JP2006185195A - グラフィカルユーザインタフェース装置および方法 - Google Patents

グラフィカルユーザインタフェース装置および方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 ハードウェアリソースの限られた従来のDVDレコーダ等の組み込み機器においても、メニュー画面等の画面切り替えの際に、連続した遷移画像を表示する等、様々な特殊視覚効果を提供できるGUIを実現する。
【解決手段】 グラフィカルユーザインタフェース(GUI)装置1aは特殊視覚効果を伴う画像を提供する装置であって、GUI表示要素を生成する生成手段101と、生成手段101により生成された前記GUI表示要素に対して、静止画を表示する場合に第1画像処理を施し、特殊視覚効果を伴う画像を表示する場合に前記第1画像処理を簡略した第2画像処理を施し、処理されたGUI表示要素を提供する画像処理手段102とを具備する。
【選択図】図1

Description

本発明は、表示装置にメニュー画面等を表示して、ユーザインターフェースを行うGUI装置及びGUI方法に関する。
従来のDTV(デジタルテレビ)、DVDレコーダ、PVR(パーソナルビデオレコーダ)等、様々な機能が予め組み込まれた組み込み機器のGUI(グラフィカルユーザインタフェース)では、例えばリモコン等で指定したメニュー画面を切り替えて目的の画面を表示する場合、順次あるいは、いきなり(直接的に)切替えるか又は画面をスクロールしていた。
下記特許文献1では、電子アルバムなどページ単位で画像を表示するGUIにおいて、実際の本をめくるような視覚効果をソフトウェアで実現するために、ページをめくっている際のページ変形画像を、射影変換方式を用いて表示している。具体的には、ページをめくる際に、単に画素を間引くことで画像を水平方向のみに縮小し、データの表示位置を移動することで、実際のページめくりに近い視覚効果を実現している。
特開平8−106469号公報
従来のGUIでは、一般に画面と画面間の遷移に視覚的な連続性がないため、画面が切り替わったとき、現在表示されている画面が全体メニューの中でどの位置にあるのか認識しづらく、更に画面が切り替わったということにさえ認識しにくいなど、ユーザにとって使い難いインタフェースとなっていた。CPUパワーの豊富なPC(パーソナルコンピュータ)や専用のグラフィックアクセラレータ等を搭載した機器では、アニメーションを多用したGUIが可能であり、見た目も使い勝手もよいインタフェースが実現可能である。しかし、ハードウェアリソースが制限された上記したような組み込み機器においては、様々の特殊視覚効果を提供するGUIは実現困難であった。
そこで本発明では、ハードウェアリソースの限られた従来のDTV、DVDレコーダ、PVR等の組み込み機器においても、メニュー画面等の画面切り替えの際に、連続した遷移画像を表示する等、様々な特殊視覚効果を提供できるGUIを実現することを目的とする。
特殊視覚効果を伴う画像を提供するグラフィカルユーザインタフェース(GUI)装置であって、GUI表示要素を生成する生成手段と、生成手段により生成された前記GUI表示要素に対して、静止画を表示する場合に第1画像処理を施し、前記特殊視覚効果を伴う画像を表示する場合に前記第1画像処理を簡略した第2画像処理を施し、処理されたGUI表示要素を提供する画像処理手段とを具備する。
特殊視覚効果を提供する画像を表示している間は、上記GUIに対する画像処理をCPU負荷が低く抑えられるような処理に切り替える。また特殊視覚効果を提供する画像を表示している間は、縮小したGUI表示要素を、内容が表示されないメモリバッファ上に描画する。実際の画面に出力する際には、イメージとして拡大表示する。
ハードウェアリソースの限られた組み込み機器においても、メニュー画面等の画面切り替えの際に、連続した遷移画像を表示する等、様々な特殊視覚効果を提供できる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の第1実施形態に係るGUI装置1aの構成を概略示すブロック図である。このGUI装置1aは、DTV、DVDレコーダ、PVR等の組み込み機器に好適に適用される。ここでは、GUIの表示要素(以下GUI部品という)として、文字列(フォント)、イメージ(固有の形状および色を有する画像)、曲線(矩形を含む)を対象としている。
文字フォント生成手段101は表示する文字の文字コード(数値)から実際に画面上に表示される文字イメージ、例えばビットマップ画像を生成する手段である。アンチエリアス処理手段102は、文字の輪郭を滑らかに表示する手段である。イメージ生成手段103は、PNG、JPEG、GIFといったようなイメージフォーマットからイメージを生成する手段である。α値/解像度変換手段104はイメージのα値および(または)解像度を変換する手段である。ここでα値は、イメージの不透明度を示す数値であり、0が完全透明、1が完全不透明である。その間のα値を有するイメージは、該イメージの半透明画像と背景が合成されて表示されることになる。曲線生成手段105は、円、楕円、曲線などを描画するためのデータを生成する手段である。曲線多角形近似手段106は、曲線を多角形で近似するための手段である。アンチエリアス処理手段102、α値/解像度変換手段104、及び曲線多角形近似手段106は、GUI部品に対して画像処理を施す画像処理手段である。
イメージ合成手段108は、複数のGUI部品を一つの画面内で合成する手段である。合成には、イメージ同士の重ね合わせの際のαブレンド合成などが含まれる。フレームバッファ111は、表示装置112に表示するデータを保持する領域であり、ここに書き込まれたデータが実際に表示装置上に表示される。表示装置112は、ユーザが直接目にするGUI画面を表示する装置である。制御部100はCPU等から構成され、RAM100aを作業エリアとして使用し、ROM100bに格納された本発明に係るプログラムを含む制御プログラムに従って、GUI装置1aの上記各部を総合的に制御する。
次に、特殊視覚効果の一例として図2に示すように、背景画像の上に「あいうえお」という文字列が拡大しながら移動する場合を説明する。複数の描画プレーン(メモリ空間)を持った高機能グラフィックスハードウェアを用いた場合には、背景画像を表示するプレーンと文字を表示するプレーンを別々に設けることができる。従って、拡大しながら移動する文字を描画する際に、背景画像を気にすることなく描画することができる。しかしながら、コンシューマ向けの機器においては、コスト上の制約からこのような高機能グラフィックスを搭載するのは難しい。この場合、背景画像上に拡大しながら文字列を移動するためには、前景の文字が移動するに従って文字に隠れていた部分の背景画像を表示する必要がある。従って、背景画像の一部または全てを再描画する必要がある。この処理はソフトウェアで行うため、高速な描画には限界がある。そのため、背景画像上を高速に前景画像がスクロールするなどをGUIで表現するのは困難であった。
図3は画面が切り替わる際の特殊視覚効果の例である。図3(a)はトップ画面でありVideo、Music、Photoなどといったコンテンツの種類を表すアイコン201〜203が表示されている。図3(a)においてユーザがビデオアイコン201を選択すると、図3(b)のようにそのアイコンが徐々に拡大すると同時に、他のアイコン202、203がフェードアウトし、さらに、図3(c)のように拡大したアイコンが徐々にコンテンツ一覧リストへ変化していく。図3(d)は最終的な静止面であって、選択したアイコンに関するコンテンツの一覧リスト204とサムネイル(縮小画像)205を示す。図3(a)から図3(d)へいきなり画面が変化するのではなく、図3(b)、3(c)のような途中の遷移過程を高速に表示することにより、スピード感のある使いやすいGUIが実現できる。ここでの特殊視覚効果は、イメージとしてのアイコン201の拡大、文字の拡大、背景200へのアイコン202、203のフェードアウトなどの手法が用いられている。
本発明は、このような特殊視覚効果をソフトウェアまたはソフトウェア及びハードウェアを用いて高速に実行するための手段を提供するものである。特に、背景画像と前景画像について逐次演算処理が必要な場合に本願は有効となる。
例えば、背景画像上に文字列を表示する場合、アンチエリアス表示という技術を用いることができる。この技術を用いると、曲線としての輪郭がギザギザに表示される文字の場合でも、ギザギザが軽減され、より自然で美しい表示が可能となる。アンチエリアス表示は、文字を表示する際に、その輪郭部で文字本来の色と背景の色を合成した色を表示することにより、文字と背景の境界が滑らかに見えるような効果を提供する。しかしながら、この処理は単純に文字を表示する時に比べ、より多くの計算処理能力を必要とする。このため、アンチエリアス表示している文字列を特殊視覚画像として高速に拡大/縮小、移動、またはフェードイン/フェードアウトすることは困難である。
一方、特殊視覚効果を提供する画像(以下、特殊効果画像という)の表示中は、一般に、画像や文字などのGUI部品が移動や変形したりするなど、画面が時々刻々変化する。このような特殊効果画像の表示中は、静止中の画像に比べ、ユーザにとって画像が詳細に表現される必要性は低い。例えば、スクロール中の画像は移動しているため、人間の目で詳細を捕らえることは難しく、画像自身の解像度を低くしてもユーザにとって見た目上の影響は少ない。
図4はこのような特性を利用して、GUI部品を用いて視覚効果を提供する本発明の第1実施形態の動作を示すフローチャートである。このフローチャートに示される各ステップは、制御部100の制御の下に実行される動作である。
先ず制御部100は、操作部(リモコン等)113を介して入力されるユーザからのメニュー画面表示指示あるいはメニュー画面切替え指示に応じて特殊効果画像の表示を開始し(S401)、例えばROM123に格納された特殊効果画像のファイルから画面に、表示すべきGUI部品を一つ選択する(S402)。そして制御部100は、GUI部品生成手段101、103、105により、選択したGUI部品に対応する実際のGUI部品(表示データ)を生成する。
当該GUIがアイコン等の画像であって、GUIが図3のようにイメージ表示処理であるなら(S403のYes)、α値/解像度変換手段104は、イメージ生成手段103により生成されたGUI部品(イメージ)の解像度、色数を下げる(S407)。例えばGUI部品の本来の解像度が8ビットデータで示される場合、α値/解像度変換手段104は該8ビットデータをその上位4ビットで示されるデータに変換する。これにより、GUI部品のデータ量が減少する。さらに、GUI部品がα値を持つ場合(S408のYes)、α値/解像度変換手段104は、ある閾値以下のα値を0に変換する(S409)。これは、ほぼ透明な画像領域は完全に透明なものとして処理することを意味する。このように、GUI部品に対する処理が簡略される。このようにして処理(変換)されたGUI部品は、イメージ合成部によりフレームバッファ111上の制御部100により指定された位置に書き込まれる(S412)。GUI部品のデータ量は、静止画の場合より減少しているので、GUI部品は高速に処理される。
次に、表示すべきGUI部品が文字列であって、GUIが図2のように文字列表示処理であるなら(S404のYes)、アンチエリアス処理が指定されているかどうかを調べる(S410)。アンチエリアス処理が指定されている場合には(S410のYes)、アンチエリアス処理手段102は、生成された文字画像に対してアンチエリアス処理を行わないか、またはアンチエリアス処理の精度を下げて文字画像を処理する(S411)。このように、GUI部品に対する処理が簡略される。視覚効果の実行時間は一般に短時間であり、また、文字列の移動などが伴う場合が多いため、アンチエリアス効果の必要性は低い。従って本実施例のように、アンチエリアス処理をしない、あるいは精度を下げることにより、表示の高速化が実現する。アンチエリアス処理手段102により処理された文字画像はイメージ合成部によりフレームバッファ111上の制御部100により指定された位置に書き込まれる(S412)。この場合も、GUI部品のデータ量は、静止画の場合より減少しているので、GUI部品は高速に処理される。
次に、表示すべきGUI部品が曲線であって、GUIが曲線表示処理(多角形近似処理)を伴う場合には(S405のYes)、曲線多角形近似手段106は、生成された曲線の精度を下げる(S406)。たとえば、円を正12角形として近似する。さらに、図には示していないが閉曲線内を塗りつぶす処理等においても、曲線多角形近似手段106は同様に輪郭の多角形近似の精度を下げる。曲線多角形近似手段106により処理された曲線画像はイメージ合成部によりフレームバッファ111上の制御部100により指定された位置に書き込まれる(S412)。この場合も、GUI部品のデータ量は、静止画の場合より減少しているので、GUI部品は高速に処理される。
制御部100は、以上の処理を、表示すべき全てのGUI部品が処理されるまで繰り返す(S413)。全てのGUI部品を処理すると(S413のYes)、フレームバッファ上で合成された1フレーム分のGUI部品を表示装置112にて表示する。特殊効果画像の表示が終了していない場合(S415のNo)、次のフレームを作成するために、上記したような処理が繰り返される。特殊効果画像の表示が終了すると(S415のYes)、本来の静止画を表示装置112に表示する(S414)。つまり、元から設定されている品位(画像品質)で各GUI部品が表示されるようにアンチエリアス処理及び曲線多角形近似を行い、解像度変換はしない(S416)。
以上のように、特殊効果画像表示中には静止画表示の場合より、アンチエリアス処理の精度を下げる、または、アンチエリアス処理をしないことにより、ソフトウェアでフォント処理を行う場合であっても、文字フォントを高速に表示(移動、拡大等を含む)することができる。
また、特殊効果画像表示中には静止画表示の場合より、イメージを表示する際に、解像度や色数を下げることにより、ソフトウェアでイメージを表示する場合であっても、高速に表示(移動、拡大等を含む)することができる。
また、特殊効果画像表示中には静止画表示の場合より、曲線表示(塗りつぶしを含む)する際に、多角形近似の精度を下げることにより、ソフトウェアで曲線を表示する場合であっても、高速に表示(移動、拡大等を含む)することができる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
既に述べたように特殊効果画像表示中は、詳細な画像データを忠実に再現する必要性は低く、また、GUI部品を高速に表示することが要求される。一般にGUI部品の表示速度はその表示面積に比例する。そこで、特殊効果画像表示中は、表示画面領域(フレームバッファ111)よりも小さな領域をメモリ中に確保し、縮小した画面をそのメモリ中に一旦書き込み、一つの画面の作成が終了した時点で、表示画面へ表示する際にイメージとして拡大して表示する。
図5はGUI部品を用いて特殊視覚効果を提供する本発明の第2実施形態の動作を示すフローチャートである。このフローチャートに示される各ステップは、制御部100の制御の下に実行される動作である。図6は第2実施形態に係るGUI装置1bの構成を示すブロック図であり、図1の第1実施形態の構成に比べ、アンチエリアス処理手段102、α値/解像度変換手段104、曲線多角形近似手段106が省略され、座標/スケール変換手段107、オフラインイメージバッファ109、イメージ拡大手段110が追加されている。
制御部100は、操作部113を介して入力されるユーザからのメニュー画面表示指示あるいはメニュー画面切替え指示に応じて特殊効果画像の表示を開始し(S501)、座標/スケール変換手段107に対して1/Nの座標スケール変換を指示する(S502)。Nとしては2の乗数など高速な演算に適した数値を選択する。
次に制御部100は、上記特殊効果画像のファイルから、画面に表示すべきGUI部品を一つ選択し(S503)、GUI部品生成手段101、103または105により、選択したGUI部品に対応する実際のGUI部品(表示データ)を生成する。座標/スケール変換手段107は生成手段101、103または105により生成されたGUI部品を、1/Nの大きさに変換してイメージ合成手段108に提供する。
イメージ合成手段108は、個々に座標/スケール変換されたGUI部品を一つの画像として合成する手段である。つまりイメージ合成手段108は、1/Nの大きさに変換されたGUI部品を、オフラインイメージバッファ109上の制御部100により指定された位置に描画する(S504)。各GUI部品のデータ量は上記縮小処理により小さくなっているので、各GUI部品は高速にオフラインイメージバッファ109上に書き込まれる。制御部100は、以上の処理を、表示あるいは変更すべき全てのGUI部品が処理されるまで繰り返す(S505)。
全てのGUI部品が処理されると(S505のYes)、イメージ拡大手段110はオフラインイメージバッファ109上に合成されたGUI部品をN倍してフレームバッファ111に転送する(S506)。この場合も、各GUI部品のデータ量は上記縮小処理により小さくなっているので、各GUI部品は高速にフレームバッファ111上に書き込まれる。この結果、1フレームのGUI部品が表示装置112に表示される。GUI部品の移動や拡大等、特殊効果画像の表示が終了していない場合(S507のNo)、次のフレームを作成するために、フローはステップS503に移行する。特殊効果画像の表示が終了するまで、上記したような処理が繰り返される。
以上のように、特殊効果画像表示中には、表示するGUI部品を、一旦メモリ中のオフラインイメージバッファに縮小して描画し、1つの画面が生成された時点で、拡大表示する。これにより、縮小イメージのイメージ合成となり、アニメーション等のGUI表示が高速になる。
図7は本発明の第3実施形態に係るGUI装置1cの構成を示すブロック図である。第3実施形態に係るGUI装置1cは、図1の第1実施形態及び図6の第2実施形態に係るGUI装置1a及び1bを組み合わせた装置であって、両実施形態の利点を有する。すなわち、特殊効果画像を表示する場合、各画像処理手段102、104、106による処理を簡略し、簡略された処理が施されたGUI部品を、座標/スケール変換手段107により縮小して、オフラインイメージバッファ109に書き込むことができる。従って本実施形態によれば、GUI部品の表示速度を更に向上することができる。
以上の説明はこの発明の実施の形態であって、この発明の装置及び方法を限定するものではなく、様々な変形例を実施することができる。そのような変形例も本発明に含まれるものである。又、各実施形態における構成要素、機能、特徴あるいは方法ステップを適宜組み合わせて構成される装置又は方法も本発明に含まれるものである。
本発明の一実施形態に係るGUI装置1aの概略構成を示すブロック図である。 特殊視覚効果の具体例を示す図である。 特殊視覚効果の他の具体例を示す図である。 本発明の第1実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係るGUI装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第3実施形態に係るGUI装置の概略構成を示すブロック図である。
符号の説明
100…制御部、101…文字フォント生成手段、102…アンチエリアス処理手段、103…イメージ生成手段、104…α値/解像度変換手段、105…曲線生成手段、106…曲線多角形近似手段、107…座標/スケール変換手段、108…イメージ合成手段、109…オフラインイメージバッファ、110…イメージ拡大手段、111…フレームバッファ、112…表示装置、113…操作部。

Claims (14)

  1. 特殊視覚効果を伴う画像を提供するGUI(グラフィカルユーザインタフェース)装置1aであって、
    GUI表示要素を生成する生成手段と、
    前記生成手段により生成された前記GUI表示要素に対して、静止画を表示する場合に第1画像処理を施し、前記特殊視覚効果を伴う画像を表示する場合に前記第1画像処理を簡略した第2画像処理を施し、処理されたGUI表示要素を提供する画像処理手段と、
    を具備することを特徴とするグラフィカルユーザインタフェース装置。
  2. 前記生成手段は文字フォントを生成する手段を含み、前記画像処理手段はアンチエリアス処理を行う手段を含むことを特徴とする請求項1記載のグラフィカルユーザインタフェース装置。
  3. 前記生成手段はイメージを生成する手段を含み、前記画像処理手段はα値/解像度変換を行う手段を含むことを特徴とする請求項1記載のグラフィカルユーザインタフェース装置。
  4. 前記生成手段は曲線を生成する手段を含み、前記画像処理手段は曲線を多角形に近似する手段を含むことを特徴とする請求項1記載のグラフィカルユーザインタフェース装置。
  5. 特殊視覚効果を伴う画像を提供するGUI(グラフィカルユーザインタフェース)装置であって、
    第1GUI部品を生成する第1生成手段と、
    第2GUI部品を生成する第2生成手段と、
    前記第1生成手段により生成された前記第1GUI表示要素に対して、静止画を表示する場合に第1画像処理を施し、前記特殊視覚効果を伴う画像を表示する場合に前記第1画像処理を簡略した第2画像処理を施し、処理されたGUI表示要素を提供する第1画像処理手段と、
    前記第2生成手段により生成された前記第2GUI表示要素に対して、静止画を表示する場合に第3画像処理を施し、前記特殊視覚効果を伴う画像を表示する場合に前記第3画像処理を簡略した第4画像処理を施し、処理されたGUI表示要素を提供する第2画像処理手段と、
    前記第1及び第2画像処理手段により処理された前記第1及び第2GUI部品を合成し、合成された画像を提供する合成手段。
  6. 前記第1生成手段は文字フォント生成手段を含み、前記第1画像処理手段はアンチエリアス処理手段を含むことを特徴とする請求項1記載のグラフィカルユーザインタフェース装置。
  7. 前記生成手段はイメージ生成手段を含み、前記画像処理手段はα値/解像度変換手段を含むことを特徴とする請求項1記載のグラフィカルユーザインタフェース装置。
  8. 前記生成手段は曲線生成手段を含み、前記画像処理手段は曲線多角形近似手段を含むことを特徴とする請求項1記載のグラフィカルユーザインタフェース装置。
  9. 特殊視覚効果を伴う画像を提供するGUI(グラフィカルユーザインタフェース)装置であって、
    第1GUI表示要素を生成する第1生成手段と、
    第2GUI表示要素を生成する第2生成手段と、
    前記特殊視覚効果を伴う画像を提供する場合に、前記第1及び第2生成手段により各々生成された前記第1及び第2GUI部品を縮小する縮小手段と、
    前記縮小手段により縮小された前記第1及び第2GUI部品を合成し、合成された画像を提供する合成手段と、
    を具備することを特徴とするグラフィカルユーザインタフェース装置。
  10. 前記第1生成手段により生成された前記第1GUI表示要素に対して、静止画を表示する場合に第1画像処理を施し、前記特殊視覚効果を伴う画像を表示する場合に前記第1画像処理を簡略した第2画像処理を施し、処理されたGUI表示要素を提供する画像処理手段を更に具備することを特徴とする請求項9記載のグラフィカルユーザインタフェース装置。
  11. 特殊視覚効果を伴う画像を提供するGUI(グラフィカルユーザインタフェース)方法であって、
    GUI表示要素を生成するステップと、
    前記生成されたGUI表示要素に対して、静止画を表示する場合に第1画像処理を施し、前記特殊視覚効果を伴う画像を表示する場合に前記第1画像処理を簡略した第2画像処理を施し、処理されたGUI表示要素を提供するステップと、
    を具備することを特徴とするグラフィカルユーザインタフェース方法。
  12. 前記GUI表示要素を生成するステップは、文字フォントを生成するステップを含み、前記画像処理ステップは、アンチエリアス処理を行うステップを含むことを特徴とする請求項11記載のグラフィカルユーザインタフェース方法。
  13. 前記GUI表示要素を生成するステップはイメージを生成するステップを含み、前記画像処理ステップはα値/解像度変換を行うステップを含むことを特徴とする請求項11記載のグラフィカルユーザインタフェース方法。
  14. 前記GUI表示要素を生成するステップは曲線を生成するステップを含み、前記画像処理ステップは曲線を多角形に近似するステップを含むことを特徴とする請求項11記載のグラフィカルユーザインタフェース装置。
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