kuvan koon säätöön. Vaakasuuntaiseen säätöön tätä ei juuri käytetä, koska tällöin myös vaakapoikkeutustaajuus muuttuisi, mikä vaikuttaisi suuresti myös pystypoikkeutustaajuuteen, joka halutaan pitää mahdollisimman korkeana eikä siitä haluta 10 tinkiä. Lisäksi yleisimmät näyttölaiteratkaisut perustuvat yhden vaakapoikkeutustaajuuden käyttämiseen ja tällöin halutaan pysyä yhteensopivina, jotta myös näitä voidaan käyttää. Vaakapoikkeutustaajuuden muuttaminen vaikuttaa helposti myös kuvan paikkaan.

15 Pystypoikkeutusohjaus muodostetaan vaakapoikkeutus- signaalista ja se on yleensä hyvin helposti ohjelmoitavissa vaakapoikkeutuspulssien monikertoina (vastaavasti myös kuva-alue sekä etu- (VFP) ja takaporras (VBP)). Sensijaan vaakapoikkeutussignaali muodostuu merkkikellon moniker-20 roista ja näitä on huomattavasti vaikeampi ohjelmallisesti muuttaa käytettyjen teknisten ratkaisujen aiheuttamien teknisten rajoitusten vuoksi. Merkkikellosignaali muodostuu videotaajuuden monikerroista ja nämä molemmat ovat laitteiston kytkennästä riippuvaisia eikä niitä ole voitu 25 ohjelmoida. Grafiikkapohjaisessa ratkaisuissa merkkikel-lona yleisimmin käytetyt videokellon monikerrat ovat 8 tai 16, tekstimoodeissa lisäksi myös 7, 9 ja 18. Kuvan paikkaa tai kokoa voidaan siten ohjelmallisesti säätää vain vähintään kahdeksan kuvapisteen askelissa, jolloin säätö näkyy 30 karkeina hyppyinä näytöllä eikä pehmeää ja tarkkaa säätö-tulosta voida saavuttaa.

Tietokoneiden sovellutusohjelmat ovat kirjoitetut noudattamaan tiettyjä standardeiksi muodostuneita resoluutioita, mikä määrittelee käytettävän aktiivisen kuva-alu-35 een hyvin tarkasti. Kuvan säätöön vaikuttavat ohjelmalli- 4 sesti valittavat parametrit ovat myös yleisesti edeltäkäsin valitut ja sidotut tekniseen ratkaisuun. Esimerkiksi Videotaajuudet generoidaan usein näytönohjaimen oskillaattori- tai kidepiireillä, jotka synnyttävät vain yhden vi-5 deotaajuuden piirä kohden, jolloin näytönohjain tukee vain harvoja näyttöstandardeja ja resoluutioita. Uusimmat taa-juussynteesiin (vaihelukot) perustuvat piirit pystyvät kehittämään enemmän taajuuksia, jolloin yhdellä näytönohjaimella on voitu tukea useita eri resoluutioita ja eri 10 vaaka- sekä pystypoikkeutustaajuuksia eri näyttölaitteita varten. Kun on haluttu siirtyä yhdestä näyttömoodista toiseen, näytönohjain on valinnut uudelle näyttömoodille valitun videotaajuuden ja muut näyttömoodin vaatimat parametrit. Kuvan paikan ja koon lopullinen säätö kuvaruudulla 15 on suoritettu näyttölaitteen säädöillä.

Keksinnön päämääränä on aikaansaada aikaisempaa monipuolisempi ja tarkempi kuvan paikan ja koon säätö näyttölaitteen kuvaruudulla.

Keksinnön päämääränä on myös yksinkertaistaa video-20 näyttölaitteen synkronoitumista videosignaaliin.

Ensiksi mainittu päämäärä saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä videonäyttölaitteella näytettävän kuvan paikan ja/tai koon säätämiseksi, jolle on tunnusomaista, että ohjelmallisesti säädetään videonäyttölait-25 teelle syötettävän videosignaalin videotaajuutta ja samanaikaisesti ohjelmallisesti säilytetään videosignaalin vaakapoikkeutustaajuus oleellisesti muuttumattomana.

Keksinnön perusajatuksena on, että mikrotietokoneella täysin ohjelmallisesti videolähteen, kuten näytön-30 ohjaimen, videotaajuutta muuttamalla sekä samanaikaisesti tavanomaisia ohjelmoitavia videonohjausparametreja erilaisten algoritmien mukaisesti vaihtelemalla säädetään itse videosignaalin ominaisuudet sellaisiksi, että saavutetaan paras mahdollinen kuva kulloinkin käytettävällä 35 näyttölaitteella, sen sijaan, että kuvan paikan ja koon

II

91197 5 säätö tehtäisiin itse näyttölaitteen säädöillä. Videotaa-juuden kasvattaminen tai pienentäminen, samalla kun juova-taajuus pidetään oleellisesti vakiona, vastaavasti pienentää tai kasvattaa yksittäisen pisteen leveyttä kuvaruudul-5 la ja sitä kautta koko kuvan kokoa. Koska kaikki videosignaalin ajoituskomponentit ovat videokellojakson monikerto-ja, täytyy sitä muutettaessa samanaikaisesti muuttaa ainakin parametreja, jotka määräävät videokellojaksojen lukumäärän vaakapoikkeutusjaksossa, niin että säilytetään vaa-10 kapoikkeutustaajuus oleellisesti muuttumattomana. Kun vi-deotaajuus on muutettavissa hyvin pienissä askelissa, voidaan kuvan paikan ja koon säädössä saavuttaa tarkkuus, joka on vain murto-osa yksittäisen kuvapisteen koosta, kun aikaisemmin tarkkuus on ollut useita kuvapisteitä. Paikan 15 ja koon säätö voidaan toteuttaa "pehmeästi" tarkalleen käyttäjän haluamaksi ilman kompromisseja. Videotaajuus voidaan valita ohjelmallisesti suuresta joukosta ennalta määrättyjä taajuuksia tai täysin ohjelmoitavalla synteesi-videotaajuusgeneraattorilla. Täten ainoa oleellinen muutos 20 esim. nykyisissä näytönohjaimissa on uudentyppisen video-taajuusgeneraattorin käyttöönotto tai parhaassa tapauksessa vain entisen generaattorin uusi käyttötapa, joten keksintö voidaan toteuttaa hyvin edullisesti.

Tämä ratkaisu antaa kuitenkin aivan uudenlaisia 25 mahdollisuuksia näyttölaitteen toteuttamiseen edullisem min, koska kuvan paikan ja koon säädöt voidaan jättää pois näyttölaitteesta ja suorittaa sen sijaan ohjelmallisesti käyttäjän ohjatessa säätöä esim. tietokoneen näppäimistöltä tai hiirellä. Edelleen keksintö antaa parhaan mahdol-30 lisen kuvanlaadun myös edullisemmilla (huonolaatuisemmil- la) näyttölaiteilla, koska poikkeamat on helposti ja tarkasti korjattavissa. Samoin ikääntymisestä johtuvat kuvan paikan ja koon siirtymät voidaan käyttäjän toimesta helposti ja tarkasti korjata, mikä pidentää näyttölaitteen 35 käyttöikää ja tarjoaa helpommat huoltomahdollisuudet. Li- 6 saksi voidaan aikaansaada paljon muita ominaisuuksia, mm. dynaamisen portaattoman zoomauksen.

Kun videopistetaajuus on muutettavissa riittävän pienissä askelissa, voidaan videotaajuutta muuttamalla et-5 siä sellainen videotaajuus, johon tutkittavan näyttölaitteen vaakapoikkeutus synkronoituu. Tämän jälkeen voidaan synkronoida pystypoikkeutus ja suorittaa keksinnön mukaisesti kuvan paikan ja koon säädöt. Keksinnön ansiosta voidaan saavuttaa yhteensopivuus lähes kaikkien näyttölait-10 teiden kanssa riippumatta niiden vaaka- ja pystypoikkeu-tustaajuuksista ja resoluutiosta. Toisaalta näyttölaitteet tulevat edullisemmiksi, koska ne voivat olla yhden poik-keutustaajuuden laitteita ja tällöinkään niiden poikkeus-taajuuden tarkkuudelle ei tarvitse asettaa tiukkoja vaati-15 muksia, sekä saavuttavat paremmat kuvaominaisuudet kuin monen taajuuden laitteet.

Keksinnön kohteena on myös menetelmä videonäyttö-laitteen synkroimiseksi videosignaaliin, kun videonäyttö-laitteen sähköisistä ominaisuuksista tunnetaan ainakin 20 pysty- ja vaakapoikkeutustaajuudet ja resoluutio. Menetelmälle on tunnusomaista, että mainituista videonäyttölait-teen tunnetuista ominaisuuksista lasketaan näytönohjaimelle ohjausparametrit, joilla videonäyttölaitteelle syötettävän signaalin videopistetaajuus sekä vaakapoikkeutusjak-25 son, sammutusjakson, näyttöjakson, etuporrasjakson ja/tai takaporrasjakson sisältämien videokellojaksojen lukumäärät asetetaan arvoihin, jotka aiheuttavat näyttölaitteen synk-ronoitumisen.

Koska videotaajuuden pieniaskelinen säätö mahdol-30 listaa sopivan videosignaalin muodostamisen mille tahansa näyttölaitteelle, voidaan tarvittava taajuus ja muut parametrit helposti laskea, kun näyttölaitteen poikkeutustaa-juudet ja resoluutio tunnetaan. Tällöin käyttäjä saa haluamansa näyttölaitteen synkronoitumaan videosignaaliin 35 syöttämällä laskentaohjelmalle näyttölaitteensa tiedot.

91197 7

Vaihtoehtoisesti tiedot voidaan saada näyttölaitteen mukana seuraavalta ohjelmalevykkeeltä. Samalla levykkeellä voidaan myös antaa oletusarvot kuvan paikalle ja koolle esimerkiksi etu- ja takaportaan ja näyttöjakson pituuden 5 ja synkronointipulssien paikan muodossa, niin että näyttö on välittömästi toimintavalmis. Siten näyttölaitteiden käyttöönotto yksinkertaistuu keksinnön ansiosta merkittävästi. Koska näyttölaitteiden tiedot voidaan antaa taajuus- ja aikayksikköinä ja resoluutioina, niiden käyttämä 10 muistitila on vain murto-osa siitä, mikä tarvittaisiin näytönohjaimissa aikaisemmin käytettyjen parametritaulu-koiden tallentamiseen.

Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisemmin suoritusesimerkkien avulla viitaten oheisiin piirrok-15 siin, joissa kuvio 1 on lohkokaavio eräästä tietokoneen näyttö-järjestelmästä, jossa voidaan soveltaa keksinnön mukaisia näytönohj ausmenetelmiä, kuviot 2 ja 3 on videosignaalin vaaka- ja pysty-20 suuntaisia synkronointisignaaleja kuvaava ajoituskaavio, ja kuviot 4 ja 5 esittävät videonäyttölaitteen kuvaruutua ja havainnollistavat synkronointisignaalit sijoittavat kuvan kuvaruudulle.

25 Keksintö on tarkoitettu sovellettavaksi minkä ta hansa videosignaalilla ohjattavan näyttölaitteen ohjauksessa. Tällainen videonäyttölaite voi olla esimerkiksi katodisädeputkinäyttö, nestekidenäyttö, plasmanäyttö, elektroluminenssinäyttö, jne. Vaikka keksinnöllä on ensi-30 sijaisena sovellutusalueena tietokoneiden näyttöjärjestel- mät, sitä voidaan soveltaa kuvansäätöön myös esimerkiksi digitaalisissa televisiovastaanottimessa.

Kuviossa 1 on esitetty eräs tietokonejärjestelmä, jonka näyttöjärjestelmässä keksintöä voidaan soveltaa.

35 Tietokonejärjestelmä käsittää keskusyksikön (CPU) 7, johon 8 voi olla kytketty näppäimistö 3, hiiriohjain 8 sekä näyttö järjestelmä näyttölaitteineen 2. Näyttöjärjestelmä käsittää videonäytönohjaimen 1, joka on kytketty väylälii-tännän 6 kautta tietokoneen keskusyksikköön (CPU) tai vas-5 taavaan 7. Näytönohjaimeen 1 liittyy edelleen rasterinäyt-tömuisti 5, jossa jokaista näytettävän kuvan pistettä varten muistipaikka. Näytönohjain synnyttää videosignaalin VIDEO (joka voi muodostua useista eri fyysistä signaaleista), joka syötetään monitoriliitännän 9 kautta ohjaamaan 10 näyttölaitetta 2.

Näytönohjaimeen 1 liittyy myös säädettävä videotaa-juusgeneraattori 4, jonka ulostulotaajuutta f^. säädetään taajuudensäätösignaalilla FCONTR. Generaattori 4 voi olla esim. Sierra Semiconductor Corporationin taajuussynteti-15 saattoripiiri SC11410 tai SC11411, tai Integrated Circuit Systems Incin taajuussyntetisaattoripiiri ICS1594. Kaikissa edellä mainituissa piireissä kuvion 1 säätösignaali FCONTR käytännössä sarjaliitäntä, jonka kautta näytönohjain 1 voi ohjelmoida syntetisaattoripiirin 4 ohjausrekis-20 tereihin ohjausinformaatiota, jolla voidaan valita ulostu- lotaajuudeksi f^.^ käytännöllisesti katsoen mikä tahansa taajuus.

Kuvio 2 on ajoituskaavio, joka havainnollistaa videosignaalin vaakasuuntaista poikkeutusta tai pyyhkäisyä 25 ohjaavia poikkeutus- tai synkronointisignaaleja. Vaakajuo- va- tai vaakapoikkeutusjakso HPER tarkoittaa jaksoa, jonka aikana pyyhkäistään yksi vaakajuova vasemmalta oikealle kuvaruudun poikki ja palataan takaisin seuraavan vaakajuovan alkuun. HPER muodostuu aktiivisesta näyttöjaksosta 30 hactivs' joka määrää aktiivisen kuva-alueen kuvaruudulla ja jonka aikana rasterimuistista 5 luettu näyttödata näytetään, sekä sammutusjaksosta HBLANK, joka käsittää ainakin etuportaan HFP, synkronointipulssin HSYNC ja takaportaan HBP. Sammutusjakson HBLANK aikana tapahtuu mm. katodisäde-35 putken elektronisuihkun palautus seuraavan juovan alkuun.

i< 91197 9

Kaikki edellä mainitut ohjausjaksot muodostuvat merkkikel-lojakson CCLK monikerroista, joiden lukumäärä kussakin tapauksessa määrätään ohjausparametreilla H1 (kokonaislukuja) seuraavasti: 5

HSYNC = M2 * CCLK HFP = M3 * CCLK HBP = M4 * CCLK Hactive = M5 * CCLK

10 HBLANK = HFP + HSYNC + HBP

HPER = HBLANK + Hactive = M6 * CCLK M6 = M2+M3+M4+M5

Merkkikellojakso puolestaan muodostuu videopiste-15 kellojakson (Video dot clock) eli videokellojakson DCLK = 1/fpcm monikerroista, jolloin CCLK = Ml * DCLK. Merkkikello CCLK voi olla myös sama kuin videokello DCLK. Tavallisimmin Ml = 8, jolloin yksi merkki näytöllä sisältää kahdeksan kuvapistettä vaakasuunnassa. Tällöin tavallisimmilla 20 resoluutioilla saadaan ohjausparametrien arvoiksi: 640x480 (M5 = 80) 800x600 (M5 = 100) 1024x768 (M5 = 128) 25 1280x1024 (M5 = 160)

Kuvan säädön parametrit voidaan myös valita toisin. Eräs erikoistapaus on ylipyyhintä, millä lisätään värillinen reuna-alue aktiivisen kuva-alueen ympärille. Tämä alue 30 voidaan sisällyttää osaksi HFP/HBP-aluetta tai H^j^-aluet-ta tapauksesta riippuen.

Kuviossa 3 on esitetty vastaava ajoituskaavio pys-typoikkeutuksen ohjaus- tai synkronointisignaaleille. Kuva- tai pystypoikkeutusjakso VPER muodostuu näyttöjaksosta 35 Vactxvx sekä sammutus jaksosta VBLANK, joka sisältää ainakin 10 etuportaan VFP, pystysynkronointipulssin VSYNC ja takapor-taan VBP. Kaikki edellä mainitut pystypoikkeutuksen ohjaus jaksot muodostuvat vaakapoikkeutusjakson HPER moniker-roista, joiden lukumäärä kussakin tapauksessa määrätään 5 ohjelmoitavilla ohjausparametreilla NA (kokonaislukuja).

Kuvio 4 havainnollistaa kuinka edellä mainitut ohjaussignaalit sijoittavat videokuvan näyttölaitteen 2 kuvaruudulle. Näyttö jaksojen HACTIVB ja VACTIVE kestoajat suhteessa HPER ja VPER aikoihin määräävät näytettävän kuvan 10 leveyden ja korkeuden, ts. kuvan koon. Synkronointipuls-sien HSYNC ja VSYNC paikat suhteessa vastaaviin näyttöjak-soihin ja määräävät vastaavasti kuvan paikan vaaka- ja pystysuunnassa. Perinteisesti on ohjausparamet-reja MA muuttamalla voitu vain karkeasti vaikuttaa kuvan 15 paikkaan ja kokoon merkkikellon CCLK tarkkuudella (kahdeksan kuvapistettä).

Keksinnön mukaisesti voidaan edellä kuvattuihin vaaka- ja pystypoikkeutuksen ohjaussignaaleihin ja sitä kautta kuvan paikkaan ja kokoon kuvaruudulla vaikuttaa 20 tarkemmin ja pehmeämmin säätämällä kuvion 1 generaattorin 4 kehittämää videotaajuutta . Tämä voidaan tehdä ohjelmallisesti muuttamalla generaattorin 4 ohjausrekisterien sisältämää ohjausinformaatiota. Jotta keksinnön mukaisella kuvansäädöllä saavutettaisiin haluttu tarkkuus ja pehmeys, 25 täytyy generaattorin videotaajuuden olla muutettavissa riittävän pienissä askelissa. Periaatteessa parannusta aikaisempaan saadaan heti kun videotaajuuden säätöreso- luutio öfpcm < 1/ (Ml*DCLK) = ί^^/ΜΙ, eli näytöllä aiheutetaan parempi kuin Ml:n kuvapisteen säätötarkkuus. Todella 30 miellyttävä ja tarkka säätö aletaan kuitenkin saavuttaa vasta, kun on vapaasti valittavissa ja näytöllä aiheutetaan yhden kuvapisteen tai parempi säätötarkkuus. Kun säätötarkkuus on kuvapisteen murto-osa, keksinnön avulla voidaan hyvin tarkasti venyttää tai kaventaa yksittäistä 35 kuvapistettä.

Il 91197 11

Videotaajuuden muuttaminen muuttaa videokellon DCLK jakson pituutta. Videokellon DCLK jakson muuttuminen muuttaa automaattisesti myös vaakapoikkeutusjakson HPER kestoaikaa merkkikellon CCLK kautta, mikä voi johtaa synk-5 ronoinnin menetykseen. Tämän vuoksi keksinnössä pidetään vaakapoikkeutustaajuus oleellisesti vakiona näyttölaitteen salliman taajuustoleranssin puitteissa tarvittaessa ohjelmallisesti muuttamalla ohjausparametrin M£ arvoa ja sitä kautta vaakapoikkeutusjaksossa HPER olevien DCLK kellojak-10 sojen lukumäärää sellaiseen suuntaan, että HPERin kestoaika pysyy oleellisesti vakiona. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa muutetaan parametrin M6 arvoa seuraavaan pienempään arvoon (M6 « M6-1), mikäli taajuutta ollaan pienentämässä kuva kasvaa, ja vastaavasti seuraavaan suu-15 rempaan arvoon (M6 = M6 +1) (kuva pienenee, taajuus kasvaa), kun toteutuu ehto | TH — T | > / 2 , missä TH on näyttölaitteen 2 jakson HPER haluttu kestoaika, T on näytönohjaimen 1 ohjelmoitu jakson HPER kestoaika ja on merkkikellojakso.

20

Kuvan paikan ia koon säätäminen

Keksinnön mukaisesti kuvan kokoa säädetään muuttamalla videotaajuutta ja pitämällä vaakapoikkeutus taajuus MA parametrien avulla oleellisesti vakiona. Kuviot 25 4 ja 5 havainnollistavat kuvakoon säätämistä videotaajuu- della. Oletetaan, että kuviossa 4 videotaajuus on jota lähdetään kasvattamaan säilyttäen samalla M± parametrien avulla HPER ja HSYNC oleellisesti vakioina. Tällöin videotaajuuden kasvaessa DCLK-kellojakso lyhenee, minkä 30 seurauksena myös näyttö jakso H^^ lyhenee (H.rm„ kasvaa) ja yksittäinen kuvapiste kapenee aiheuttaen kuva-alueen kapenemisen vaakasuunnassa, kuten kuviossa 5 on havainnollistettu. Vastaavasti videotaajuutta pienentämällä saadaan kuva-alue levenemään. Pystysuunnassa kuvan säätö suorite-35 taan erikseen, mitä tullaan selostamaan myöhemmin.

12

Keksinnön mukaisesti kuvan paikkaa säädetään ohjelmoimalla M1 parameterien avulla vaakasynkronointipulssin HSYNC paikkaa aktiiviseen näyttö jaksoon H^^ nähden. Kuvan paikka voidaan säätää myös tarkasti (pehmeästi) ohjelmal-5 lisesti muuttamalla videotaajuutta ja pyrkimällä pitämään MA parametrien avulla HSYNC pulssin paikka suhteessa aktiivisen kuva-alueen H^^ jompaan kumpaan reunaan vakiona. Tällöin videotaajuuden muuttaminen muuttaa kuva-alueen H active kokoa, minkä seurauksena kuva-alueen "kiinnittämätön" 10 reuna "siirtyy" siirtyy kuvaruudulla vaakasuunnassa synk-ronointipulssin suhteen. M1 parametreillä voidaan muuttaa muuttaa etuportaassa HFP tai takaportaassa HBP olevien kellojaksojen DCLK lukumäärää sellaiseen suuntaan, että näyttöjakson HACTIVE ja etu- tai takaporrasjakson yhteenlas-15 kettu kestoaika pysyy oleellisesti vakiona videotaajuuden muuttuessa.

Koska vaakapoikkeutus jakso HPER pidetään keksinnössä olennaisesti vakiona, videotaajuuden muuttuminen ei periaatteessa vaikuta pystypoikkeutukseen. Jos pystypoikkeu-20 tusta ei säädetä, kuva-alue jää esimerkiksi videotaajuuden kasvattamisen jälkeen kuvion 5 tapaan sivuilta litistyneeksi ja yksittäisen kuvapisteen leveyden ja korkeuden suhde vääräksi. Tyypillisesti mainittu pistesuhde (Dot Aspect Ratio) on 1:1. Tämän vuoksi keksinnössä videotaa-25 juutta muutettaessa muutetaan samanaikaisesti N± parametrien avulla myös yhden VPER-jakson aikana sammutettujen vaakajuovien lukumäärää eli kuvakorkeutta sellaiseen suuntaan, että kuvapisteen leveyden ja korkeuden suhde säilyy oleellisesti vakiona. Kuvankorkeutta voidaan säätää myös 30 esim. muuttamalla VSYNC pulssin polariteettia tai pituutta.

Tietokonejärjestelmä sisältää keksinnön mukaiset säätömenetelmät toteuttavan säätöohjelman, joka käyttäjän antamien ohjeiden perusteella ennalta määrättyjen algorit-35 mien avulla määrittelee kulloinkin tarvittavan videotaa- 91197 13 juuden antavan ohjausinformaation generaattorille 4 sekä vastaavat ja NA parametrit näytönohjaimelle. Käyttäjä ohjaa säätöä esimerkiksi näppäimistöltä 3, hiiriohjaimelta 8 tai muulta oheislaitteelta.

5

Kuvan paikka- ia svnkronointitietoien tallettaminen

Keksinnön mukaista säätömenetelmää käytettäessä on mahdollista määritellä kuvan paikka ja koko kulloinkin käytettävän näyttölaitteen mukaisiksi käyttämällä näyttö-10 laitteen fyysisiä ominaisuuksia näytönohjainpiirin kokonais lukuparametrien sijasta. Tällöin riittää lähtötiedoiksi jokaista käytettävää resoluutiota varten: vaakapoikkeu-tustaajuus, pystypoikkeutustaajuus, kuvan paikka vaakasuunnassa (HSYNC, HFP, HBP) ja kuvan paikka pystysuunnassa 15 (VSYNC, VFP, VBP). Lopulliset näytönohjaimen 1 vaatimat kokonaislukuparametrit NA ja Mx sekä generaattorin 4 ohjausinformaatio voidaan laskea matemaattisesti jokaista näyttölaitteen ja näytönohjaimen moodia varten aina kun moodi otetaan käyttöön. Tällä kuvansäätötietojen tallen-20 nusmenetelmällä saavutetaan mm. helpommin parempi käyttäjäystävällisyys sekä pienennetään muistitilaa ohjainpara-metrien tallettamiseen. Lisäksi samat lähtötiedot käyvät suoraan kaikille näytönohjaimille sen rakenteesta riippumatta, koska vasta laskentaohjelma määrittää kyseisen näy-25 tönohjaimen ohjausparametrit. Näyttölaitetta käyttöön otettaessa saadaan kuva tehdasasetuksiin yksinkertaisesti vain antamalla laskentaohjelmalle näyttölaitteen tiedot. Tiedot voidaan antaa laskentaohjelmalle esimerkiksi ohjelmalevykkeellä, joka toimitetaan näyttölaitteen mukana.

30

Automaattinen näyttölaitteen poikkeutustaaiuuksien etsiminen

Mikäli näyttölaitteen edellä mainittuja sähköisiä tietoja ei tunneta, poikkeutustaajuuksien etsintä voidaan 35 toteuttaa valitsemalla sopiva resoluutio sekä pitämällä 14 hactiv* 3a HPER vakioina ja muuttamalla videotaajuutta lähtö-taajuudesta ensimmäiseen taajuuteen, jossa havaitaan näyttölaitteen vaakapoikkeutuksen synkronoituminen. Näyttölaitteen synkronoituessa käyttäjä voi antaa näppäimistön 5 kautta ohjelmalle merkin synkronoitumisesta (tai näyttölaite itse havaitessaan synkronoitumisen). Tämän jälkeen videotaajuutta kasvatetaan edelleen toiseen taajuuteen, jossa vaakapoikkeutuksen synkronointi uudelleen menetetään. Käyttäjä tai näyttölaite antaa toisen merkin synkro-10 noinnin päättymisestä. Ohjelma voi päätellä näistä kahdesta merkistä vaakapoikkeutuksen synkronoitumisvälin sekä synkronoitumisen keskikohdan, esim. taajuuksien keskiarvon, joka valitaan videotaajuudeksi. Vaakapoikkeutuksen synkronoitumisen jälkeen synkronoidaan pystypoikkeutus pi-15 tämällä vaakapoikkeutus- ja videotaajuudet oleellisesti vakioina ja muuttamalla näyttölaitteelle syötettävän signaalin pystypoikkeutus jakson pituutta NA parametrien avulla kunnes havaitaan pystypoikkeutuksen synkronoituminen. Tämän jälkeen voidaan etsiä pystypoikkeutuksen synkronoitu-20 misväli sekä keksikohta vastaavalla menetelmällä sekä jatkaa säätämällä kuvan kokoa ja paikkaa aikasemmin selostetulla tavalla.

Kuvan dynaaminen zoomaus 25 Keksinnön avulla voidaan myös aikaansaada kuvan dy naaminen zoomausefekti kuvaruudulla. Kuvioon 6 viitaten, valitaan näytöllä normaaliresoluutiolla esitettävältä normaalikokoiselta kuva-alueelta 61 kuva-aluetta 61 pienempi osakuva-alue 62, joka vastaa MxN-kokoisessa rasterimuis-30 tissa 5 mxn-muistialuetta, jonka alkupiste rasterimuistis-sa on (M1,N1). Juoksuttamalla videotaajuutta pienemmäksi saavutetaan kyseisen osakuva-alueen 62 zoom-efekti. Zoomattavan aktiivisen kuva-alueen alkupiste voidaan juoksuttaa ohjelmoimalla zoomauksen edetessä (M2,N2)-koordinaat-35 tia kuva-alueen alkuosoitteeksi suoraa (MO,NO) -> (Ml, Nl) li 91197 15 pitkin. Kuva-alueen 62 resoluutio pienenee vastaavasti vi-deotaajuuden pienentyessä. Koko kuva-alueen (alue 61) fyysinen koko kuvaruudulla alueen 62 zoomauksen aikana säilyy riittävän tarkasti ennallaan, kun näyttö jakson oh- 5 jausparametria M5 muutetaan tapauksen mukaan sopivan algoritmin mukaisesti samoin kuin vaakajakson HPER parametria M6 sekä HSYNC-pulssin paikkaa.

Edellä on keksintöä kuvattu viitaten videosignaalin tiettyihin vaaka- ja pystypoikkeutuksen synkronointi- ja 10 ajoitussignaaleihin HS, HBLANK, VS, VBLANK ja niiden jaksoihin, kuten HFP, HSYNC, HBP, VFP, VSYNC, VBP, vactive' jotka löytyvät jossain muodossa jokaisesta videosignaalista. Videosignaalin formaatti ja käytännössä siirrettävien signaalikomponenttien määrä voi kuitenkin vaihdella 15 hyvin paljon. Esimerkiksi vaaka- ja pystypoikkeutussignaa-lit voidaan siirtää erikseen tai yhdistettynä, videosignaali voi ola yhdistelmävideosignaali (televisio) tai RGB-videosignaali, analoginen tai TTL tasoinen, sisältää poik-keutussignaalit, jne. Keksintö on tarkoitettu kaikkien 20 tällaisten erilaisten videosignaaliformaattien yhteydessä.

Kuviot ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Yksityiskohdiltaan keksintöä voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (13)

16

1. Menetelmä videonäyttölaitteella (2) näytettävän kuvan paikan ja/tai koon säätämiseksi, tunnettu 5 siitä, että ohjelmallisesti säädetään videonäyttölaitteel-le (2) syötettävän videosignaalin (VIDEO) videotaajuutta (£DcLX) ja samanaikaisesti ohjelmallisesti säilytetään videosignaalin vaakapoikkeutustaajuus oleellisesti muuttumattomana .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa videosignaalin vaakapoikkeutusjakso (HPER) käsittää näyt-töjakson (H^^) ja sammutus jakson (H„T ), joka käsittää ainakin vaakasynkronointipulssijakson (HSYNC), etuporras-jakson (HFP) ja takaporrasjakson (HBP), ainakin osan mai-15 nituista jaksoista sisältäessä ohjelmoitavissa olevan määrän videokellojaksoja (DCLK), tunnettu siitä, että vaakapoikkeutustaajuus pidetään videotaajuutta säädettäessä oleellisesti vakiona muuttamalla vaakapoikkeutus-jaksossa (HPER) olevien videokellojaksojen (DCLK) lukumää-20 rää sellaiseen suuntaan, että vaakapoikkeutusjakson kestoaika pysyy oleellisesti vakiona.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että videonäyttölaitteella (2) näytettävän kuvan paikkaa säädetään muuttamalla videonäyttölait- 25 teelle syötettävän videosignaalin videotaajuutta ja pitämällä vaakasynkronointipulssijakson (HSYNC) paikka suhteessa näyttö jakson (HACTIVE) alkuun tai loppuun oleellisesti vakiona.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, t u n-30 n e t t u siitä, että videonäyttölaitteella (2) näytettävän kuvan paikkaa säädetään muuttamalla videonäyttölait-teelle syötettävän videosignaalin videotaajuutta ja muuttamalla etu- tai takaporrasjaksossa (HFP, HBP) olevien videokello jaksojen (DCLK) lukumäärää sellaiseen suuntaan, 35 että näyttöjakson (H^^) ja etu- tai takaporras jakson 91197 17 (HFP, HBP) yhteenlaskettu kestoaika säilyy oleellisesti vakiona.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että videonäyttölait- 5 teella (2) näytettävän kuvan kokoa säädetään muuttamalla videonäyttölaitteelle syötettävän videosignaalin videotaa-juutta ja pitämällä vaakapoikkeutusjakson (HPER) kestoaika oleellisesti vakiona.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 10 menetelmä, tunnettu siitä, että videotaajuutta säädettäessä muutetaan samanaikaisesti myös sammutettujen vaakajuovien lukumäärää sellaiseen suuntaan, että kuvapis-teen leveyden ja korkeuden suhde säilytetään oleellisesti vakiona.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen mentelmä, tunnettu siitä, että kuvakorkeutta säädetään muuttamalla pystysynkronointipulssin (VSYNC) polariteettia ja/tai pituutta.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 20 menetelmä, tunnettu siitä, että zoomausefektin aikaansaamiseksi muutetaan videotaajuutta resoluution muuttamiseksi ja samanaikaisesti muutetaan vaakapoikkeu-tusjakson (HPER) sisältämien videokellojaksojen (DCLK) lukumäärää siten, että vaakapoikkeutusjakso ja sitä kautta 25 vaakapyyhkäisytaajuus pysyvät oleellisesti vakioina.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuvan paikka ja koko säädetään ennalta määrättyihin oletusarvoihin, jotka on laskettu näyttölaitteen sähköisten ominaisuuksien muo- 30 dossa tallennetuista kuva-asetustiedoista.

10. Menetelmä videonäyttölaitteen synkronoimiseksi videosignaaliin, tunnettu siitä, että videonäyt-tölaitteeseen (2) syötettävän videosignaalin (VIDEO) videotaajuutta (focuc) muutetaan lähtötaajuudesta ensimmäiseen 35 taajuuteen, jossa videonäyttölaitteen vaakapoikkeutuksen 18 havaitaan synkronoituvan videosignaaliin, ja edelleen toiseen taajuuteen, jossa synkronoituminen havaitaan uudelleen menetettävän, ja määritetään ensimmäisen ja toisen taajuuden perusteella näyttölaitteen (2) käyttämän vaaka-5 poikkeutustaajuuden antava videotaajuus.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että asetetaan videotaajuudeksi ensimmäisen ja toisen taajuuden keskiarvo, ja että määritetään vaakapoikkeutustaajuusalue.

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että vaakapoikkeutuksen syk-ronoitumisen jälkeen synkronoidaan pystypoikkeutus pitämällä videotaajuus vakiona ja muuttamalla videonäyttölait-teelle syötettävän videosignaalin pystypoikkeusjakson 15 (VPER) pituutta, kunnes havaitaan pystypoikkeutuksen synk ronoituminen.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään pystypoikkeutuksen keskikohta ja pystypoikkeutustaajuusalue. Il 91197 19