JP2004534960A - 弾性表示空間 - Google Patents

Abstract

コンピュータの表示画面に視覚情報を表示するための方法であって、表示画面に適合するように、視覚情報を寸法調整し、視覚情報の内容全体を含む寸法調整された再現的表示を形成する工程と、寸法調整された再現的表示内の所定領域を選択する工程と、所定領域内の視覚情報の詳細度を向上するために、寸法調整された再現的表示に変換を施す工程と、変換により形成される提示的表示を表示画面に表示する工程と、を含む方法。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、コンピュータ・グラフィックス処理の分野に関する。より詳細には、本発明は、コンテクスト内の詳細情報を見るための手法や、弾性表示空間に関する技術を、視認可能な媒体（新聞、電話帳、地図など）のオンラインでの電子表示に適用するための、システムおよび方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
コンピュータにとって、表示画面は基本的な画像表示インタフェースである。画像表示画面における問題の一つは、その大きさに限りがあるため、特に大量の情報を表示すべき場合にユーザーインタフェースの設計が制約を受けることにある。この問題は、一般に「画面のリアルエステート問題」と呼ばれる。
【０００３】
この問題に対する周知の解決手法として、パン、ズーム、スクロール、および、これらの組み合わせが挙げられる。これら解決手法は、画像表示における多くの場合には適しているが、地図や新聞などのように各視覚情報が空間的な広がりを持って相関している場合には、有効でない。この種の情報を表示する際には、表示がパン、ズーム、またはスクロールされてコンテクストがより多く隠れるほど、パン、ズーム、および／またはスクロールが有効でなくなる。
【０００４】
上述の問題に対する解決手法として、近年、「コンテクスト内の詳細情報」を提示的に表示する技術が、地図などの広大な媒体を表示する場合に適用されている。コンテクスト内詳細情報の提示的表示技術は、多くの形態をとり、限られた大きさのコンピュータ画面に大量の情報を表示するうえで有用であり、携帯情報端末（ＰＤＡ）や携帯電話などのハンドヘルドのコンピューティング装置の利用が増加するにつれて重要性を増している。
【０００５】
本明細書におけるコンテクスト内詳細情報の説明では、「再現的表示」と「提示的表示」という用語は区別される。再現的表示とは、コンピュータないしデータ処理システムに記憶されている生の情報ないしデータを具体化するための正規の表示系であり、写像することに相当する。例えば、都市のデジタル地図は、通り及び施設の地理上の相対的な位置関係ならびに通りの名前を含む生データの、再現的表示である。このような再現的表示は、コンピュータ画面上に画像として表示することも、紙に印刷することもできる。一方、提示的表示は、所定の再現的表示の一部を空間的に編成したものであり、直面している作業に適したものである。したがって、所定の再現的表示における所定の提示的表示により、当該再現的表示の観点、および、当該再現的表示における異なる箇所または領域についての相対的強調点が、組織立てられる。例えば、都市のデジタル地図は、通りの名前を掲示するように所定領域が拡大されて表示され得る。
【０００６】
コンテクスト内詳細情報の提示的表示によると、周囲の再現的表示の視認性を確保しつつ、再現的表示内の所定の領域（「焦点領域」）を拡大することができる。言い換えると、コンテクスト内詳細情報の提示的表示によると、コンテクスト内の情報を元々の再現的表示から取り去ることなく、焦点領域は、詳細の程度を増して提示的に表示される。一般に、コンテクスト内詳細情報の提示的表示は、元の再現的表示の一部を歪み変形視（又は歪み変形）したものと考えられている。ここでいう歪み変形とは、「レンズ」のような歪み変形関数を元の再現的表示に対して作用させた結果として生じるものである。コンテクスト内詳細情報の様々な提示的表示技術の詳しい検討は、Ｃａｒｐｅｎｄａｌｅ， Ｍａｒｉａｎｎｅ Ｓ． Ｔ．による表題『Ａ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｆｏｒ Ｅｌａｓｔｉｃ Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｐａｃｅ（弾性表示空間の枠組み）』（Ｂｕｒｎａｂｙ， Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｃｏｌｕｍｂｉａ： Ｓｉｍｏｎ Ｆｒａｓｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， １９９９）の発表にてなされており、当該文献を参考文献として本明細書に組み込む。
【０００７】
電子表示空間（ＥＰＳ）グラフィックス技術およびコンテクスト内詳細情報提示的表示方法における現状での欠点の一つは、それらが計算上非効率なことにある。使用者とって許容可能なレベルの双方向性が得られるほどの充分な動作速度で、所定の再現的表示を歪み変形させてコンテクスト内詳細情報用の「レンズ」を形成し、且つ、そのレンズをデータ内で移動させるためには、大量のコンピュータ処理が要求される。
【０００８】
これらの方法は、拡大の精度レベルにも問題を有する。Ｋｅａｈｅｙの『Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ（非線形拡大）』（Ｋｅａｈｅｙ， Ｔ．Ａｌａｎ， Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ（Ｉｎｄｉａｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９７））に開示されているようなコンテクスト内詳細情報方法では、データの再現的表示をコンテクスト内詳細情報の提示的表示に所定の倍率で変換するうえで、双方向的な方式が必要とされるからである。
【０００９】
そのため、印刷媒体をオンラインで電子表示するためのＥＰＳグラフィックス技術を効率的に実現できる方法およびシステムに対する需要が存在する。そこで、本発明は、上述の少なくともいくつかの欠点を取り除くか緩和することを目的とする。
【００１０】
【発明の概要】
本発明の一の側面によると、コンピュータの表示画面に視覚情報を表示する方法が提供される。本方法は、表示画面に適合するように、視覚情報を寸法調整し、視覚情報の内容全体を含む寸法調整された再現的表示を形成する工程と、寸法調整された再現的表示内の所定領域を選択する工程と、所定領域内の視覚情報の詳細度を向上するために、寸法調整された再現的表示に変換を施す工程と、変換により形成される提示的表示を表示画面に表示する工程と、を含む。
【００１１】
本発明の別の側面によると、データ処理システムが提供される。このデータ処理システムは、実行されたときに上述の方法を遂行させる一連の命令、を表すデータを記憶している。前記データ処理システムは、一般に、入力装置、中央処理装置、メモリ、および表示装置を有する。
【００１２】
本発明の別の側面によると、コンピュータ・ソフトウェア製品が提供される。このコンピュータ・ソフトウェア製品は、実行されたときに上述の方法を遂行させる一連の命令を含んでいる。
【００１３】
本発明の別の側面によると、集積回路製品が提供される。この集積回路製品は、実行されたときに上述の方法を遂行させる一連の命令を含んでいる。
【００１４】
本発明を例示するための以下の説明と添付の図面を参照することにより、本発明は最も理解される。
【００１５】
【好適な実施形態の詳細な説明】
以下の説明では、本発明を完全に理解するために多数の具体的な詳細を示す。しかし、これらの具体的な詳細がなくても、本発明を実施できることは明らかである。他の例では、本発明が曖昧にならないように、既知のソフトウェア、回路、構造、および技術について、説明や図示を詳細にはしない。「データ処理システム」という用語は、データ処理用の任意の機械を指すためにここでは用いられている。データ処理用の任意の機械には、ここで説明されているコンピュータ・システムおよびネットワーク構成が含まれる。「ＰｌｉａｂｌｅＰａｐｅｒ^ＴＭ」という用語は、本発明の好ましい実施形態に係る方法を実現するコンピュータ・ソフトウェア製品を指すためにここでは用いられている。「弾性表示空間」または「ＥＰＳ］という用語は、再現的表示の情報コンテンツを妨げることなく、視覚的な提示的表示の調整が可能な技術を指すためにここでは用いられている。形容詞の「弾性」は、伸張でき、変形でき、その後に元の形状に戻ることができる機能を意味する用語に含まれる。ＥＰＳグラフィックス技術については、参考文献として本明細書に組み込まれる『Ａ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｆｏｒ Ｅｌａｓｔｉｃ Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｐａｃｅ（弾性表示空間の枠組み）』（Ｃａｒｐｅｎｄａｌｅ， Ｍａｒｉａｎｎｅ Ｓ． Ｔ．， Ａ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｆｏｒ Ｅｌａｓｔｉｃ Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｐａｃｅ （Ｂｕｒｎａｂｙ， Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｃｏｌｕｍｂｉａ：Ｓｉｍｏｎ Ｆｒａｓｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， １９９９））において、Ｃａｒｐｅｎｄａｌｅにより説明されている。
【００１６】
ＥＰＳグラフィックス技術では、まず、２次元の視覚的な再現的表示が所定面に配置される。次に、この面は３次元空間内に配置される。次に、当該再現的表示を有する面は、透視投影により観察される。その後、当該面が操作されて画像の詳細の再構成がもたらされる。このような提示的表示への変換は、面に対する操作または歪み変形と透視投影との二つのステップに分けられる。図面において、同様の番号は同様の構造または処理を指す。
【００１７】
一般に、本発明は、コンテクスト内詳細情報の提示的表示技術および弾性表示空間の技術を、視認可能な媒体のオンラインでの電子表示に適用する方法、システム、コンピュータ・プログラム製品、および集積回路製品を提供する。この方法、システム、コンピュータ・プログラム製品、および集積回路製品は、ＥＰＳグラフィックス技術を含むコンピュータ・グラフィックス処理システム内のコンテクスト内詳細情報ナビゲーションや、一般のコンピュータ・グラフィックス処理システムに適用できる。
【００１８】
図１を参照すると、既知の弾性表示空間（ＥＰＳ）グラフィックス技術における３次元透視観察錐台２２０の斜視図１００が表されている。ＥＰＳでは、２次元の視覚的な再現的表示におけるコンテクスト内詳細情報の表示は、３次元透視観察錐台２２０内にある２次元の情報提示的表示面に対する、視線に基づいて位置調整される変形により、形成される。ＥＰＳでは、所定領域の拡大と、当該拡大に基づく変化を吸収するための、当該拡大に付随するコンテクスト領域の所定縮尺での圧縮とは、当該領域に係る面を、錐台を有するピラミッド形状２２０の頂点に位置する視点２４０へと移動させることにより、生じさせられる。これら変換されたレイアウトを透視投影を介して投影する処理を経て、ズーム領域および圧縮領域を含む新しい２次元レイアウトが形成される。ＥＰＳにおいて拡大を提供するために、３次元かつ透視法的な歪み変形を利用することは、情報提示的表示面の歪み変形過程に意義ある喩えを提供する。このようなシステムにおける情報提示的表示面の３次元操作は、情報の新しい２次元レイアウトを形成する過程における中間ステップである。
【００１９】
図２を参照すると、既知のＥＰＳグラフィックス技術におけるプレゼンテーション２００の断面図が示されている。ＥＰＳグラフィックス技術は、観察者を基準にして位置調整される透視投影を用いて、表示装置上で見ることのできる参照表像面２０１内に、コンテクスト内詳細情報の提示的表示を形成する。未歪み変形の複数の２次元データ点は、３次元透視観察体ないし錐台２２０の基底面２１０に位置する。この錐台２２０は、最大視線２２１，２２２および基底面２１０により規定されている。視点（ＶＰ）２４０は、基底面２１０および参照表像面２０１の中心点の上方に位置する。基底面２１０内の点は、汎用３次元変形関数（すなわちコンテクスト内詳細情報歪み変形基本関数）により規定される歪み変形面２３０にまで、上向きに移動させられる。観察者を基準にして位置調整される透視投影における、歪み変形面２３０に対応する方向は、線ＦＰ_０−ＦＰ２３１により示される。当該線は、基底面２１０内の点ＦＰ_０２３２から点ＦＰ２３３まで引かれており、当該点ＦＰ２３３は、歪み変形面２３０における焦点ないし焦点領域に対応する。
【００２０】
繰り返すと、ＥＰＳは下記にまとめた投影技術を用いて画像、地図、およびテキストなどの情報の「コンテクスト内詳細情報観察」（「マルチスケール観察」および「歪み変形観察」としても知られる）を行うノウハウおよび技術の集まりを指す。ＥＰＳは、多次元データに適用可能であり、モニタなどの電子表示面上で動的にコンテクスト内詳細情報を表示するためのコンピュータにおいて、実現するのに適している。２次元データの場合、ＥＰＳは、画像において詳細が必要とされる所定領域の拡大と、残りの情報（コンテクスト）における制限された所定範囲の領域の圧縮との、組み合わせにより特徴付けられ、その結果、表示面にレンズを作用させたかのような見栄えがもたらされる。ＥＰＳは、既存のズーム、パン、およびスクロール技術を超える多数の利点を有し、当該利点には、局所的な所定領域の外部の情報の視認性をそのままにしておく機能が含まれる。
【００２１】
一般に、ＥＰＳでは、観察される原画像は基底面に配置される。拡大および圧縮は、原画像内の各要素を基底面から上昇させること、および、その結果として歪み変形した面を参照表像面上に投影すること、を経て達成される。ＥＰＳは、データを、（ｎ＋１）次元空間内の領域にマッピングし、（ｎ＋１）次元空間内での透視投影により操作し、そして最後に、提示的表示を行うべくｎ次元空間内に変換し戻す手続きによって、ｎ次元データにおけるコンテクスト内詳細情報の提示的表示を行う。
【００２２】
例えば、図１および図２を参照すると、２次元の場合、ＥＰＳは、以下の方法では、参照面２０１に画像を投影することにより実現される。原画像は基底面２１０に配置され、当該画像において拡大が必要な所定領域２３３は、参照視点２４０と参照表像面（ＲＶＰ）２０１の間に位置する参照面に接近するように、上昇される。ＲＶＰに最も近い「焦点領域」２３３の拡大倍率は、ＲＶＰ２０１からの距離に反比例して変化する。図１および図２に示すように、焦点領域２３３の外の所定領域の圧縮は、ＲＶＰ２０１からの距離と、焦点領域２３３からの水平距離に対するＲＶＰ２０１からの垂直距離を表す関数の勾配との、両方の関数である。画像における拡縮の結果得られる、参照視点２４０から見える拡大および圧縮の組み合わせは、その画像に拡大鏡を作用させるのに類似するレンズ様の効果をもたらし、その結果として歪み変形された画像は「柔軟な表示面」と呼ばれる。したがって、基底面２１０からの垂直方向の移動による画像の拡大および圧縮を変えるために用いられる様々な関数は、レンズ、レンズ方式、またはレンズ関数と表される。点や円形の焦点領域を備えた基本的なレンズ方式、より複雑なレンズ、および、折り畳みなどの高等機能、を表すレンズ関数については、既にＣａｒｐｅｎｄａｌｅによって述べられている。
【００２３】
〔システム〕
図３を参照すると、本発明の実施形態を実現する例示的なデータ処理システム３００のブロック図が示されている。本データ処理システムは、ＥＰＳ技術の実現と、ＰｌｉａｂｌｅＰａｐｅｒ^ＴＭコンピュータ・ソフトウェアの実行と、に適している。データ処理システム３００は、入力装置３１０、中央処理装置すなわちＣＰＵ３２０、メモリ３３０、および表示装置３４０を有する。入力装置３１０は、キーボード、マウス、トラックボール、または、これらと同様の装置である。ＣＰＵ３２０は、専用のコプロセッサやメモリ装置を含んでいてもよい。メモリ３３０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、データベース、またはディスク装置を含んでいてもよい。表示装置３４０は、コンピュータ画面または端末装置を含んでいてもよい。データ処理システム３００は、実行されたときに本明細書に記載の方法を遂行させる一連の命令、を表すデータを記憶している。もちろん、データ処理システム３００は、別のソフトウェアおよびハードウェアを含んでいてもよく、これらの記述は本発明を理解するうえでは必要ない。
【００２４】
〔ＥＰＳを用いた印刷媒体のオンラインでの電子表示（ＰｌｉａｂｌｅＰａｐｅｒ^ＴＭ）〕
本発明の一の側面によると、ＥＰＳは、新聞、雑誌、電話帳などの既存の印刷媒体および印刷文書の、電子的なオンラインでの（即ちインターネットでの）表示に適用される。当該適用においては、表示面に全内容を表示できるサイズに文書内容が電子的に寸法調整されるとともに、所定領域２３３を拡大して使用者に読み取り可能にするための所定のＥＰＳレンズが用いられる。この方法は、ハンドヘルド・コンピュータなどにおける小さな表示面上に、ウェブページのコンテンツを、より効率的に表示するのに利用できる。本発明における本側面は、見出し、特集記事、表、および広告などの重要内容部分に対して事前に配置されたＥＰＳレンズにより、実現できる。読者とのやり取りにおいては、読者が選択する所定領域２３３にある記事は、所定の記事や他の領域の形状に適合させるように、複雑な形状のＥＰＳレンズを介して自動的に拡大される。
【００２５】
図４を参照すると、好ましい実施形態において、表示面３４０に適合させるように効率的に縮小された新聞の再現的表示からの、２ページ分の画面４００捕捉が表されている。上述のように、「ＰｌｉａｂｌｅＰａｐｅｒ^ＴＭ」という用語は、本発明の好ましい実施形態に係る方法を実現するコンピュータ・ソフトウェア製品を指すために用いられている。レンズ４１０は五番目の列で用いられ、読者選択領域２３３でフォントの大きさを拡大する。レンズ４１０の上部４２０と底部４３０は、拡大していないテキスト４４０への連続的な遷移を生じるようにテーパしている。隣接する列４５０および画像４６０に対しては部分的に上書きされて（当該列および画像が横方向に変形されずに）、未歪み変形領域４７０内にレンズ４１０が融和される。このような上書きによると、隣接する列の空間的な位置付けをそのままにしつつ、レンズ４１０のための充分な空間が確保される。
【００２６】
レンズを事前に配置しておくことは、次のようにして達成される。文書の特定領域を使用者が即座に見ることができるようにするために、記事の見出し、記事全体、または広告などの所定の項目は、当該文書が最初に見られたときにレンズ４１０を保有できるようにしておく。これは、例えば、レンズについての特性、位置、および／または境界を示し且つ原文書または別個のデータ層内に組み込まれた特別なレンズ配置情報（即ち位置決めタグ）を用いることにより、実現できる。
【００２７】
所定列内への融和を提供する非対称の傾斜レンズ４１０，４２０，４３０の実現は、次のように達成される。このように傾斜したレンズを用いることにより、拡大領域４１０から非拡大領域４４０への直接の視覚的接続および滑らかな遷移が提供され、使用者が文書を容易にナビゲーションできるようにする。レンズの側面は、不要であり、隣接する列４５０，４６０，４７０における視認性確保可能領域の視認性を確保するため、並びに、処理能力を向上するため、描出されない。
【００２８】
再び図４を参照すると、テキストにおける行は、レンズの歪み変形領域との融和を成しやすくするために部分的に欠落されている。
【００２９】
境界箇所の取り扱いについては、Ｃａｒｐｅｎｄａｌｅによって述べられているように、ページの境界などに出くわしたときにレンズを内方向に折り重ねることにより対処される。当該内方向折り重ねは、レンズの内容を内方向に効率的に移動させることにより、境界に直接隣接する列の拡大を可能にする。
【００３０】
本発明の本側面について繰り返し詳しく述べると、ＥＰＳ技術およびインターネット技術の組み合わせの利用は、例えば新聞業界において、ＰｌｉａｂｌｅＰａｐｅｒ^ＴＭソフトウェアと組み合わせた既存のハードウェア技術を用いて新聞をオンラインで見ることとなる読者に対して現状のフォーマットで新聞を作成して配信するうえでの、完全な電子配信による解決策を提供する。このモデルでは、新聞発行者はソフトウェアの使用を許可し、オンライン・ダウンロードを介して当該ソフトウェアを読者に提供する。読者の機器にＰｌｉａｂｌｅＰａｐｅｒ^ＴＭをインストールすれば、読者が新聞のコピーをダウンロードしたり、新聞発行者がインターネットを介して新聞を毎日配信することができる。ＰｌｉａｂｌｅＰａｐｅｒ^ＴＭでは、読者は、モニタ３４０に適合するように縮小された新聞の各ページを一見することができる。そうであっても、各記事の見出しや各広告については、事前に配置されているＥＰＳレンズを用いて容易に読むことができる。
【００３１】
一般に、新聞の読者は、記事の見出しをざっと見てから、どれを読むかを決める傾向がある。好ましい実施形態に係る方法では、読者は、そのように身に付けた習慣を変える必要はない。所定の各記事に対して、マウス３１０を一度クリックすれば、選択した記事を覆う事前配置レンズを駆動できる。これにより、読者はその記事を容易に読むことができる。所定の各広告に対しては、マウス３１０を一度クリックすれば、広告者のウェブアドレスや他の関連情報が含まれている広告の全体を覆う事前配置レンズを駆動できる。ページをめくること、特定の会社の情報を検索すること、特定の記事や広告を印刷すること、並びに、ナビゲーションすることも、より容易に行うことが可能となる。これらが容易に行えるのは、読者が既に所有している二つのスキル、即ち、新聞がどのように構成されているかということについてのほとんど本能的な感覚と、マウスを用いてナビゲーションする能力とが、組み合わされているからである。したがって、好ましい実施形態に係る方法によると、上述の利点および特長を享受できる一方、読者の側には新しいスキルは要求されない。
【００３２】
一般に、観察対象の領域の内容（コンテンツとコンテクスト）を評価することにより、レンズ形状を選択できる。例えば新聞では、情報は列にレイアウトされており、従って、本発明は、特定の列幅に適合する適切なレンズを選択し、隣接する列へのはみ出しを回避する。更に、列に対してレンズを中央揃えするために、自動整列作用を利用してもよい。この場合、本発明は、所定情報を評価して、所定領域内の境界を決定し、当該境界の内側にレンズを配置する。同様の技術は、地図上の領域を観察する場合にも用いられる。
【００３３】
〔柔軟な表示面を形成するための表面形成アルゴリズム〕
本発明の別の側面では、正確な拡大を達成し且つ計算性能を最適化すべく、ＥＰＳ用の柔軟な表示面は、変形したレイアウト空間をサンプリングし且つサンプリングした点から多角形面を導くことにより、直接形成される。この技術は、不均一有理ｂスプライン関数（ＮＵＲＢＳ）を用いて表面を実現するなどの近似法より、重要な有利点を有する。このことについては、Ｗａｔｔら（Ｗａｔｔ， Ａ．ａｎｄ Ｍ． Ｗａｔｔ， 『Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａｎｉｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｉｎｉｑｕｅｓ』， Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ， １９９２， ｐ．１０６−１０８）により説明されており、当該文献は、参考文献として本明細書に組み込む。
【００３４】
本発明のこのような側面によると、データ空間の重要な特徴を充分に再現するようにサンプル点は選択される。当該特徴には、元々の拡大／圧縮レベルでの未歪み変形領域、レンズの焦点領域内の領域、および、これら２種類の領域の間の境界が含まれる。境界の正確なサンプリングは、正確な拡大を実現するうえで重要であり、当該面の最終的な照度分布において陰影により使用者に知覚的手掛りを提供するうえで利用することができる。複数のサンプル点は、適切な三角化アルゴリズムを経てグリッドを構成して連続面を形成する。当該アルゴリズムは、例えば、Ｂｏｏｔｓ （Ｂｏｏｔｓ，Ｂ．Ｎ．， 『Ｄｅｌａｕｎｅｙ ｔｒｉａｎｇｌｅｓ： Ａｎ Ａｌｔｅｎａｔｉｖｅ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｐｏｉｎｔ ｐａｔｔｅｒｎ ａｎａｌｙｓｉｓ』， Ｐｒｏｃ．Ａｓｓｏｃ．Ａｍ．Ｇｅｏｇｒ．６ （１９７４）， ｐ．２６−２９）により説明されているＤｅｌａｕｎｅｙ三角化であり、当該文献は、参考文献として本明細書に組み込む。当該連続面は、テクスチャ・マッピングによりラスターデータを表示するための媒体として用いられ、加えて、変形したデータ空間のトポロジを明らかにする知覚的陰影の手掛かりを提供する。
【００３５】
本発明の利点は、サンプル点の集まりから面を直接形成することが、ＮＵＲＢＳ面を利用するなどの別の方法より、以下の理由に基づき優れていることにある。その理由とは、レンズが明確な境界をもたらす領域内における所定面の三角化の直接制御と、当該面において拡大倍率に過不足のある箇所に近似面が形成される、最終的な拡大態様に関する充分かつ正確な制御と、詳細情報が不要な領域におけるサンプル点の数を低減することに起因する計算性能の向上と、である。所定領域２３３、または、レンズ関数における拡大や傾斜の大きい領域、の近くで、より高密度のグリッド・パターンを用いると、周囲コンテクストから所定領域２３３までの視覚的遷移の滑らかさが向上する。その他の場所で、より低密度のグリッド・パターンを用いると、最適化されたグリッド・パターンを用いることにより計算性能が改善する。
【００３６】
要するに、拡大された領域における点の集まりが、基底面の上方に所定の高さを有する多角形に投影されるので、拡大倍率がこの高さに比例するというように、拡大倍率を容易かつ正確に決定できる。更には、スプライン関数などの他の技術は、それ自体近似であり、本発明の技術に存在する正確性を有さない。多角形は、大きなラスタファイルを表示する場合においても、効率的である。
【００３７】
〔特別なレンズの種類と改善〕
本発明の別の側面によると、以下に説明するような融和技術およびフィルタリング技術により、多層的または複合的な情報に対してＥＰＳ技術を適用できる。
【００３８】
ＥＰＳレンズ内における複数組のデータの重ね合わせを利用すると、例えば、地勢的地図における特定の所定領域２３３のみについて詳細な降雨量、人口、および病気データを示すべく、異なるデータのセットや層からの、互いに符合する複数の所定領域２３３を比較できる。
【００３９】
レンズ内の特定のデータ特性またはデータ層をフィルタリングすることもできる。レンズ内に示したデータは、所望の範囲内、または、特定のデータ層からのデータのみが描かれるようにフィルタリングできる。当該技法は、データ検査支援などの用途があり、例えば、地勢的地図において、特別に高い人口または病気頻度の領域を素早く明らかにできる。
【００４０】
〔ユーザーインタフェースの形態および構成要素〕
本発明の別の側面によると、以下に説明するように、位置指示装置３１０を介してなされる、或は、位置指示装置とキーボードのキー入力動作とを介してなされる、使用者による所定の入力によって、拡大制御、形状、および大きさ、を含むレンズ特性を修正できる。
【００４１】
拡大制御は、緊急的拡大変化の要求を示すための、キー入力の組み合わせ、或は、スタイラスなどの位置指示装置３１０に対する一回の「タップ」の組み合わせと、これに続く、位置指示装置の移動距離または速度に比例する新しい拡大倍率を実際に設定するための、位置指示装置の直線的な動作と、により提供される。
【００４２】
レンズ形状の制御は、位置指示装置３１０を使用してレンズの境界を「ドラッグ」することにより提供される。ドラッグの結果、位置指示装置により指定された新しい位置を所定領域２３３内の点の集まりに含めるように、レンズの境界は弾性的に変形する。この方法によると、使用者は、位置指示装置を使用するだけで、レンズ形状についての変化を直接指定できる。これにより、使用者は任意のレンズ形状を指定できる。複雑なレンズ形状の実際の実現は、元のレンズに新しいレンズを付加することにより達成される。
【００４３】
レンズの大きさの制御は、位置指示装置３１０を使用してレンズの境界をドラッグし、レンズの大きさを調節することにより提供される。
【００４４】
〔クライアント／サーバ・アプリケーションとしてのＥＰＳの実現〕
本発明の別の側面によると、ＥＰＳレンズは、ネットワーク上の双方向のクライアント／サーバ・アプリケーション内のソフトウェア（例えばＰｌｉａｂｌｅＰａｐｅｒ^ＴＭ）内にて実現される。クライアントのソフトウェアは内蔵型であってもよいし、インターネット・ブラウザ内において、「プラグイン」または付属品として存在していてもよい。インターネット・ブラウザのプラグインである場合、ソフトウェアは、ウェブページ内の画像などの一つ以上のデータ要素の存在を検出でき、当該要素に対してＥＰＳレンズを作用させるのを可能にできる。サーバコンピュータ上にある複数のアプリケーション構成要素は、原データの追加的な詳細情報をレンズ内に示すことができるように、複数の解像度のデータを要求に応じてクライアントに入手可能にさせる。以下に、クライアント／サーバ環境内のＥＰＳ技術の実現に関する詳細を説明する。なお、低帯域幅の状況でクライアントとサーバの間のネットワーク・トラフィックを最小にする方法は特に関係があり、以下に述べる。
【００４５】
本発明の別の側面によると、「オンデマンド詳細情報」機能は次のように提供される。画像などのデータに作用されたレンズの元の表示においては、位置指示装置３１０が特定の所定領域上で停止ないし「浮遊停止」するまで、クライアント・ソフトウェアは、ＥＰＳレンズの焦点領域２３３を低解像度で表示する。レンズが同一場所に所定時間とどまる場合、追加データがサーバから検索され、拡大領域および隣接領域に対して詳細情報が追加的に補充される。レンズの境界の傾斜が大きい場合、コンテクスト内に当該レンズの境界を融和させるためには、高解像度の方が隣接領域にて有利である。これにより、使用者がデータ領域を詳細に調べることなく当該データ領域上をナビゲートする状態が得られ、ネットワーク・トラフィックが最小となる。
【００４６】
本発明の別の側面によると、「適応型事前取り出し」機能は次のように提供される。この技術は、必要となる前にサーバからデータを読み込むことによって位置指示装置３１０からの入力に対するレンズの応答時間（即ち性能）を改善するために、用いられる。したがって、当該技術は予測型技術である。位置指示装置３１０はレンズ位置を制御し、当該装置の加速度、速度、および位置は、レンズの次の位置を予測するのに利用することができる。この方法においては、次に必要とされる高解像度データを評価して、当該データが必要とされる前にネットワーク上のサーバから当該データを読み込むことができる。
【００４７】
〔全地球測位人工衛星（ＧＰＳ）受信器、携帯電話、またはその他の外部データ源による、ＥＰＳレンズの制御〕
本発明の別の側面によると、ＥＰＳのレンズ位置および／またはパラメータは、ＧＰＳ受信器や携帯電話などの外部データ源により制御される。ＧＰＳの場合、表示面に示される地図上のＥＰＳレンズ位置は、データ処理システム３００に接続されているＧＰＳ受信器により提供される物理的な位置情報に基づいて、決定できる。この方法においては、使用者の近辺に含まれる詳細なナビゲーション情報は、より大きな縮尺の地図のコンテクスト内に提供される。或は、携帯電話システムまたはネットワークにより自動的に提供される位置情報を用いて、その装置使用者の位置を突き止めて、レンズを適切に配置することができる。本発明の本側面は、自動車の高機能のダッシュボード、船舶、飛行機のナビゲーション・システム、および、ハンドヘルド・コンピューティング装置上での個人的なナビゲーション支援、において実現される。加えて、地図上における現在位置から目的地までの使用者の意図した経路に合わせた形状を有するレンズが、実現され得る。
【００４８】
〔自動動作〕
本発明の別の側面によると、テキスト４００などのデータ上におけるＥＰＳレンズの定期的移動が提供され、これにより、使用者が介入する必要なしに文章を読んだり画像や地図を走査することが可能となる。本発明の本側面は、マルチメディア、ＰｌｉａｂｌｅＰａｐｅｒ^ＴＭ、障害者用の読み取り支援、および広告内にて、実現され得る。
【００４９】
〔「ラベリング問題」の解決手法としてのＥＰＳ〕
本発明の別の側面によると、地図の縮尺が変化したり、ラベル付けされる詳細情報が空間的に高密度であるという理由で特に、ラベル用に充分な空間がない場合において、画像や地図のラベル付けで一般に遭遇する問題の解決法が提供される。ＥＰＳは、コンテクスト内詳細情報の観察および折り重ね（Ｃａｒｐｅｎｄａｌｅにより説明されているような）などの諸機能により、電子表示面の場合における当該問題の解決法を提供する。当該諸機能によると、使用者は、表示される詳細情報のレベルを動的に調整することができ、且つ、不要なラベルを使用者の視線の外に移動させることができる。
【００５０】
〔方法〕
図５を参照すると、本発明の一実施形態における、印刷媒体のデータの再現的表示をコンピュータの表示画面に表示する一般的な方法を示すフローチャート５００が、表されている。ステップ５０１では、この方法が開始される。ステップ５０２では、データ再現的表示が寸法調整され、寸法調整されたデータ再現的表示が形成される。当該寸法調整されたデータ再現的表示は、データ再現的表示の内容全体を含み、表示画面に適合されている。ステップ５０３では、寸法調整されたデータ再現的表示内の所定領域をレンズにより変形して、データの提示的表示が形成される。ステップ５０４では、データ提示的表示が表示画面に表示され、これにより、寸法調整されたデータ再現的表示におけるコンテクスト内の所定領域の読みやすさが向上される。ステップ５０５では、この方法が終了される。
【００５１】
〔コンピュータ・ソフトウェア製品〕
実行されたときに、ここで説明した方法を図３に示す例示的なデータ処理システムで遂行させる一連の命令は、本発明の一実施形態によると、コンピュータ・ソフトウェア製品に格納できる。このコンピュータ・ソフトウェア製品は、図３に示す例示的なデータ処理システム内に組み込んで作動させることができる。
【００５２】
〔集積回路製品〕
実行されたとき、ここで説明した方法を図３に示す例示的なデータ処理システムで実行する一連の命令は、本発明の一実施形態によると、コプロセッサまたはメモリを有する集積回路製品に格納できる。この集積回路製品は、図３に示す例示的なデータ処理システム内に搭載できる。
【００５３】
所定の実施形態を参照しながら本発明について説明してきたが、ここに添付した請求項にまとめられているような本発明の精神と範囲から逸脱することなく実施形態を様々に変更し得ることは、当業者にとって明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
既知の弾性表示空間グラフィックス技術における３次元透視観察錐台の斜視図である。
【図２】
既知の弾性表示空間グラフィックス技術におけるプレゼンテーションの断面図である。
【図３】
好ましい実施形態におけるデータ処理システムのブロック図である。
【図４】
好ましい実施形態における、新聞情報源から得られ且つ表示面に適合するように縮小させた２ページを捕捉した画面を表す。
【図５】
コンテクスト内の詳細情報を見るための手法や弾性表示空間に関する技術を、好ましい実施形態において、視認可能な媒体のオンラインでの電子表示に適用するための方法を示すフローチャートである。

Claims (28)

1. コンピュータの表示画面に視覚情報を表示するための方法であって、
   ａ）前記表示画面に適合するように、前記視覚情報を寸法調整し、前記視覚情報の内容全体を含む寸法調整された再現的表示を形成する工程と、
   ｂ）前記寸法調整された再現的表示内の所定領域を選択する工程と、
   ｃ）前記所定領域内の視覚情報の詳細度を向上するために、前記寸法調整された再現的表示に変換を施す工程と、
   ｄ）前記変換により形成される提示的表示を前記表示画面に表示する工程と、を含む方法。
2. 前記変換を施す工程は、
   ａ）前記所定領域に応じた所定の形状のレンズ面であって、前記レンズ面形状からサンプリングした複数の点に基づいて形成される複数の多角形面からなるレンズ面を、形成する工程と、
   ｂ）前記寸法調整された再現的表示と前記レンズ面とを重ね合わせ、且つ、前記寸法調整されて重ね合わされた再現的表示を前記レンズ面を介して所定面に投影することにより、提示的表示を形成する工程と、を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記複数の多角形面について、大きさ、形状、数、密度、およびパターンを含むパラメータを選択する工程を更に含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記複数の多角形面の前記パラメータは、前記提示的表示の計算に必要な時間を最適化するように選択される、請求項３に記載の方法。
5. 前記所定領域の周りの領域において、前記複数の多角形面の前記密度を増大させる、請求項３に記載の方法。
6. 前記レンズ面形状の傾斜が大きい領域において、前記複数の多角形面の前記密度を増大させる、請求項３に記載の方法。
7. 前記複数の多角形面の前記密度は、前記レンズ面形状の傾斜に比例するように選択される、請求項３に記載の方法。
8. 前記多角形面は三角形である、請求項３に記載の方法。
9. 倍率は、基底面からの前記多角形面の高さに比例する、請求項２に記載の方法。
10. 前記所定領域内に、均一に拡大される領域が存在するように、前記複数の多角形面は選択される、請求項２に記載の方法。
11. 前記所定領域、前記レンズ面、および前記レンズ面形状は、各々、複数の所定領域、複数のレンズ面、および複数のレンズ面形状を含む、請求項２に記載の方法。
12. 前記視覚情報は、新聞、雑誌、電話帳、および地図を含む、請求項１に記載の方法。
13. 前記視覚情報は、ウェブページのコンテンツを含む、請求項１に記載の方法。
14. 前記表示画面は、ハンドヘルド装置に設けられている、請求項１に記載の方法。
15. 前記視覚情報は、新聞の１ページである、請求項１に記載の方法。
16. 前記新聞の１ページは、複数の見出し、複数の列、複数の記事、複数のグラフィックス、および複数の広告を含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記所定領域は、見出し、列、記事、グラフィックス、および広告を含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記レンズ面形状は、前記所定領域の形状を包含する、請求項１７に記載の方法。
19. 前記レンズ面形状は、列を包含する、請求項１８に記載の方法。
20. 前記レンズ面は、前記列の一部内でフォントサイズを増大させるように機能する、請求項１９に記載の方法。
21. 前記列の前記一部の両脇において未拡大テキストへと連続的に移り変わるように、前記レンズ面形状はテーパしている、請求項２０に記載の方法。
22. 前記新聞ページにおける前記列に隣接する箇所の部分的な上書きを提供するように、前記新聞ページの未歪み変形領域に前記レンズ面が融和するように、前記新聞ページ上において前記レンズ面にとって充分な空間を提供するように、前記新聞ページにおける前記列に隣接する前記箇所の空間的な配向をそのままとするように、前記レンズ面形状は選択される、請求項２１に記載の方法。
23. 前記寸法調整された再現的表示に対して前記レンズ面を経時的に移動させて、動的な提示的表示を提供する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
24. 前記所定領域は、外部のデータ源により提供されるデータに基づいて選択される、請求項１に記載の方法。
25. 前記外部データ源は、全地球測位人工衛星（ＧＰＳ）受信器および携帯電話ネットワークを含む、請求項２４に記載の方法。
26. コンテクスト内詳細情報観察技術および弾性表示空間技術を視認可能媒体のオンラインでの電子表示に適用するための、入力装置、中央処理装置、メモリ、および表示装置を含むデータ処理システムであって、実行されたときに請求項１から２５に記載の方法を遂行させる一連の命令、を表すデータを記憶している、データ処理システム。
27. 実行されたときに請求項１から２５に記載の方法を遂行させる一連の命令、を含むコンピュータ・ソフトウェア製品。
28. 実行されたときに請求項１から２５に記載の方法を遂行させる一連の命令、を含む集積回路製品。

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